De verdelingscoëfficiënt of distributie Het wordt gedefinieerd als de verhouding van de concentratie van een chemische soort of opgeloste stof tussen twee media in evenwicht. Dit medium kan een gasachtige lucht zijn; een vloeistof zoals water of olie; of een complex mengsel zoals bloed of andere weefsels.
De bloed / lucht-verdelingscoëfficiënt is belangrijk om de gasuitwisseling die plaatsvindt in de longen, tussen het bloed en de atmosfeer, te verklaren..
De afbeelding hierboven toont op een vereenvoudigde en briljante manier het concept uitgelegd. Elk cijfer vertegenwoordigt een analyt, die is verdeeld en / of verdeeld over twee niet-mengbare fasen: de ene superieur en de andere inferieur..
De groene vierkanten bevinden zich voornamelijk in de bovenste fase; terwijl de rode driehoeken meer oplossen in de lagere fase, en de paarse cirkels ervoor kiezen om op het grensvlak te staan.
U kunt zien hoe K varieertD voor elke analyt. Als KD groter is dan 1, verdeelt de analyt zich meer naar de bovenste fase; als de waarde dicht bij 1 ligt, bevindt deze zich meestal op de interface; of als het tegendeel KD kleiner is dan 1, zal het voornamelijk in de onderste fase zijn.
Een van de vormen van verdelingscoëfficiënt is die tussen twee niet-mengbare vloeistoffen in evenwicht; net als het n-octaan-systeem en water. Dit systeem is gebruikt om een belangrijke eigenschap van een verbinding vast te stellen: het hydrofobe of hydrofiele karakter ervan..
De waarde van de verdelingscoëfficiënt (P) of verdelingscoëfficiënt (K) dient om de hydrofobiciteit van een geneesmiddel aan te geven. Het kan dus worden gebruikt om zijn intestinale absorptie, distributie, metabolisme en uitscheidingsproces te voorspellen..
Artikel index
De verdelingscoëfficiënt (K) van een stof, ook wel verdelingscoëfficiënt (P) genoemd, is het quotiënt waarmee de concentraties van een stof in twee fasen worden verdeeld; samengesteld uit het mengsel van twee oplosmiddelen die niet mengbaar zijn vanwege hun verschillende dichtheden en aard.
De waarde van de verdelingscoëfficiënt (K) of verdelingscoëfficiënt (P) is gerelateerd aan het verschil in oplosbaarheid van de stof in de niet-mengbare vloeistoffen die deel uitmaken van het mengsel.
K of P = [substantie]1 / [substantie]twee
[stof]1 is de concentratie van de stof in vloeistof 1. Y [stof]twee is de concentratie van dezelfde stof in vloeistof 2.
Als K of P een waarde heeft gelijk aan 3, geeft dit aan dat de stof 3 keer meer geconcentreerd is in vloeistof 1 dan in vloeistof 2. Maar tegelijkertijd geeft het ook aan dat de stof beter oplosbaar is in vloeistof 1.
Als de waarde van K of P 0,3 is, heeft de stof een hogere concentratie in vloeistof 2; en daarom is de oplosbaarheid ervan groter in vloeistof 2 dan in vloeistof 1.
In sommige onderzoeksgebieden, zoals organische chemie en farmacie, bestaat het mengsel van vloeistoffen uit water en een apolaire vloeistof zoals n-octanol of 1-octanol, daarom wordt vaak verwezen naar de octanolverdelingscoëfficiënt. / Water wordt weergegeven door Pow.
N-octanol heeft een dichtheid van 0,824 g / cm3terwijl water, zoals bekend, een dichtheid heeft van 1 g / cm3 ongeveer constant. Zodra de twee vloeistoffen in evenwicht zijn, neemt de n-octanol het bovenste deel van het mengsel van de niet-mengbare vloeistoffen in, dat de vloeistof 1 wordt genoemd..
Een hydrofobe stof zal een hogere concentratie in n-octanol hebben, zodra de niet-mengbare vloeistoffen in evenwicht zijn. Aan de andere kant zal een hydrofiele stof een hogere concentratie in water hebben..
De verdelings- of verdelingscoëfficiënt geldt voor niet-geïoniseerde stoffen. In het geval dat de verdelingscoëfficiënt wordt gemeten in een ioniseerbare stof, moet de pH worden aangepast of moet een buffer worden gebruikt in de waterfase om ervoor te zorgen dat de stof er niet-gedissocieerd uitziet.
Bij het bepalen van de verdelingscoëfficiënt mogen oppervlakteactieve stoffen of oppervlakteactieve stoffen niet worden gebruikt, aangezien deze stoffen zich vanwege hun amfifiele aard op het grensvlak van niet-mengbare vloeistoffen bevinden..
De verdelingscoëfficiënt n-octanol / water wordt doorgaans in logaritmische vorm uitgedrukt; dat wil zeggen als log P of log K, vanwege de amplitude van de waarden van P en K.
Als de log van P voor een stof groter is dan 0, is dit een indicatie dat de stof hydrofoob is. Integendeel, als de log van P kleiner is dan 0 (dat wil zeggen negatief), geeft dit aan dat de stof hydrofiel is..
