Automated “Online“ LC-MS Small Molecule Reaction Monitoring with a Single Quadrupole MS

Význam tématu

V moderní výrobě malých molekulárních léčiv je klíčové kontinuálně sledovat průběh reakce i tvorbu nežádoucích nečistot. Přesná kontrola reagentů, produktů a vedlejších produktů umožňuje minimalizovat náklady na následné purifikační kroky a zajistit stabilní kvalitu farmaceutického činidla.

Cíle a přehled studie / článku

V této studii autoři představují automatizované online sledování aldolové kondenzace p-anisaldehydu s acetonem za využití jednočočkového hmotnostního spektrometru. Hlavními cíli byly:

• demonstrace nasazení Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC/MS s MSD iQ pro reálné časové sledování,
• kvantifikace eduktu a produktu během reakce,
• detekce případných vedlejších produktů a nečistot,
• ověření automatizace odebrání a přípravy vzorků skrze Online LC Monitoring Software.

Použitá metodika a instrumentace

Online experiment byl plně řízen softwarem Agilent Online LC Monitoring. Vzorky se odebíraly z reakční nádobky, automaticky se ředily a injikovaly do LC systému 1260 Infinity II Prime s následujícími podmínkami:

• Fáze A: voda + 0,1 % kyseliny mravenčí, fáze B: acetonitril + 0,1 % kyseliny mravenčí, gradient 40 až 90 % B za 0,85 min při 1,3 mL/min,
• kolona při 45 °C, objem injekce 1 µL,
• MS detekce v SIM režimu: m/z 133 pro p-anisaldehyd, m/z 177 pro z-anisyliden aceton a m/z 295 pro vedlejší produkt,
• zdroj ESI pozitivní ionizace, rozsah skenování 100–500 m/z.

Hlavní výsledky a diskuse

Online LC-MS umožnilo výrazně vyšší selektivitu a citlivost oproti UV monitoringu. SIM stopy pro edukt i produkt byly sledovány v reálném čase, přičemž se ukázalo, že relativní plocha piku závisí na ionizační účinnosti, proto byla použita jednopunková kalibrace na počáteční koncentraci eduktu. Reakce byla považována za dokončenou, když reziduální edukt klesl pod 5 %. Vedlejší produkt dvojné aldolové kondenzace (m/z 295) se objevil po devíti minutách, což potvrdilo schopnost metody detekovat nízké hladiny nečistot.

Přínosy a praktické využití metody

• plná automatizace odběru, ředění a analýzy vzorků,
• reálné sledování průběhu reakce a včasné varování při dosažení definovaných mezních hodnot,
• detekce skrytých nečistot bez potřeby dodatečných analýz,
• uchování retenčních vzorků pro pozdější potvrzující testy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Online LC-MS sledování lze rozšířit o kontinuální průtokové reaktory, paralelní analýzu více reakcí či umělou inteligenci pro predikci optimálních podmínek. Dále je možné integrovat metodu do systémů procesní analytické technologie (PAT) pro automatické řízení výroby.

Závěr

Ukázalo se, že použití Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC/MS a MSD iQ poskytuje spolehlivou, rychlou a automatizovanou metodu pro monitorování malomolekulárních reakcí, umožňuje detekovat i nízké hladiny nečistot a výrazně zefektivňuje farmaceutickou výrobu.

Reference

• Viviano M. et al. A Scalable Two-Step Continuous Flow Synthesis of Nabumetone and Related 4-Aryl-2-butanones. Org. Process Res. Dev. 2011, 15, 858–870.
• Automated Reaction Monitoring by the Agilent 1260 Infinity II Prime Online LC system. Agilent Technologies application note 5994-3980EN.