Distribusjonspartisjonskoeffisient, distribusjon, applikasjoner

Han partisjon eller distribusjonskoeffisient Det er definert som årsaken til konsentrasjonen av et kjemikalie eller løst mellom to midler i likevekt. Dette mediet kan være en gass som luft; en væske som vann eller olje; eller en kompleks blanding som blod eller andre stoffer.

Blod-/luftpartisjonskoeffisienten er viktig for å forklare gassutvekslingen som oppstår i lungene, mellom blodet og atmosfæren.

Diagram som forklarer distribusjonskoeffisienten for tre oppløste stoffer mellom to faser. Kilde: Perdula [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Det overordnede bildet demonstrerer konseptet som er forklart på en forenklet og strålende måte. Hver figur representerer en analyt, som er fordelt og/eller distribuert mellom to uønskelige faser: den ene overlegen og den andre lavere.

Grønne firkanter er overveiende plassert i den øvre fasen; Mens røde trekanter løses opp mer i nedre fase, og lilla sirkler velger å plassere seg i grensesnittet.

Det kan sees hvordan K varierer_D For hver analyt. Ja k_D Den er større enn 1, analytten vil bli distribuert mer mot den øvre fasen; Hvis verdien er nær 1, vil den ha en tendens til å plassere i grensesnittet; eller hvis tvert imot k_D er mindre enn 1, vil hovedsakelig være i den nedre fasen.

En av partisjonskoeffisientformene er at det eksisterer mellom to uønskelige væsker i likevekt; det samme er n-oktan og vannsystem. Dette systemet har blitt brukt til å etablere en viktig egenskap av en forbindelse: dens hydrofobe eller hydrofile karakter.

Verdien av partisjonskoeffisienten (P), eller distribusjonskoeffisient (K), tjener til å indikere den hydrofobe karakteren til et medikament. Dermed kan det brukes til å forutsi prosessen med tarmabsorpsjon, distribusjon, metabolisme og utskillelse.

[TOC]

Distribusjonskoeffisient

Definisjon

Distribusjonskoeffisienten (K) for et stoff, også kalt partisjonskoeffisient (P), er forholdet mellom å dele konsentrasjonene av et stoff i to faser; konstituert av blandingen av to løsningsmidler som er ikke blandbare for å ha forskjellige tettheter og naturer.

Verdien av distribusjonskoeffisienten (K) eller partisjonen (P) er relatert til stoffets løselighetsforskjell i uproduksjonsvæsker som er en del av blandingen.

K o p = [substans]₁ / [substans]₂

[substans]₁ Det er konsentrasjonen av stoffet i væske 1. Og [stoff]₂  Det er konsentrasjonen av det samme stoffet i væske 2.

Tolkning

Hvis K eller P har en verdi lik 3, indikerer det at stoffet er 3 ganger mer konsentrert i væske 1 enn i væske 2. Men samtidig påpeker han også at stoffet er mer løselig i væske 1.

Nå, hvis verdien av K eller P er 0,3, har stoffet en større konsentrasjon i væske 2; og derfor er løseligheten i væske 2 eldre enn i væske 1.

Kan tjene deg: homogent system

Oktanol/vannpartisjonskoeffisient

I noen forskningsområder som organisk kjemi og farmasøyt er blandingen av væsker dannet av vann og en apolar væske som N-oktanol eller 1- oktanol, så det nevnes vanligvis om oktanolpartisjonskoeffisienten /vannet representert av POW.

N-oktanolen har en tetthet på 0,824 g/cm³; Mens vannet, som kjent, har en tetthet på 1 g/cm³ omtrent konstant. Når de to væskene er balansert, n-oktch.

Et hydrofobt stoff vil ha en større konsentrasjon i N-oktanol, når de uønskelige væskene har balansert. På den annen side vil et hydrofilt stoff ha større konsentrasjon i vann.

Begrensninger

Partisjonen eller distribusjonskoeffisienten brukes på ikke -i -i -iponiserte stoffer. I tilfelle at partisjonskoeffisienten måles i et ioniserbart stoff, må pH eller bruke en buffer i den vandige fasen justeres for å sikre at stoffet blir presentert som ikke dissosiert.

I bestemmelsen av partisjonskoeffisienten, bør ikke spennings- eller overflateaktivt stoffer brukes, siden disse stoffene, på grunn av deres amfifylliske karakter, er lokalisert ved grensesnittet til uoppdragsgiver væsker.

N-oktanol/vannpartisjonskoeffisienten uttrykkes vanligvis i logaritmisk form; det vil si som log p eller log av k, på grunn av amplituden til verdiene til p og k.

Hvis p -loggen for et stoff er større enn 0, er dette en indikasjon på at stoffet er hydrofobisk. Tvert imot, hvis p -loggen er mindre enn 0 (det vil si negativt), vil dette indikere at stoffet er hydrofil.

Distribusjonskoeffisient (D)

Distribusjonskoeffisienten (D) er kvotienten mellom konsentrasjonen av alle stoffer, ionisert og ikke ionisert, i væske 1 (N-oRTANOL) og konsentrasjonen av de samme stoffene i væske 2 (vann).

Når verdien av distribusjonskoeffisienten (D) er oppnådd, kan dette uttrykkes som D -logaritme på grunn av amplituden til D -verdiene.

For å oppnå distribusjonskoeffisienten (D), må den vandige fasen buffes; det vil si til en vis.

