Koeficient rozdelenia distribúcie, distribúcia, aplikácie

On oddiel alebo distribučný koeficient Je definovaný ako dôvod koncentrácie chemikálie alebo rozpustenej látky medzi dvoma prostriedkami v rovnováhe. Toto médium môže byť plyn ako vzduch; tekutina ako voda alebo olej; alebo komplexná zmes, ako je krv alebo iné tkaniny.

Koeficient rozdelenia krvi/vzduch je dôležitý na vysvetlenie výmeny plynu, ktorá sa vyskytuje v pľúcach, medzi krvou a atmosférou.

Diagram vysvetľujúci distribučný koeficient pre tri rozpustené látky medzi dvoma fázami. Zdroj: Perdula [CC By-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Vynikajúci obraz demonštruje koncept vysvetlený zjednodušeným a brilantným spôsobom. Každé číslo predstavuje analyt, ktorý je distribuovaný a/alebo distribuovaný medzi dve nemiešateľné fázy: jedna nadradená a druhá nižšie.

Zelené štvorce sú prevažne umiestnené v hornej fáze; Zatiaľ čo červené trojuholníky sa rozpúšťajú viac v dolnej fáze a fialové kruhy sa rozhodnú umiestniť sa do rozhrania.

Je vidieť, ako sa k mení_D Pre každý analyt. Áno k_D Je väčší ako 1, analyt bude distribuovaný viac do hornej fázy; Ak je jej hodnota blízko 1, bude mať tendenciu umiestniť sa do rozhrania; alebo ak je naopak k_D je menej ako 1, bude hlavne v nižšej fáze.

Jednou z foriem koeficientu rozdelenia je to, že v rovnováhe existuje medzi dvoma nemiešateľnými kvapalinami; rovnako ako N-oktánový a vodný systém. Tento systém sa používa na vytvorenie dôležitej vlastnosti zlúčeniny: jej hydrofóbny alebo hydrofilný charakter.

Hodnota koeficientu rozdelenia (P) alebo distribučného koeficientu (k) slúži na označenie hydrofóbneho charakteru liečiva. Môže sa teda použiť na predpovedanie jeho procesu črevnej absorpcie, distribúcie, metabolizmu a vylučovania.

[TOC]

Distribučný koeficient

Definícia

Distribučný koeficient (k) látky, tiež nazývanej oddielový koeficient (P), je pomer rozdelenia koncentrácií látky do dvoch fáz; tvorené zmesou dvoch rozpúšťadiel, ktoré sú nemiešateľné pre rôzne hustoty a povahy.

Hodnota distribučného koeficientu (k) alebo oddielu (P) súvisí s rozdielom rozpustnosti látky v nemiešateľných tekutinách, ktoré sú súčasťou zmesi.

K o p = [látka]₁ / [látka]₂

[Látka]₁ Je to koncentrácia látky v kvapaline 1. A [látka]₂  Je to koncentrácia tej istej látky v kvapaline 2.

Interpretácia

Ak k alebo p má hodnotu rovnajúcu sa 3, naznačuje, že látka je trikrát koncentrovaná v kvapaline 1 ako v kvapaline 2. Zároveň však poukazuje na to, že látka je rozpustnejšia v kvapaline 1.

Teraz, ak je hodnota k alebo p 0,3, látka má vyššiu koncentráciu v kvapaline 2; a preto je jeho rozpustnosť v kvapaline 2 staršia ako v kvapaline 1.

Môže vám slúžiť: homogénny systém

Koeficient priečneho októbra/vody

V niektorých oblastiach výskumu, ako je organická chémia a lekárnik.

N-oktaol má hustotu 0,824 g/cm³; Zatiaľ čo voda, ako je známe, má hustotu 1 g/cm³ približne konštantný. Akonáhle sú obe tekutiny vyvážené, n-oktch.

