КОЕФІЦІЄНТ РОЗПОДІЛУ: РОЗПОДІЛ, РОЗПОДІЛ, ПРОГРАМИ - ХІМІЯ - 2025

Коефіцієнт розподілу або розподілу визначається як відношення концентрації хімічного виду або розчиненого речовини між двома середовищами в рівновазі. Це середовище може бути газоподібним повітрям; рідина, така як вода або масло; або складна суміш, як кров або інші тканини.

Коефіцієнт розподілу крові / повітря важливий для пояснення газообміну, який відбувається в легенях, між кров’ю та атмосферою.

Діаграма, що пояснює коефіцієнт розподілу трьох розчинених речовин між двома фазами. Джерело: Пердула

Зображення вище демонструє спрощений та блискучий спосіб пояснення концепції. Кожна фігура являє аналіт, який розподіляється та / або розподіляється між двома не змішуваними фазами: однією верхньою та другою нижньою.

Зелені квадрати переважно знаходяться у верхній фазі; тоді як червоні трикутники більше розчиняються в нижній фазі, а фіолетові кола вибирають бути на межі.

Оцінено, як K _D змінюється для кожного аналіту. Якщо K _D більший за 1, аналіт розподілятиметься більше до верхньої фази; якщо його значення близьке до 1, воно, як правило, знаходиться на інтерфейсі; або якщо навпаки K _D менше 1, він буде переважно в нижній фазі.

Однією з форм коефіцієнта розподілу є така, що існує між двома несмешивающимися рідинами в рівновазі; як і n-октанова система та вода. Ця система використовується для встановлення важливої ​​властивості сполуки: її гідрофобного або гідрофільного характеру.

Значення коефіцієнта розподілу (P) або коефіцієнта розподілу (K) служить для вказівки гідрофобності лікарського засобу. Таким чином, його можна використовувати для прогнозування його всмоктування в кишечнику, розподілу, обміну речовин і процесу виведення.

Коефіцієнт розподілу

Визначення

Коефіцієнт розподілу (K) речовини, який також називають коефіцієнтом розподілу (P), є коефіцієнтом поділу концентрацій речовини на дві фази; що складається з суміші двох розчинників, які не змішуються, оскільки мають різну щільність і природу.

Значення коефіцієнта розподілу (K) або перегородки (P) пов'язане з різницею розчинності речовини в несмешивающихся рідинах, що входять до складу суміші.

До або Р = ₁ / ₂

₁ - концентрація речовини в рідині 1. І ₂ - концентрація тієї ж речовини в рідині 2.

Інтерпретація

Якщо K або P має значення, що дорівнює 3, це означає, що речовина в 3 рази більше концентрована в рідині 1, ніж у рідині 2. Але в той же час це також вказує на те, що речовина є більш розчинною у рідині 1.

Тепер, якщо значення K або P дорівнює 0,3, речовина має більш високу концентрацію в рідині 2; і тому його розчинність вище в рідині 2, ніж у рідині 1.

Коефіцієнт розподілу октанол / вода

У деяких галузях досліджень, таких як органічна хімія та фармацевтичні препарати, суміш рідин складається з води та неполярної рідини, такої як н-октанол або 1-октанол, саме тому часто називають коефіцієнт розподілу октанолу. / вода, представлена ​​порошком.

Н-октанол має щільність 0,824 г / см ³ ; при цьому вода, як відомо, має щільність приблизно постійної 1 г / см ³ . Після того, як дві рідини збалансовані, n-октанол займає верхню частину суміші не змішуваних рідин, яка отримала назву Рідина 1.

Гідрофобна речовина матиме більш високу концентрацію в н-октанолі, коли не змішуються рідини збалансуються. З іншого боку, гідрофільна речовина матиме більш високу концентрацію у воді.

Обмеження

Коефіцієнт розподілу або розподілу застосовується до неіонізованих речовин. У разі, коли коефіцієнт розподілу вимірюється в іонізуючої речовині, pH повинен бути відрегульований або використаний буфер у водній фазі, щоб забезпечити, щоб речовина було нерозмежоване.

При визначенні коефіцієнта розподілу не слід використовувати поверхнево-активні речовини або поверхнево-активні речовини, оскільки ці речовини в силу своєї амфіфільної природи розташовані на межі несмешивающихся рідин.

Коефіцієнт розподілу n-октанол / вода зазвичай виражається в логарифмічній формі; тобто як log P або log K, через амплітуду значень P і K.

Якщо журнал P для речовини більший за 0, це вказує на те, що речовина є гідрофобною. І навпаки, якщо журнал P менший за 0 (тобто негативний), це означає, що речовина є гідрофільною.

Коефіцієнт розподілу (D)

Коефіцієнт розподілу (D) - коефіцієнт між концентрацією всіх речовин, іонізованих та неіонізованих, у рідині 1 (n-октанол) та концентрацією тих самих речовин у рідині 2 (вода).

Як тільки отримано значення коефіцієнта розподілу (D), воно може бути виражене логарифмом D через амплітуду значень D.

