KOEFICIJENT RAZDVAJANJA: DISTRIBUCIJA, DISTRIBUCIJA, PRIMJENE - KEMIJA - 2026

Koeficijent razdvajanja ili particije definira se kao omjer koncentracije kemijske vrste ili topljenog tvari između dva ravnotežna medija. Taj medij može biti plin poput zraka; tekućina poput vode ili ulja; ili složenu smjesu poput krvi ili drugog tkiva.

Koeficijent razdvajanja krvi i zraka važan je za objašnjenje razmjene plinova koja se događa u plućima, između krvi i atmosfere.

Dijagram koji objašnjava koeficijent razdvajanja za tri otapala između dvije faze. Izvor: Perdula

Slika iznad na pojednostavljen i sjajan način prikazuje koncept. Svaka slika predstavlja analit, koji se raspodjeljuje i / ili raspodjeljuje između dvije nepomirljive faze: jedna gornja i druga donja.

Zeleni kvadrati su pretežno u gornjoj fazi; dok se crveni trokuti više rastvaraju u donjoj fazi, a ljubičasti krugovi odlučuju biti na sučelju.

Razumljivo je kako K _D varira za svaki analit. Ako K _D je veći od 1, analit će distribuirati prema gornjem faze; ako je njegova vrijednost blizu 1, to će biti na sučelju; ili ako je naprotiv K _D manji od 1, nalazit će se uglavnom u donjoj fazi.

Jedan od oblika koeficijenta razdvajanja je onaj koji postoji između dvije nepomirljive tekućine u ravnoteži; kao što su n-oktanski sustav i voda. Ovaj se sustav koristio za utvrđivanje važnog svojstva spoja: njegov hidrofobni ili hidrofilni karakter.

Vrijednost particijskog koeficijenta (P) ili particijskog koeficijenta (K) služi da ukaže na hidrofobnost lijeka. Tako se može koristiti za predviđanje crijevne apsorpcije, distribucije, metabolizma i procesa izlučivanja.

Koeficijent razdvajanja

Definicija

Koeficijent razdvajanja (K) tvari, koji se naziva i koeficijent razdvajanja (P), kvocijent je dijeljenja koncentracija neke tvari u dvije faze; sačinjena od mješavine dva otapala koja su nemjerljiva jer imaju različitu gustoću i prirodu.

Vrijednost koeficijenta razdvajanja (K) ili particije (P) povezana je s razlikom topljivosti tvari u nepomirljivim tekućinama koje su dio smjese.

K ili P = ₁ / ₂

₁ je koncentracija tvari u tekućini 1. A ₂ je koncentracija iste tvari u tekućini 2.

Tumačenje

Ako K ili P ima vrijednost jednaku 3, to znači da je tvar 3 puta koncentriranija u tekućini 1 nego u tekućini 2. Ali istodobno, to također znači da je tvar topljivija u tekućini 1.

Ako je vrijednost K ili P 0,3, tvar ima veću koncentraciju u tekućini 2; te je zbog toga njegova topljivost veća u tekućini 2 nego u tekućini 1.

Koeficijent razdvajanja oktanol / voda

U nekim područjima istraživanja poput organske kemije i farmaceutskih proizvoda, mješavina tekućina sastoji se od vode i apolarne tekućine poput n-oktanola ili 1-oktanola, zbog čega se često naziva koeficijent razdvajanja na oktanol. / voda predstavljena Pow.

N-oktanol ima gustoću od 0,824 g / cm ³; dok voda, kao što je poznato, ima gustoću od približno konstantnom 1 g / ³. Nakon što se dvije tekućine uravnoteže, n-oktanol zauzima gornji dio mješavine tekućine koja se ne može miješati, a koja je nazvana tekućina 1.

Hidrofobna tvar imat će veću koncentraciju u n-oktanolu, nakon što se ne miješajuće tekućine uravnoteže. S druge strane, hidrofilna tvar će imati veću koncentraciju u vodi.

ograničenja

Koeficijent razdvajanja ili raspodjele primjenjuje se na neionizirane tvari. U slučaju da se koeficijent razdvajanja mjeri u ionizirajućoj tvari, pH treba podesiti ili pufer koristiti u vodenoj fazi kako bi se osiguralo da se tvar prikazuje kao neskladištena.

Pri određivanju koeficijenta razdvajanja ne bi se trebale koristiti površinski aktivne tvari ili surfaktantske tvari, jer se te tvari, zbog svoje amfifilne prirode, nalaze na sučelju tekućine koja se ne miješa.

Koeficijent razdvajanja n-oktanol / voda obično se izražava u logaritamskom obliku; to jest kao log P ili log K, zbog amplitude vrijednosti P i K.

Ako je log P za tvar veći od 0, to znači da je tvar hidrofobna. Suprotno tome, ako je log P manji od 0 (to jest, negativno), to ukazuje da je tvar hidrofilna.

Koeficijent raspodjele (D)

Koeficijent raspodjele (D) je kvocijent između koncentracije svih tvari, ioniziranih i neioniziranih u tekućini 1 (n-oktanol) i koncentracije istih tvari u tekućini 2 (voda).

Jednom kada se dobije vrijednost koeficijenta raspodjele (D), može se izraziti kao logaritam D zbog amplitude vrijednosti D.

Da bi se dobio koeficijent raspodjele (D), vodena faza mora biti puferirana; drugim riječima, pri određenom pH, koji mora biti naznačen kada se odnosi na vrijednost dobivenog koeficijenta raspodjele.