Hydrofóbna látka bude mať väčšiu koncentráciu v N-oktanole, akonáhle sa nemiešateľné kvapaliny vyvážia. Na druhej strane, hydrofilná látka bude mať väčšiu koncentráciu vo vode.

Obmedzenia

Oddiel alebo distribučný koeficient sa uplatňuje na neonizované látky. V prípade, že sa koeficient oddielu meria v ionizovateľnej látke, musí sa pH alebo používať tlmivý roztok vo vodnej fáze, aby sa zabezpečilo, že látka je prezentovaná ako disociovaná.

Pri určovaní koeficientu rozdelenia by sa nemali používať látky napätia alebo povrchovo aktívnej látky, pretože tieto látky sú kvôli ich amfifylickému charakteru umiestnené na rozhraní nemiešateľných tekutín.

Koeficient rozdelenia N-oktaol/voda sa zvyčajne vyjadruje v logaritmickej forme; to znamená ako log p alebo log k, kvôli amplitúde hodnôt p a k.

Ak je log pre látku pre látku väčší ako 0, naznačuje to, že látka je hydrofóbna. Naopak, ak je protokol P menší ako 0 (to znamená negatívne), naznačuje to, že látka je hydrofilná.

Koeficient distribúcie (D)

Distribučný koeficient (d) je kvocient medzi koncentráciou všetkých látok, ionizovaných a nie ionizovaných, v kvapaline 1 (N-ortanol) a koncentráciou rovnakých látok v kvapaline 2 (voda).

Akonáhle sa získa hodnota distribučného koeficientu (D), môže sa vyjadriť ako d -logaritmus v dôsledku amplitúdy hodnôt D.

Na získanie distribučného koeficientu (D) sa musí vodná fáza vyrovnať; to znamená pre určité pH, ktoré sa musí označiť, keď sa odkazuje na hodnotu získaného distribučného koeficientu.

Môže vám slúžiť: benzén: história, štruktúra, vlastnosti, deriváty, použitia

Je vhodné určiť d pri pH 7,4. Toto pH zodpovedá krvi a predstavuje podmienky, ktoré lieky alebo zlúčeniny nájdu v intracelulárnom prostredí a v extracelulárnom prostredí.

Pre neonizovateľnú zlúčeninu log d = log p, bez ohľadu na použité pH.

Experimentálne stanovenie koeficientu rozdelenia

Existuje niekoľko metód na meranie koeficientu oddielu (P). Medzi nimi je metóda agitačnej fľaše a tekutá chromatografia s vysokým rozlíšením. V predchádzajúcich znalostiach o rozpustnosti problémovej látky je potrebná, a to v N-oktáne aj vo vode.

Metóda agitačnej fľaše

Vzorka sa rozpustí v N-ECTCHTANOLOM nasýteným vodou, ktorá sa uskutoční v lieviku, oddeľuje sa alebo dekantácia nasýtenou vodou N-oktaolom. Nasýtenie rozpúšťadiel je potrebné, aby sa zabránilo prenosu rozpúšťadiel počas procesu rozdelenia.

Dekantačný lievik je na určitý čas vystavený mechanickému agitácii. Potom je dlhý čas ponechaný v pokoji, aby sa zaistilo úplné oddelenie. Na záver, fázy sú oddelené dekantáciou.

Potom je koncentrácia vzorky stanovená v každom z rozpúšťadiel pomocou spektrofotometrickej metódy; Napríklad UV-viditeľná alebo iná metóda. Nakoniec, s získanými údajmi, vypočíta sa koeficient oddielu a log P.

Táto metóda má tú výhodu, že je ekonomická, reprodukovateľná a vysoká presnosť. Stručne povedané, je to najspoľahlivejšia metóda pri určovaní protokolu P.

Hlavnou nevýhodou tejto metódy je, že spotrebuje veľa času: viac ako 24 hodín na vyváženie kvapalín, miešanie a oddelenie fáz počas procesu rozdelenia. Okrem toho je použiteľná iba na rozpustné látky v N-oktáne a vode.