Для отримання коефіцієнта розподілу (D) водна фаза повинна бути буферною; іншими словами, при певному рН, який повинен бути вказаний при посиланні на значення отриманого коефіцієнта розподілу.

Зручно проводити визначення D при рН 7,4. Цей рН відповідає рівню крові і являє собою умови, з якими лікарські речовини або сполуки будуть стикатися у внутрішньоклітинному середовищі та в позаклітинному середовищі.

Для неіонізуючої сполуки log D = log P, незалежно від pH, що використовується.

Експериментальне визначення коефіцієнта розподілу

Існує кілька методів вимірювання коефіцієнта розподілу (P). До них відносяться метод струшування пляшки та високоефективна рідинна хроматографія. Обидва вимагають попереднього знання розчинності досліджуваної речовини як у н-октанолі, так і у воді.

Метод струшування колби

Зразок розчиняють у н-октанолі, насиченому водою, який буде розподілений у окремій воронці або декантирован водою, насиченою н-октанолом. Насичення розчинника необхідне, щоб уникнути перенесення розчинника під час процесу розподілу.

Воронка, що розділяється, протягом певного часу піддається механічному перемішуванню. Потім дають постояти тривалий час, щоб забезпечити повне відділення. На закінчення фази розділяються декантацією.

Потім визначають концентрацію зразка в кожному з розчинників за допомогою спектрофотометричного методу; наприклад, ультрафіолетовим або іншим методом. Нарешті, за отриманими даними коефіцієнт розподілу та log P.

Цей метод має перевагу в тому, що він недорогий, відтворюваний і високоточний. Підсумовуючи це, це найнадійніший метод визначення журналу P.

Основним недоліком методу є те, що він забирає багато часу: більше 24 годин для здійснення рівноваги рідини, перемішування та поділу фаз під час процесу розподілу. Крім того, він застосовується лише до речовин, розчинних у н-октанолі та воді.

Високопродуктивний метод рідинної хроматографії

Журнал Р може бути отриманий шляхом співвідношення часу утримування зразка з часом утримування еталонного з'єднання аналогічної хімічної структури з відомим значенням Р.

Це метод, при якому значення log P отримують за час, менший за 20 хвилин. Він дає значення log p між 0 і 6, що відповідає лише гідрофобним речовинам.

Недоліком є ​​те, що значення P визначається лінійною регресією, тому в якості орієнтиру слід використовувати кілька сполук хімічної структури, подібних до вибірки та відомих значень log P.

Програми

Оптимізація дії ліків

Якщо препарат приймається всередину, він повинен потрапити в просвіт тонкої кишки, де всмоктується більшість речовин. Потім він проходить через внутрішню частину клітин, розчиняючись у ліпідному двошарові, що входить до складу мембрани. Цей процес сприяє гідрофобній природі препарату.

Препарат повинен проходити через кишкові клітини, перетинаючи базальну мембрану, щоб досягти крові та досягти рецепторів-мішеней для дії препарату. Деякі етапи загального процесу сприятливі для гідрофобного характеру препарату, а інші - ні.

Потрібно знайти значення коефіцієнта розподілу, який дозволяє забезпечити задовільні всі процеси, необхідні для дії препарату та самопочуття організму.

Застосування надмірно гідрофобних препаратів може бути токсичним, оскільки їх метаболізм може виробляти потенційно шкідливі метаболіти. З іншого боку, повністю гідрофільні препарати мають труднощі з кишковою абсорбцією.

Агрохімікати

На активність інсектицидів та гербіцидів впливає їх гідрофобна природа. Однак гідрофобність пов'язана з більш тривалим періодом напіввиведення. Тому вплив забруднення навколишнього середовища тривалий і може завдати екологічної шкоди.

Ефективні гідрофобні продукти повинні випускатися з меншим періодом напіввиведення.

Екологічна допомога

Гідрофобні сполуки, як правило, є забруднюючим середовищем, оскільки вони осушуються через ґрунт, отримуючи можливість потрапляння в ґрунтові та пізніші річкові води.

Знаючи коефіцієнт розподілу сполуки, можна змінити її хімічну структуру, яка модифікує її гідрофобність, щоб зменшити її забруднюючу дію на навколишнє середовище.

Гідрогеологія використовує коефіцієнт розподілу октанол / вода (Kow) для контролю надходження гідрофобних сполук як у ґрунті, так і в ґрунтових водах.

Список літератури

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY, & Mobley, DL (2016). Розрахунок коефіцієнтів розподілу малих молекул в октанолі / воді та циклогексані / воді. Журнал хімічної теорії та обчислень, 12 (8), 4015–4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Вікіпедія. (2019). Коефіцієнт розподілу. Відновлено з: es.wikipedia.org
3. Національний університет Колумбії. (sf). Розділ 8: Експериментальне визначення коефіцієнта розподілу барбітурату. . Відновлено з: red.unal.edu.co
4. Більш важкий. (2019). Коефіцієнт розподілу. Science Direct. Відновлено з: sciencedirect.com
5. Себебо Гемнат. (2019). Коефіцієнт розподілу: визначення та обчислення. Вивчення. Відновлено з: study.com