PASISKIRSTYMO KOEFICIENTAS: PASKIRSTYMAS, PASKIRSTYMAS, PRITAIKYMAI - CHEMIJA - 2025

Pertvara, arba pasiskirstymo koeficientas yra apibrėžiamas kaip cheminį rūšių arba tirpinio tarp dviejų media pusiausvyros koncentracijos santykis. Ši terpė gali būti kaip dujos; skystis, toks kaip vanduo ar aliejus; arba sudėtingas mišinys, pavyzdžiui, kraujas ar kiti audiniai.

Kraujo / oro pasiskirstymo koeficientas yra svarbus paaiškinant dujų mainus, vykstančius plaučiuose, tarp kraujo ir atmosferos.

Diagrama, paaiškinanti trijų tirpių tarp dviejų fazių pasiskirstymo koeficientą. Šaltinis: „Perdula“

Aukščiau pateiktas vaizdas supaprastintai ir ryškiai parodo paaiškintą sąvoką. Kiekvienas paveikslas parodo analitę, kuri pasiskirsto ir (arba) pasiskirsto tarp dviejų nesimaišančių fazių: vienos viršutinės ir kitos apatinės.

Žali kvadratai dažniausiai būna viršutinėje fazėje; tuo tarpu raudoni trikampiai labiau ištirpsta apatinėje fazėje, o purpuriniai apskritimai pasirenka juos prie sąsajos.

Ji yra vertinama kaip K _D skiriasi kiekvienos analitės. Jei K _D yra didesnis negu 1, tai analitė bus paskirstyti daugiau link viršutinio etapo; jei jo vertė yra artima 1, jis bus linkęs į sąsają; arba, jei priešingai, K _D yra mažesnis nei 1, tai daugiausia bus apatinėje fazėje.

Viena iš pasiskirstymo koeficiento formų yra ta, kuri egzistuoja tarp dviejų pusiausvyroje nesimaišančių skysčių; kaip ir n-oktaninė sistema ir vanduo. Ši sistema buvo naudojama norint nustatyti svarbią junginio savybę: jo hidrofobinį ar hidrofilinį pobūdį.

Pasiskirstymo koeficiento (P) arba pasiskirstymo koeficiento (K) reikšmė rodo vaisto hidrofobiškumą. Taigi jis gali būti naudojamas numatyti jo absorbciją, pasiskirstymą, metabolizmą ir išsiskyrimą žarnyne.

Pasiskirstymo koeficientas

Apibrėžimas

Medžiagos pasiskirstymo koeficientas (K), dar vadinamas pasiskirstymo koeficientu (P), yra koeficientas, padalytas iš medžiagos koncentracijos į dvi fazes; sudarytas iš dviejų tirpiklių mišinio, kurie nesimaišo, nes turi skirtingą tankį ir pobūdį.

Pasiskirstymo koeficiento (K) arba pasiskirstymo (P) vertė yra susijusi su medžiagos tirpumo skirtumu nesimaišančiuose skysčiuose, kurie yra mišinio dalis.

K arba P = ₁ / ₂

₁ yra medžiagos koncentracija skystyje 1, o ₂ - tos pačios medžiagos koncentracija 2 skystyje.

Interpretacija

Jei K arba P vertė lygi 3, tai rodo, kad cheminė medžiaga yra 3 kartus koncentruota 1 skystyje nei 2 skystis. Tačiau tuo pat metu tai taip pat rodo, kad medžiaga geriau tirpsta 1 skystyje.

Dabar, jei K arba P vertė yra 0,3, 2 skystyje medžiaga turi didesnę koncentraciją; todėl jos tirpumas yra didesnis 2 skystyje nei 1 skystyje.

Oktanolio / vandens pasiskirstymo koeficientas

Kai kuriose tyrimų srityse, tokiose kaip organinė chemija ir farmacija, skysčių mišinį sudaro vanduo ir apoliarinis skystis, toks kaip n-oktanolis arba 1-oktanolis, todėl dažnai nurodomas oktanolio pasiskirstymo koeficientas. / vanduo, atstovaujamas Pow.