Kan tjene deg: benzen: historie, struktur, egenskaper, derivater, bruk

Det er praktisk å bestemme d ved pH 7,4. Denne pH tilsvarer blodets blod og representerer forholdene som medisiner eller forbindelser vil finne i det intracellulære miljøet og i det ekstracellulære miljøet.

For en ikke -ioniserbar forbindelse.

Eksperimentell bestemmelse av en partisjonskoeffisient

Det er flere metoder for måling av partisjonskoeffisient (P). Blant dem er agitasjonsflaske -metoden og væskekromatografi med høy oppløsning. I både en tidligere kunnskap om løseligheten av problemstoffet er det nødvendig, både i N-oktanol og i vann.

Agitasjonsflaskemetode

Prøven blir oppløst i n-Ectchtanol mettet med vann, som vil bli utført i en trakt skilles eller dekantasjon med mettet vann med N-oktanol. Metning av løsningsmidler er nødvendig for å unngå overføring av løsningsmidler under partisjonsprosessen.

Dekantasjonstrakten blir utsatt for mekanisk agitasjon i en viss tid. Så blir det igjen i ro i lang tid for å sikre fullstendig separasjon. For å konkludere, blir fasene atskilt ved dekantasjon.

Deretter bestemmes konsentrasjonen av prøven i hvert av løsningsmidlene ved bruk av en spektrofotometrisk metode; For eksempel UV-synlig eller annen metode. Til slutt, med de oppnådde data, blir partisjonskoeffisienten og log P beregnet.

Denne metoden har fordelen av å være økonomisk, reproduserbar og høy presisjon. Kort sagt, det er den mest pålitelige metoden for å bestemme log P.

Den største ulempen med metoden er at den bruker mye tid: mer enn 24 timer for å balansere væsker, omrøring og separasjon av fasene under partisjonsprosessen. I tillegg er det bare aktuelt for løselige stoffer i N-oktanol og vann.

Væskekromatografimetode med høy oppløsning

Log P ved hjelp av korrelasjonen av retensjonstiden for prøven kan oppnås, med retensjonstiden for en lignende kjemisk strukturreferanseforbindelse med en kjent p -verdi.

Det er en metode der verdien av log p oppnås i løpet av en varighet mindre enn 20 minutter. Gir loggverdier mellom 0 og 6, som bare tilsvarer hydrofobe stoffer.

Ulempen er at verdien av P ved lineær regresjon bestemmes, så flere forbindelser med kjemisk struktur som ligner på prøven og av kjente logger, bør brukes som referanse.

Kan tjene deg: Bromin: Historie, struktur, elektronisk konfigurasjon, egenskaper, bruksområder

applikasjoner

Optimalisering av medikamentell handling

Hvis et medikament blir inntatt, må det nå lyset fra tynntarmen, der de fleste stoffer blir absorbert. Deretter krysser den innsiden av cellene, oppløser i lipid -dobbeltlaget som er en del av membranen. Denne prosessen er foretrukket av den hydrofobe karakteren til stoffet.

Legemidlet må passere gjennom tarmcellene, krysse basalmembranen for å nå blodet og nå målreseptorene til medikamentvirkningen. Noen stadier av den globale prosessen er foretrukket av den hydrofobe karakteren til stoffet, men andre gjør det ikke.

En verdi av partisjonskoeffisienten må finnes som tillater alle nødvendige prosesser for virkning av medikament og kroppsbrønn.

Bruken av altfor hydrofobe medisiner kan være giftig, siden metabolismen kan gi potensielt skadelige metabolitter. På den annen side har totalt hydrofile medisiner vanskeligheter med tarmabsorpsjonen.

Agrokjemiske produkter

Aktiviteten til insektmidler og ugressmidler påvirkes av dens hydrofobe karakter. Imidlertid er hydrofobisitet assosiert med en lengre halvliv. Derfor er forurensende effekten på miljøet forlenget, og kan produsere økologisk skade.

Hydrofobe produkter som fungerer effektivt, med en kortere halvliv må oppstå.

Miljøomsorg

Hydrofobe forbindelser er vanligvis miljøgifter for miljøet, siden de tappes gjennom bakken, kan nå grunnvann og deretter elvevann.

Når du kjenner partisjonskoeffisienten til en forbindelse, kan endringer gjøres i dens kjemiske struktur som modifiserer hydrofobisitet for å redusere dens forurensende virkning på miljøet.

Hydrogeology bruker oktanol/vannstøpt koeffisient (KOW) for å kontrollere strømmen av hydrofobe forbindelser, både på bakken og i grunnvannet.

Referanser

1. Bannan, ca. C., Calabró, g., Kyu, d. OG., & Mobley, D. L. (2016). Beregning av partisjonskoeffisienter av små molekyler i oktanol/vann og sykloheksan/vann. Journal of Chemical Theory and Computation, 12(8), 4015-4024. Doi: 10.1021/ACS.JCTC.6B00449
2. Wikipedia. (2019). Distribusjonskoeffisient. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.org
3. National University of Colombia. (s.F.). Enhet 8: Eksperimentell bestemmelse av distribusjonskoeffisienten for barbiturater. [PDF]. Gjenopprettet fra: nettverk.en i.Edu.co
4. Sevier. (2019). Fordelingskoeffisient . Science Direct. Hentet fra: Scientedirect.com
5. Seboo Hemnath. (2019). Partisjonskoeffisient: Definisjon og beregning. Studere. Gjenopprettet fra: Studie.com