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Warfarin ist seit den 1950er Jahren einer der bekanntesten Gerinnungshemmer. Beim Menschen wird es bis heute zur Vorbeugung von Thrombose und der Behandlung von Vorhofflimmern und Arrhythmie eingesetzt. Doch schon einige Jahre vor der FDA Zulassung (U. S. Food and Drug Administration) als Medikament wurde es zur Bekämpfung von Nagetieren eingesetzt. Bis heute wurde es nur teilweise durch weitaus wirksamere antikoagulante Rodentizide (ARs) der zweiten Generation, sogenannte Superwarfarine, ersetzt. In der Fachliteratur finden sich zahlreiche Beispiele für sekundäre und tertiäre Vergiftung mit ARs bei Wildtieren und anderen Nichtzieltieren. Bisher ist relativ wenig über die Bioakkumulation, Persistenz und Toxizität von ARs und deren Transformationsprodukten (TPs) in der terrestrischen und aquatischen Umwelt, sowie der Nahrungskette bekannt.
Um Einblicke in mögliche Transformations- und Abbauprozesse von Warfarin unter umweltrelevanten Bedingungen zu erhalten und um diese Einflüsse zu simulieren, wurde hierzu eine elektrochemische Reaktorzelle in Kopplung mit einem Massenspektrometer verwendet. So können mögliche Phase-I-Metabolite und sogenannte „oxidation products“ vorausgesagt werden. Hinsichtlich des Verhaltens während der Wasseraufbereitung in Kläranlagen wurden technisch relevante Prozesse wie Chlorung, UV-Bestrahlung und Ozonung in Modellen simuliert, um hier potenzielle Abbauwege und -prozesse aufzuklären. Gebildete Transformationsprodukte wurden daher mittels unterschiedlicher chromatografischer Verfahren getrennt und massenspektrometrisch identifiziert, charakterisiert und verglichen.
Warfarin als ein Vertreter der NSO-Hetereozyklen, ist seit den 1950er Jahren einer der bekanntesten Gerinnungshemmer. Beim Menschen wird es bis heute zur Vorbeugung von Thrombose und der Behandlung von Vorhofflimmern und Arrhythmie eingesetzt. Doch schon einige Jahre vor der FDA Zulassung als Medikament wurde es zur Bekämpfung von Nagetieren eingesetzt. Bis heute wurde es nur teilweise durch weitaus wirksamere antikoagulante Rodentizide (ARs) der zweiten Generation, sogenannte Superwarfarine, ersetzt. In der Fachliteratur finden sich zahlreiche Beispiele für sekundäre und tertiäre Vergiftung mit ARs bei Wildtieren und anderen Nichtzieltieren. Bisher ist relativ wenig über die Bioakkumulation, Persistenz und Toxizität von ARs und deren Transformationsprodukten (TPs) in der terrestrischen und aquatischen Umwelt, sowie der Nahrungskette bekannt.
Um Einblicke in mögliche Transformations- und Abbauprozesse von Warfarin zu erhalten und um Umwelteinflüsse zu simulieren, wurde es in einer elektrochemischen Reaktorzelle oxidativ umgesetzt und mittels Massenspektrometrie analysiert. Hinsichtlich der Wasseraufbereitung in Kläranlagen wurden technisch relevante Simulationsverfahren wie Chlorung, UV-Bestrahlung und Ozonung angewendet um potentielle Eliminierungswege aufzuklären. Gebildete Transformationsprodukte wurden daher mittels unterschiedlicher chromatografischer Verfahren getrennt, massenspektrometrisch analysiert und verglichen.
Warfarin, also known as Coumadin is one of the most popular anticoagulant drugs used as a therapeutic in humans to prevent thrombosis, atrial fibrosis, and fibrillation since the 1950s. Because of its ability to hinder blood from clotting by blocking vitamin K-depending carboxylation of blood clotting precursors, it is also used as a rodenticide worldwide. Until today it has been partially substituted by far more potent anticoagulant rodenticides (ARs), so-called superwarfarins. There are numerous references confirming secondary and tertiary poisoning in non-target-animals and wildlife like mammals, birds, and fish associated with ARs. Up to now relatively little is known about persistence and toxicity of transformation products of those AR in the environment and food chain. Herein, warfarin was chosen as a model compound to determine andelucidate TPs which are generated technically and under environment-like conditions. Such as the simulation of the oxidative phase I metabolism by implementing electrochemical flow cells coupled to mass spectrometry (MS). Obtained results are being compared to TPs generated by UVB-irradiation and ozonation.
Analysis and separation of degradation products and TPs were achieved by a variety of gas- and liquid chromatographic techniques coupled to (high resolution) MS.
The plant secondary metabolite families of coumarin and 4-hydroxy coumarin have a broad pharmacological spectrum ranging from antibacterial to anticancer properties. One prominent member of this substance class is the synthetic but naturally inspired anticoagulant drug and rodenticide warfarin (coumadin). A vast number of publications focus on the identification of warfarin and its major cytochrome P450-mediated phase I metabolites by liquid chromatography (LC) with mass spectrometry (MS) and tandem mass spectrometric (MS/MS) detection techniques. For the first time, electron ionization (EI) induced high-resolution quadrupole time-of-flight mass spectrometric (HR-qToF-MS) data of in-liner derivatized warfarin and selected hydroxylated species is provided in this study as an alternative to LC-MS/MS approaches. Furthermore, the characteristic fragments and fragmentation pathways of the analyzed methyl ethers are concluded. The obtained data of analytical standards, specific deuterated and 13C-labeled compounds prove inductive cleavage of the acyl or acetonyl side chain, methyl migration, and H-migration, along with consequential inductive cleavage as predominant fragmentation routes. Based on the HR-spectral data, commonalities and differences between the analyzed compounds and fragment groups were evaluated with future applicability in structure elucidation and spectra prediction of related compounds.