N-oktanolio tankis yra 0,824 g / cm ³ ; o vandens tankis, kaip žinia, yra maždaug pastovus 1 g / cm ³ . Kai abu skysčiai bus subalansuoti, n-oktanolis užima viršutinę nesimaišančių skysčių mišinio, vadinamo 1 skysčiu, viršutinę dalį.

Kai nesimaišantys skysčiai subalansuos, hidrofobinės medžiagos koncentracija n-oktanolyje bus didesnė. Kita vertus, hidrofilinės medžiagos koncentracija vandenyje bus didesnė.

Apribojimai

Nejonizuotoms medžiagoms taikomas pasiskirstymo arba pasiskirstymo koeficientas. Jei pasiskirstymo koeficientas matuojamas jonizuojamoje medžiagoje, reikia sureguliuoti pH arba vandeninėje fazėje naudoti buferį, kad būtų užtikrinta, jog cheminė medžiaga yra neišskaidyta.

Nustatant pasiskirstymo koeficientą, aktyviosios arba aktyviosios paviršiaus medžiagos neturėtų būti naudojamos, nes šios medžiagos dėl savo amfifilinio pobūdžio yra nesimaišančių skysčių sąsajoje.

N-oktanolio / vandens pasiskirstymo koeficientas paprastai išreiškiamas logaritmine forma; tai yra, kaip log P arba log K, dėl P ir K verčių amplitudės.

Jei medžiagos P log yra didesnis nei 0, tai rodo, kad medžiaga yra hidrofobinė. Jei P log yra mažesnis nei 0 (tai yra neigiamas), atvirkščiai, tai rodo, kad medžiaga yra hidrofilinė.

Pasiskirstymo koeficientas (D)

Pasiskirstymo koeficientas (D) yra visų jonizuotų ir nejonizuotų medžiagų koncentracijos 1 skystyje (n-oktanolis) ir tų pačių medžiagų koncentracijos 2 skystyje (vanduo) santykis.

Gavus paskirstymo koeficiento (D) vertę, jis gali būti išreikštas D logaritmu dėl D verčių amplitudės.

Norint gauti pasiskirstymo koeficientą (D), vandeninė fazė turi būti buferinė; kitaip tariant, esant tam tikram pH, kuris turi būti nurodytas remiantis gauto pasiskirstymo koeficiento verte.

Patogu atlikti D nustatymą esant 7,4 pH. Šis pH atitinka kraujo pH ir parodo sąlygas, su kuriomis vaistai ar junginiai susidurs tarpląstelinėje aplinkoje ir tarpląstelinėje aplinkoje.

Nejonizuojamiems junginiams, log D = log P, neatsižvelgiant į naudojamą pH.

Eksperimentinis pasiskirstymo koeficiento nustatymas

Yra keli pasiskirstymo koeficiento (P) matavimo metodai. Tai apima butelio purtymo metodą ir efektyvią skysčių chromatografiją. Abiem atvejais reikia išankstinių žinių apie bandomosios medžiagos tirpumą tiek n-oktanolyje, tiek vandenyje.

Kolbos purtymo metodas

Mėginys ištirpinamas vandenyje prisotintame n-oktanolyje, kuris bus dalijamas į dalijamąjį arba dekantuojantį piltuvą su vandeniu, prisotintu n-oktanoliu. Tirpiklio prisotinimas yra būtinas norint išvengti tirpiklio pernešimo skaidymo proceso metu.

Dalomasis piltuvas tam tikrą laiką mechaniškai maišomas. Tada leidžiama ilgai stovėti, kad būtų užtikrintas visiškas atsiskyrimas. Pabaigoje fazės yra atskirtos dekantavimu.

Tuomet mėginio koncentracija kiekviename tirpiklyje nustatoma spektrofotometriniu metodu; pvz., matomas UV spinduliuose arba kitas metodas. Galiausiai, gavus duomenis, pasiskirstymo koeficientas ir log P.

Šio metodo pranašumas yra nebrangus, atkuriamas ir labai tikslus. Apibendrinant galima pasakyti, kad tai yra patikimiausias log P nustatymo metodas.

