Determination of physicochemical properties of new psychoactive substances using capillary electrophoresis

Celem pracy było określenie kwasowości i lipofilności 6 katynonów: 2-metylometkatynonu, 3-metylometkatynonu, 4-metylometkatynonu, α-pirolidynopentiofenonu, 3,4-metylenodioksypirowaleronu i efedronu, za pomocą elektroforezy kapilarnej (CE). Przeprowadzono także symulację rozdziału mieszaniny katynonów wykorzystując program PeakMaster 5.3, zestawiając ją z wynikami uzyskanymi eksperymentalnie.W badaniach zastosowano trzy metody CE do wyznaczenia stałej dysocjacji kwasowej (pKa), która opisuje kwasowość związków chemicznych. Metoda tradycyjna wymaga wyznaczenia wartości ruchliwości elektroforetycznych związków w szerokim zakresie pH oraz dopasowania funkcji sigmoidalnej. Otrzymano wartości pKa zawierające się w przedziale 8,59 – 9,10. Dwie pozostałe metody (metoda jednej wartości i metoda dwóch wartości) pozwalają określić wartość na podstawie znacznie mniejszej liczby eksperymentów. Wyznaczone trzema metodami wartości pKa cechują się dobrą zgodnością.Lipofilność związku można opisać za pomocą współczynnika dystrybucji (logD). Do jego wyznaczenia zastosowano dwie techniki elektromigracyjne: micelarną chromatografię elektrokinetyczną i mikroemulsyjną chromatografię elektrokinetyczną. Otrzymane wartości mieszczą się w zakresie 1,5 – 3,3 z satysfakcjonującą zgodnością pomiędzy wynikami z obu metod. Ponadto, za pomocą LC-MS/MS przeprowadzono rozdzielanie mieszaniny zawierającej badane katynony. Kolejność elucji poszczególnych związków była zgodna z uzyskanymi wartościami logD.

The aim of this work was to determine acidity and lipophilicity of six cathinones: 2-methylmethcathinone, 3-methylmethcathinone, 4-methylmethcathinone, α-pyrrolidinovalerophenone, methylenedioxypyrovalerone and ephedrone, using capillary electrophoresis (CE). Additionally, the simulation of the separation of the cathinones mixture has been performed using PeakMaster 5.3, and verified experimentally. Three different methods based on CE were employed to investigate acid dissociation constant (pKa), which expresses the acidity of a compound. The standard method requires determination of electrophoretic mobilities of a compound across broad pH range and fitting sigmoidal function. The obtained pKa values were in a range of 8.59 - 9.10. The other two methods (a one-value method and a two-values method) enable estimation of pKa using fewer experiments. The values obtained by three different methods were in good agreement.The lipophilicity of a compound might be described using the distribution coefficient value (logD). Two CE techniques enable determination of this value: micellar electrokinetic chromatography and microemulsion electrokinetic chromatography. The obtained values were in the range of 1.5 – 3.3 with satisfactory agreement between both methods. Additionally, a LC-MS/MS method was used for separation of the mixture of cathinones and the recorded elution order was in good agreement with determined logD values.