De verdelingscoëfficiënt (D) is het quotiënt tussen de concentratie van alle stoffen, geïoniseerd en niet-geïoniseerd, in vloeistof 1 (n-octanol) en de concentratie van dezelfde stoffen in vloeistof 2 (water).
Zodra de waarde van de verdelingscoëfficiënt (D) is verkregen, kan deze worden uitgedrukt als een logaritme van D vanwege de amplitude van de waarden van D.
Om de verdelingscoëfficiënt (D) te verkrijgen, moet de waterfase worden gebufferd; dat wil zeggen, bij een bepaalde pH, die moet worden aangegeven wanneer wordt verwezen naar de waarde van de verkregen verdelingscoëfficiënt.
Het is gemakkelijk om de D-bepaling uit te voeren bij een pH van 7,4. Deze pH komt overeen met die van het bloed en vertegenwoordigt de condities die geneesmiddelen of verbindingen zullen tegenkomen in de intracellulaire omgeving en in de extracellulaire omgeving..
Voor een niet-ioniseerbare verbinding geldt log D = log P, ongeacht de gebruikte pH.
Er zijn verschillende methoden om de verdelingscoëfficiënt (P) te meten. Deze omvatten de schudflesmethode en high-performance vloeistofchromatografie. Beide vereisen voorkennis van de oplosbaarheid van de teststof, zowel in n-octanol als in water..
Het monster wordt opgelost in n-octanol verzadigd met water, dat wordt verdeeld in een scheitrechter of decanteertrechter met water verzadigd met n-octanol. Verzadiging van oplosmiddelen is noodzakelijk om overdracht van oplosmiddel tijdens het verdelingsproces te voorkomen.
De scheitrechter wordt gedurende een bepaalde tijd mechanisch geroerd. Het blijft dan lang staan om volledige scheiding te garanderen. Tot slot worden de fasen gescheiden door decantatie.
Vervolgens wordt de concentratie van het monster in elk van de oplosmiddelen bepaald met behulp van een spectrofotometrische methode; bijv. UV-zichtbaar of andere methode. Ten slotte worden met de verkregen gegevens de verdelingscoëfficiënt en de log P berekend..
Deze methode heeft het voordeel dat ze goedkoop, reproduceerbaar en zeer nauwkeurig is. Samenvattend is het de meest betrouwbare methode om log P te bepalen.
Het belangrijkste nadeel van de methode is dat het erg tijdrovend is: meer dan 24 uur om vloeistofequilibratie, roeren en fasescheiding uit te voeren tijdens het partitioneringsproces. Bovendien is het alleen van toepassing op stoffen die oplosbaar zijn in n-octanol en water..
Log P kan worden verkregen door de retentietijd van het monster te correleren met de retentietijd van een referentieverbinding met een vergelijkbare chemische structuur met een bekende P-waarde..
Het is een methode waarbij de log P-waarde wordt verkregen in een tijd van minder dan 20 minuten. Het geeft log p-waarden tussen 0 en 6, wat alleen overeenkomt met hydrofobe stoffen.
Het nadeel is dat de P-waarde wordt bepaald door lineaire regressie, dus verschillende verbindingen met een chemische structuur vergelijkbaar met het monster en bekende log P-waarden moeten als referentie worden gebruikt..
Als een medicijn wordt ingenomen, moet het het lumen van de dunne darm bereiken, waar de meeste stoffen worden opgenomen. Vervolgens gaat het door het inwendige van de cellen en lost het op in de lipidedubbellaag die deel uitmaakt van het membraan. Dit proces wordt bevorderd door de hydrofobe aard van het medicijn..
Het medicijn moet door de darmcellen gaan en het basismembraan passeren om het bloed te bereiken en de doelreceptoren voor medicijnwerking te bereiken. Sommige stadia van het algehele proces worden begunstigd door de hydrofobe aard van het medicijn, maar andere niet..
Er moet een waarde van de verdelingscoëfficiënt worden gevonden die ervoor zorgt dat alle processen die nodig zijn voor de werking van het medicijn en het welzijn van het lichaam bevredigend zijn.
Het gebruik van te hydrofobe geneesmiddelen kan giftig zijn, omdat hun metabolisme potentieel schadelijke metabolieten kan produceren. Aan de andere kant leveren totaal hydrofiele geneesmiddelen moeilijkheden op bij de opname in de darmen..
De activiteit van insecticiden en herbiciden wordt beïnvloed door hun hydrofobe aard. Hydrofobiciteit gaat echter gepaard met een langere halfwaardetijd. Daarom is het vervuilende effect op het milieu langdurig en kan het ecologische schade veroorzaken..
Effectieve hydrofobe producten moeten worden geproduceerd met een kortere halfwaardetijd.
Hydrofobe verbindingen zijn meestal vervuilende stoffen voor het milieu, omdat ze door de bodem worden afgevoerd, zodat ze in het grondwater en later in het rivierwater terecht kunnen komen..
Door de verdelingscoëfficiënt van een verbinding te kennen, kunnen veranderingen worden aangebracht in de chemische structuur die de hydrofobiciteit ervan wijzigen om de vervuilende werking op het milieu te verminderen..
Hydrogeologie gebruikt de octanol / water-verdelingscoëfficiënt (Kow) om de stroming van hydrofobe verbindingen te regelen, zowel in de bodem als in het grondwater.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.