Prikladno je provesti određivanje D pri pH 7,4. Taj pH odgovara vrijednosti krvi i predstavlja uvjete s kojima će se lijekovi ili spojevi susresti u unutarćelijskom okruženju i u izvanćelijskom okruženju.

Za neionizirajući spoj, log D = log P, bez obzira na pH upotrijebljeni.

Eksperimentalno određivanje koeficijenta particije

Postoji nekoliko metoda za mjerenje koeficijenta particije (P). Oni uključuju metodu protresanja boce i tekućinsku kromatografiju visokih performansi. Oboje zahtijeva prethodno poznavanje topljivosti ispitivane tvari, i u n-oktanolu i u vodi.

Protresite metodu tikvice

Uzorak se otopi u n-oktanolu zasićenom vodom, koji će biti razdijeljen u lijevku za odvajanje ili dekantiranje s vodom zasićenom s n-oktanolom. Zasićenje otapala je potrebno da se izbjegne prijenos otapala tijekom postupka razdvajanja.

Lijevak za razdvajanje podvrgnut je mehaničkom miješanju određeno vrijeme. Potom se dopušta stajanje dulje vrijeme kako bi se osiguralo potpuno odvajanje. Za zaključak, faze su razdvojene dekantacijom.

Zatim se određuje koncentracija uzorka u svakom od otapala pomoću spektrofotometrijske metode; npr. UV-vidljiva ili druga metoda. Konačno, s dobivenim podacima, koeficijentom particije i log P.

Prednost ove metode je što je jeftina, ponovljiva i vrlo precizna. Ukratko, to je najpouzdanija metoda za određivanje dnevnika P.

Glavni nedostatak metode je taj što zahtijeva mnogo vremena: više od 24 sata za provođenje ravnoteže tekućine, miješanja i razdvajanja faza tijekom postupka particioniranja. Nadalje, primjenjiv je samo na tvari topive u n-oktanolu i vodi.

Metoda tekuće kromatografije visoke učinkovitosti

Zapis P se može dobiti povezivanjem vremena zadržavanja uzorka s vremenom zadržavanja referentnog spoja slične kemijske strukture s poznatom P vrijednošću.

To je metoda u kojoj se vrijednost log P dobije u vremenu kraćem od 20 minuta. Daje log p vrijednosti između 0 i 6, što odgovara samo hidrofobnim tvarima.

Nedostatak je taj što se P vrijednost određuje linearnom regresijom, pa se za referencu treba koristiti nekoliko spojeva s kemijskom strukturom sličnim uzorku i poznatim log P vrijednostima.

Prijave

Optimizacija djelovanja lijekova

Ako se neki lijek proguta, mora doći do lumena tankog crijeva, gdje se većina tvari apsorbira. Zatim prolazi kroz unutrašnjost stanica, rastvarajući se u lipidnom dvosloju koji je dio membrane. Ovom procesu pogoduje hidrofobna priroda lijeka.

Lijek mora proći kroz stanice crijeva, prelazeći bazalnu membranu da bi došli do krvi i stigli do ciljnih receptora za djelovanje lijeka. Neke faze cjelokupnog procesa pogoduju hidrofobnoj prirodi lijeka, ali druge nisu.

Mora se naći koeficijent razdvajanja koji omogućava da svi procesi potrebni za djelovanje lijeka i dobrobit tijela budu zadovoljavajući.

Uporaba pretjerano hidrofobnih lijekova može biti toksična jer njihov metabolizam može stvoriti potencijalno štetne metabolite. S druge strane, potpuno hidrofilni lijekovi imaju poteškoće za crijevnu apsorpciju.

agrar

Na djelovanje insekticida i herbicida utječe njihova hidrofobna priroda. Međutim, hidrofobnost je povezana s dužim poluživotom. Stoga je utjecaj onečišćenja na okoliš produžen i može prouzročiti ekološku štetu.

Učinkoviti hidrofobni proizvodi trebaju se proizvoditi s kraćim poluživotom.

Njega okoliša

Hidrofobni spojevi su obično zagađivač okoliša, jer se isušuju kroz tlo i mogu doseći podzemne i kasnije riječne vode.

Poznavajući koeficijent razdvajanja spoja, mogu se izvršiti promjene u njegovoj kemijskoj strukturi koja mijenja njegovu hidrofobnost da bi se smanjilo njegovo zagađenje na okoliš.

Hidrogeologija koristi koeficijent razdvajanja oktanol / voda (Kow) za kontrolu protoka hidrofobnih spojeva, kako u tlu tako i u podzemnim vodama.

Reference

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY, & Mobley, DL (2016). Izračunavanje koeficijenata razdvajanja malih molekula u oktanolu / vodi i cikloheksanu / vodi. Časopis za kemijsku teoriju i računanje, 12 (8), 4015–4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Wikipedia. (2019). Koeficijent razdvajanja. Oporavilo sa: es.wikipedia.org
3. Nacionalno sveučilište Kolumbije. (SF). Jedinica 8: Eksperimentalno određivanje koeficijenta particije barbiturata., Oporavak od: red.unal.edu.co
4. Sevije. (2019). Koeficijent razdvajanja. Science Direct. Oporavilo od: sciencedirect.com
5. Seeboo Hemnath. (2019). Koeficijent particije: definicija i izračun. Studija. Oporavilo od: study.com