Das Verteilungskoeffizient oder Verteilung Es ist definiert als das Verhältnis der Konzentration einer chemischen Spezies oder eines gelösten Stoffes zwischen zwei Medien im Gleichgewicht. Dieses Medium kann ein Gas wie Luft sein; eine Flüssigkeit wie Wasser oder Öl; oder eine komplexe Mischung wie Blut oder andere Gewebe.
Der Blut / Luft-Verteilungskoeffizient ist wichtig, um den Gasaustausch zu erklären, der in der Lunge zwischen Blut und Atmosphäre stattfindet..
Das obige Bild zeigt auf vereinfachte und brillante Weise das erläuterte Konzept. Jede Figur stellt einen Analyten dar, der auf zwei nicht mischbare Phasen verteilt und / oder verteilt ist: eine überlegene und die andere unterlegene..
Die grünen Quadrate befinden sich überwiegend in der oberen Phase; während sich die roten Dreiecke in der unteren Phase mehr auflösen und die violetten Kreise sich dafür entscheiden, sich an der Grenzfläche zu befinden.
Sie können sehen, wie K variiertD. für jeden Analyten. Wenn K.D. größer als 1 ist, verteilt sich der Analyt stärker in Richtung der oberen Phase; Wenn sein Wert nahe bei 1 liegt, befindet er sich in der Regel auf der Schnittstelle. oder wenn im Gegenteil K.D. kleiner als 1 ist, wird es hauptsächlich in der unteren Phase sein.
Eine der Formen des Verteilungskoeffizienten ist die zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten im Gleichgewicht; ebenso wie das n-Oktansystem und Wasser. Dieses System wurde verwendet, um eine wichtige Eigenschaft einer Verbindung festzustellen: ihren hydrophoben oder hydrophilen Charakter..
Der Wert des Verteilungskoeffizienten (P) oder des Verteilungskoeffizienten (K) dient dazu, die Hydrophobizität eines Arzneimittels anzuzeigen. Somit kann es verwendet werden, um die Absorption, Verteilung, den Metabolismus und den Ausscheidungsprozess des Darms vorherzusagen..
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Der Verteilungskoeffizient (K) eines Stoffes, auch Verteilungskoeffizient (P) genannt, ist der Quotient zur Aufteilung der Konzentrationen eines Stoffes in zwei Phasen; besteht aus der Mischung zweier Lösungsmittel, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte und Natur nicht mischbar sind.
Der Wert des Verteilungskoeffizienten (K) oder der Verteilung (P) hängt mit dem Unterschied in der Löslichkeit der Substanz in den nicht mischbaren Flüssigkeiten zusammen, die Teil des Gemisches sind.
K oder P = [Substanz]1 / [Substanz]zwei
[Substanz]1 ist die Konzentration der Substanz in Flüssigkeit 1. Y [Substanz]zwei ist die Konzentration der gleichen Substanz in Flüssigkeit 2.
Wenn K oder P einen Wert von 3 hat, bedeutet dies, dass die Substanz in Flüssigkeit 1 dreimal stärker konzentriert ist als in Flüssigkeit 2. Gleichzeitig zeigt dies jedoch auch an, dass die Substanz in Flüssigkeit 1 löslicher ist.
Wenn nun der Wert von K oder P 0,3 beträgt, hat die Substanz eine höhere Konzentration in Flüssigkeit 2; und daher ist seine Löslichkeit in Flüssigkeit 2 größer als in Flüssigkeit 1.
In einigen Forschungsbereichen wie der organischen Chemie und der Pharmazie besteht das Gemisch aus Flüssigkeiten aus Wasser und einer unpolaren Flüssigkeit wie n-Octanol oder 1-Octanol, weshalb häufig auf den Octanol-Verteilungskoeffizienten Bezug genommen wird. / Wasser dargestellt von Pow.
N-Octanol hat eine Dichte von 0,824 g / cm3;; während Wasser bekanntlich eine Dichte von 1 g / cm hat3 ungefähr konstant. Sobald die beiden Flüssigkeiten ausgeglichen sind, nimmt das n-Octanol den oberen Teil der Mischung der nicht mischbaren Flüssigkeiten ein, die als Flüssigkeit 1 bezeichnet wurde.
Eine hydrophobe Substanz hat eine höhere Konzentration in n-Octanol, sobald sich die nicht mischbaren Flüssigkeiten äquilibriert haben. Andererseits hat eine hydrophile Substanz eine höhere Konzentration in Wasser..
Der Verteilungs- oder Verteilungskoeffizient gilt für nichtionisierte Substanzen. Für den Fall, dass der Verteilungskoeffizient in einer ionisierbaren Substanz gemessen wird, muss der pH-Wert eingestellt oder ein Puffer in der wässrigen Phase verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Substanz als nicht dissoziiert erscheint.
