Isolating Trace Impurities for Structural Elucidation in a Commercial Fungicide Formulation Using Preparative SFC

Význam tématu

Identifikace stopových nečistot v agrochemických přípravcích je zásadní jak z hlediska regulačních požadavků (FDA, EPA), tak pro zajištění bezpečnosti uživatelů a ochranu životního prostředí. Strukturní objasnění těchto nečistot umožňuje plné chemické pochopení jejich vlastností a účinků.

Cíle a přehled studie

Tento článek popisuje workflow založené na preparativní superkritické fluidní chromatografii (SFC) pro izolaci a strukturní charakterizaci stopových nečistot v komerční formulaci fungicidu propiconazole. Formulace obsahuje různé stereoisomery propiconazolu a přibližně 1 % souvisejících nečistot.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY UPC2 System
• SFC 80q Preparative System, Prep 100q SFC System
• Kolony: ACQUITY UPC2 BEH, ACQUITY UPC2 Trefoil AMY1, Viridis BEH, Chiralpak IC, Chiralpak AD-H
• Detektory: 2489 UV/Vis, 2998 PDA, SQ Detector 2
• Software: MassLynx
• NMR spektrometrie: Bruker Avance III (400 MHz), 1D a 2D experimenty (COSY, HSQC, NOESY, 1D NOE)

Použitá metodika

Vzorek komerční formulace (1,55 % propiconazolu) byl extrahován dichlormethanem a 5 % vodným roztokem NaHCO₃. Analytická SFC v achirálním i chirálním režimu sloužila pro profilování nečistot. Preparativní separace proběhla na achirální kolóně Viridis BEH (SFC 80q) a na chirálních kolónách Chiralpak IC/AD-H (Prep 100q). Detekce byla prováděna UV/Vis, PDA a ESI-MS (200–700 Da). Strukturní identifikace vycházela z vysokorozlišovacího MS a z NMR analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse

Preparativní SFC umožnila izolovat dvě hlavní nečistoty s více než 98 % čistotou. NMR prokázalo, že se liší místem napojení triazolového kruhu na dioxolan, čímž vznikají cis a trans izomery. Další chiralní frakcionace vedla k izolaci čtyř stereoisomerů s enantiomerní čistotou nad 98 %. Získané struktury byly v souladu s literaturou.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a efektivní separace stopových nečistot
• Minimální spotřeba organických rozpouštědel
• Ekologičtější přístup díky SFC
• Podpora regulačních požadavků a kontroly kvality

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření workflow na další agrochemikálie a farmaceutika
• Integrace s online HRMS a automatizované frakcionace
• Vývoj nových stacionárních fází pro vyšší rozlišení
• Green chromatography a udržitelná analytika

Závěr

Workflow založený na preparativní SFC prokázal schopnost izolovat stopové nečistoty z komerčního fungicidu propiconazole, podpořenou strukturní charakterizací pomocí MS a NMR. Metoda umožňuje rychlé, čisté a ekologické získání nečistot s vysokou čistotou a enantiomerickou čistotou nad 98 %.

Reference

1. von Reet G, Heeres J, Wals Janssen L. German Patent 2,551,560 (1976).
2. Glaser R, Adin I, Ovadia D, Mendler E, Drouin M. Solid-state structure determination and solution-state NMR characterization of the (2R,4R)/(2S,4S)- and (2R,4S)/(2S,4R)-diastereomers of the agricultural fungicide propiconazole, the (2R,4S)/(2S,4R)-symmetrical triazole constitutional isomer, and a ditriazole analogue. Structural Chemistry, 6(3):145–156 (1995).
3. Chen R. Mass-directed preparative SFC: An orthogonal tool with reduced liquid solvent usage for high throughput purification. Waters Application Note 720003772EN, October 2010.