Chiral and Achiral Profiling of a Pesticide Formulation Using the ACQUITY UPC2 System and the ACQUITY QDa Detector

Význam tématu

Profilace chirálních a achirálních složek pesticidních formulací je klíčová pro zajištění účinnosti a bezpečnosti registrovaných produktů. Mnohé moderní pesticidy jsou opticky aktivní směsi, v nichž požadovanou biologickou aktivitu vykazuje jen jeden enantiomer. Rychlé a spolehlivé stanovení enantiomerní čistoty a přítomnosti vedlejších složek v jediné analytické sekvenci významně zvyšuje efektivitu laboratorních procesů a podporuje splnění regulačních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat kombinované achirální a chirální rozdělení složek triazolového fungicidu propiconazolu ve formulaci pomocí systému ACQUITY UPCÂ 2 doplněného o detektor ACQUITY QDa a UV detekci. Autoři prověřili, zda lze na jediné chromatografické platformě dosáhnout vysoce efektivní separace diastereomerů i enantiomerů, identifikovat neznámé minoritní složky a zvýšit selektivitu použitím hmotnostní detekce.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Waters ACQUITY UPC 2 System
• Detektory: ACQUITY UPC 2 PDA (UV 210–400 nm) a ACQUITY QDa (ESI+, m/z 100–600)
• Softwarové prostředí: Empower 3 FR2

Metodika

Achirální rozdělení:

• Kolona: ACQUITY UPC 2 BEH 3,0×100 mm, 1,7 µm
• Mobile phase: CO2 + metanol gradient (3→30 % B), 1990 psi, 1,5 ml/min, 35 °C
• Detekce UV při 220 nm, injekce 0,5 µl

Chirální rozdělení:

• Kolona: amylozová chirální 3,0×150 mm, 2,5 µm
• Mobile phase: CO2 + 50:50 2-propanol/etanol, gradient, 1990 psi, 2,0 ml/min
• Detekce UV při 220 nm, injekce 1 µl

MS podmínky:

• Ionizace ESI+, kapilární napětí 0,8 kV, kužel 10 V
• Teplota desolvatace 600 °C, zdroj 150 °C
• Make-up solvent: MeOH/water (98:2) s 0,1 % NH4OH, 0,3 ml/min

Hlavní výsledky a diskuse

Achirální separace odhalila ve formulaci dva hlavní diastereomery propiconazolu a navíc dva nižší vrcholy se stejným UV spektrem a m/z 342, charakteristickým pro dichlorovaný triazol. Chirální rozdělení na amylozové koloně pak tyto čtyři vrcholy převádělo na osm oddělených enantiomerů (4 pro AI i 4 pro minoritní složky). Kombinace UV, TIC a extrahovaných iontových chromato­gramů (XIC) pro m/z 342 umožnila vyloučit matrice a potvrdit podobnou strukturu a chirální charakter neznámých složek. Minoritní složky jsou pravděpodobně regioizomery propiconazolu vzniklé ze substituce na triazolovém kruhu.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované achirální i chirální stanovení na jedné platformě zkracuje dobu vývoje metody i analýzy.
• Superkritická tekutá chromatografie s CO2 a sub-2 µm částicemi zajišťuje vysokou efek­tivitu a 10× kratší analýzy proti klasickým normálním fázím.
• Přidání QDa hmotnostní detekce zvyšuje selektivitu a spolehlivost identifikace stopových složek.
• Snížení spotřeby organických rozpouštědel a nákladů na likvidaci.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Izolace a úplné charakterizace nově zjištěných regioizomerů propiconazolu.
• Rozšíření postupu na další chirální pesticidy a jejich im­purity.
• Optimalizace směsi co-rozpouštědel a vývoj nových CSP pro zlepšení rozlišení.
• Automatizace chytré metodiky pro rutinní QA/QC a registrační analýzy.

Závěr

Použitím Waters ACQUITY UPC 2 System s PDA a QDa detektorem byla demonstrována rychlá a spolehlivá metoda pro simultánní achirální i chirální profilaci propiconazolu ve formulaci. Kombinace vysoké účinnosti separace, krátkých časů analýzy a integrované hmotnostní detekce umožňuje laboratorím zvýšit produktivitu, omezit náklady na rozpouštědla a splnit přísné požadavky na enantiomerní čistotu v moderním vývoji pesticidů.

Reference

1. V Perez-Fernandez, M A Garcia, M L Marina. Chiral separation of agricultural fungicides. J Chrom A. 1218: 6561–6582, 2011.
2. B S Sekhon. Chiral pesticides. J Pestic Sci. 34,1: 1–12, 2009.
3. W P Liu. Pesticide Environmental Chemistry. Chemical Industry Press, Beijing, China. 341–343, 2006.
4. A Williams. Opportunities for chiral agrochemicals. J Pestic Sci. 46: 3–9, 1996.
5. EU Commission Regulation No 544/2011. OJ L 155: 1–66, 2011.
6. H Zhang et al. HPLC-MS/MS enantioseparation of triazole fungicides. J Sep Sci. 35: 773–781, 2012.
7. Y Zhou et al. Enantiomer separation of triazole fungicides by HPLC. Chirality. 21: 421–427, 2009.
8. J Ye et al. Enantioselective separation and analysis of chiral pesticides by HPLC. Trends Anal Chem. 28(10): 1148–1163, 2009.
9. P Wang et al. Direct enantiomeric resolutions of chiral triazole pesticides by HPLC. J Biochem Biophys Methods. 62: 219–230, 2005.
10. L Jin et al. Enantiomeric resolution of five chiral pesticides on chiralpak IB-H by SFC. J Chrom Sci. 49: 739–743, 2011.
11. L Toribo et al. Chiral separation of triazole pesticides by SFC. J Chrom A. 1046: 249–253, 2004.
12. A Grand-Guillaume et al. Comparison of UPSFC and UPLC for pharmaceuticals. J Chrom A. 1266: 158, 2012.
13. C Hamman et al. Evaluation of 25 CSPs for SFC. J Chrom A. 1305: 310–319, 2013.
14. R Glaser et al. Structure determination of propiconazole stereoisomers. Struct Chem. 6(3): 145–156, 1995.