Pagrindinis metodo trūkumas yra tas, kad jis reikalauja daug laiko: daugiau nei 24 valandos skysčio balansavimui, maišymui ir fazių atskyrimui skaidymo proceso metu atlikti. Be to, jis taikomas tik toms medžiagoms, kurios tirpsta n-oktanolyje ir vandenyje.

Aukštos kokybės skysčių chromatografijos metodas

Log P gali būti gautas koreliuojant mėginio sulaikymo laiką su panašios cheminės struktūros etaloninio junginio su žinoma P verte.

Tai metodas, kurio metu log P vertė gaunama per mažiau nei 20 minučių. Tai suteikia log p reikšmes nuo 0 iki 6, o tai atitinka tik hidrofobines medžiagas.

Trūkumas yra tas, kad P vertė nustatoma tiesine regresija, todėl kaip atskaitos turėtų būti naudojami keli cheminės struktūros junginiai, panašūs į ėminį, ir žinomos log P vertės.

Programos

Vaistų veikimo optimizavimas

Nurijus vaistą, jis turi patekti į plonosios žarnos, kur absorbuojama didžioji dalis medžiagų, lūmenis. Tada jis praeina per ląstelių vidų, ištirpdamas lipidų dvisluoksnyje, kuris yra membranos dalis. Šiam procesui palankus hidrofobinis vaisto pobūdis.

Vaistas turi prasiskverbti pro žarnyno ląsteles, kertdamas rūsio membraną, kad patektų į kraują ir pasiektų tikslinius receptorius, kad veiktų vaistas. Kai kuriems viso proceso etapams palankesnis yra hidrofobinis vaisto pobūdis, bet kitiems - ne.

Turi būti nustatyta pasiskirstymo koeficiento vertė, leidžianti patenkinti visus procesus, būtinus vaisto veikimui ir kūno savijautai.

Pernelyg hidrofobinių vaistų vartojimas gali būti toksiškas, nes jų metabolizmas gali sudaryti potencialiai kenksmingus metabolitus. Kita vertus, visiškai hidrofiliniams vaistams sunku absorbuotis žarnyne.

Agrochemija

Insekticidų ir herbicidų veiklai įtakos turi jų hidrofobinis pobūdis. Tačiau hidrofobiškumas susijęs su ilgesniu pusinės eliminacijos periodu. Todėl teršiamasis poveikis aplinkai yra ilgesnis ir gali padaryti žalos aplinkai.

Veiksmingi hidrofobiniai produktai turėtų būti gaminami su trumpesniu pusinės eliminacijos periodu.

Aplinkos apsauga

Hidrofobiniai junginiai paprastai yra aplinkos teršalai, nes jie nuteka per žemę, kad galėtų patekti į požeminį, o vėliau ir upės vandenį.

Žinant junginio pasiskirstymo koeficientą, jo cheminę struktūrą galima pakeisti taip, kad būtų pakeistas jo hidrofobiškumas, siekiant sumažinti jo taršą aplinkai.

Hidrogeologijoje hidrofobinių junginių srautui tiek dirvožemyje, tiek požeminiame vandenyje valdyti naudojamas oktanolio / vandens pasiskirstymo koeficientas (Kow).

Nuorodos

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY, & Mobley, DL (2016). Mažų molekulių pasiskirstymo koeficientų apskaičiavimas oktanolyje / vandenyje ir cikloheksane / vandenyje. Cheminės teorijos ir skaičiavimo žurnalas, 12 (8), 4015–4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Vikipedija. (2019 m.). Pasiskirstymo koeficientas. Atkurta iš: es.wikipedia.org
3. Kolumbijos nacionalinis universitetas. (sf). 8 skyrius: Eksperimentinis barbitūratų pasiskirstymo koeficiento nustatymas. . Atkurta iš: red.unal.edu.co
4. Severas. (2019 m.). Pasiskirstymo koeficientas. „Science Direct“. Atkurta iš: sciencedirect.com
5. „Seeboo Hemnath“. (2019 m.). Pasiskirstymo koeficientas: apibrėžimas ir apskaičiavimas. Tyrimas. Atgauta iš: study.com