Metóda kvapalinovej chromatografie s vysokým rozlíšením

Log P pomocou korelácie retenčného času vzorky je možné získať, pričom retenčný čas podobnej referenčnej zlúčeniny chemickej štruktúry so známou hodnotou P.

Je to metóda, pri ktorej sa hodnota log P získava za trvanie menej ako 20 minút. Dáva hodnoty log medzi 0 a 6, čo zodpovedá iba hydrofóbnym látkam.

Nevýhodou je, že hodnota p lineárnou regresiou je určená, takže ako referencia by sa malo použiť niekoľko zlúčenín chemickej štruktúry podobné vzorke a známych protokolov.

Môže vám slúžiť: Bromín: História, štruktúra, elektronická konfigurácia, vlastnosti, použitie

Žiadosti

Optimalizácia pôsobenia drog

Ak je liek požitý, musí dosiahnuť svetlo tenkého čreva, kde sa absorbuje väčšina látok. Potom prechádza vnútornou časťou buniek a rozpúšťa sa v lipidovej dvojvrstve, ktorá je súčasťou membrány. Tento proces uprednostňuje hydrofóbny charakter liečiva.

Liečivo musí prechádzať cez črevné bunky, prekročiť bazálnu membránu, aby dosiahli krv a dosiahli cieľové receptory liečiva účinku. Niektoré fázy globálneho procesu uprednostňujú hydrofóbny charakter lieku, ale iné nie.

Musí sa zistiť hodnota koeficientu oddielu, ktorý umožňuje všetky potrebné procesy na pôsobenie drogy a tela.

Použitie nadmerne hydrofóbnych liekov môže byť toxické, pretože jeho metabolizmus môže produkovať potenciálne škodlivé metabolity. Na druhej strane, úplne hydrofilné lieky majú ťažkosti s ich črevnou absorpciou.

Agrochemické výrobky

Aktivita insekticídov a herbicídov je ovplyvnená jeho hydrofóbnym charakterom. Hydrofóbnosť je však spojená s dlhším polovičným životom. Preto je vplyv znečisťujúcich látok na životné prostredie predĺžený, pretože je schopný spôsobiť ekologické poškodenie.

Musia sa vyskytnúť hydrofóbne výrobky, ktoré pôsobia efektívne, s kratšou polovičnou životnosťou.

Environmentálna starostlivosť

Hydrofóbne zlúčeniny sú zvyčajne znečisťujúcimi látkami pre životné prostredie, pretože sú vyčerpané cez zem a sú schopné dosiahnuť podzemnú vodu a následne riečne vody.

Poznanie koeficientu rozdelenia zlúčeniny je možné vykonať zmeny vo svojej chemickej štruktúre, ktorá modifikuje hydrofóbnosť, aby sa znížila jeho znečisťujúca činnosť na životné prostredie.

Hydrogeológia využíva koeficient oktanolu/vody (KOW) na reguláciu toku hydrofóbnych zlúčenín, a to na zemi aj v podzemnej vode.

Odkazy

1. Bannan, C. C., Calabró, G., Kyu, D. A., & Mobley, D. L. (2016). Výpočet rozdeľovacích koeficientov malých molekúl v oktanole/vode a cyklohexáne/vode. Časopis chemickej teórie a výpočtu, 12(8), 4015-4024. Doi: 10.1021/ACS.JCTC.6B00449
2. Wikipedia. (2019). Distribučný koeficient. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán
3. Kolumská národná univerzita. (s.F.). Jednotka 8: Experimentálne stanovenie distribučného koeficientu barbiturátov. [PDF]. Obnovené z: siete.i.Edu.co
4. Sevier. (2019). Koeficient oddielu . Vedecký. Zdroj: ScienceDirect.com
5. Seeboo Hemnath. (2019). Koeficient oddielu: Definícia a výpočet. Štúdium. Získané z: štúdie.com