Bei der Bestimmung des Verteilungskoeffizienten sollten Tensid oder Tensidsubstanzen nicht verwendet werden, da sich diese Substanzen aufgrund ihrer amphiphilen Natur an der Grenzfläche nicht mischbarer Flüssigkeiten befinden..
Der Verteilungskoeffizient n-Octanol / Wasser wird üblicherweise in logarithmischer Form ausgedrückt; das heißt, als log P oder log K aufgrund der Amplitude der Werte von P und K..
Wenn der logarithmische Wert von P für eine Substanz größer als 0 ist, zeigt dies an, dass die Substanz hydrophob ist. Im Gegenteil, wenn der log von P kleiner als 0 ist (dh negativ), zeigt dies an, dass die Substanz hydrophil ist..
Der Verteilungskoeffizient (D) ist der Quotient zwischen der Konzentration aller ionisierten und nichtionisierten Substanzen in Flüssigkeit 1 (n-Octanol) und der Konzentration derselben Substanzen in Flüssigkeit 2 (Wasser)..
Sobald der Wert des Verteilungskoeffizienten (D) erhalten wurde, kann er aufgrund der Amplitude der Werte von D als Logarithmus von D ausgedrückt werden.
Um den Verteilungskoeffizienten (D) zu erhalten, muss die wässrige Phase gepuffert werden; das heißt, bei einem bestimmten pH-Wert, der angegeben werden muss, wenn auf den Wert des erhaltenen Verteilungskoeffizienten Bezug genommen wird.
Es ist zweckmäßig, die Bestimmung von D bei pH 7,4 durchzuführen. Dieser pH-Wert entspricht dem des Blutes und stellt die Bedingungen dar, denen Arzneimittel oder Verbindungen in der intrazellulären Umgebung und in der extrazellulären Umgebung ausgesetzt sind..
Für eine nicht ionisierbare Verbindung ist log D = log P, unabhängig vom verwendeten pH-Wert.
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Verteilungskoeffizienten (P). Dazu gehören das Schüttelkolbenverfahren und die Hochleistungsflüssigchromatographie. Beide erfordern Vorkenntnisse über die Löslichkeit der Testsubstanz sowohl in n-Octanol als auch in Wasser..
Die Probe wird in mit Wasser gesättigtem n-Octanol gelöst, das in einem Trenn- oder Dekantiertrichter mit mit n-Octanol gesättigtem Wasser verteilt wird. Die Sättigung der Lösungsmittel ist erforderlich, um einen Lösungsmitteltransfer während des Verteilungsprozesses zu vermeiden.
Der Scheidetrichter wird für eine bestimmte Zeit mechanisch gerührt. Es wird dann lange stehen gelassen, um eine vollständige Trennung sicherzustellen. Abschließend werden die Phasen durch Dekantieren getrennt.
Dann wird die Konzentration der Probe in jedem der Lösungsmittel unter Verwendung eines spektrophotometrischen Verfahrens bestimmt; zB UV-sichtbar oder eine andere Methode. Schließlich werden mit den erhaltenen Daten der Verteilungskoeffizient und das log P berechnet..
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es kostengünstig, reproduzierbar und von hoher Präzision ist. Zusammenfassend ist es die zuverlässigste Methode zur Bestimmung von log P..
Der Hauptnachteil des Verfahrens besteht darin, dass es sehr zeitaufwendig ist: mehr als 24 Stunden, um während des Verteilungsprozesses eine Flüssigkeitsäquilibrierung, ein Rühren und eine Phasentrennung durchzuführen. Darüber hinaus gilt es nur für Substanzen, die in n-Octanol und Wasser löslich sind..
Log P kann erhalten werden, indem die Retentionszeit der Probe mit der Retentionszeit einer Referenzverbindung ähnlicher chemischer Struktur mit einem bekannten P-Wert korreliert wird..
Es ist ein Verfahren, bei dem der log P-Wert in einer Zeit von weniger als 20 Minuten erhalten wird. Es ergibt log p-Werte zwischen 0 und 6, was nur hydrophoben Substanzen entspricht.
Der Nachteil besteht darin, dass der P-Wert durch lineare Regression bestimmt wird. Daher sollten mehrere Verbindungen mit einer der Struktur ähnlichen chemischen Struktur und bekannten log P-Werten als Referenz verwendet werden..
Wenn ein Medikament eingenommen wird, muss es das Lumen des Dünndarms erreichen, wo die meisten Substanzen absorbiert werden. Dann geht es durch das Innere der Zellen und löst sich in der Lipiddoppelschicht auf, die Teil der Membran ist. Dieser Prozess wird durch die hydrophobe Natur des Arzneimittels begünstigt..
Das Medikament muss Darmzellen passieren und die Basalmembran überqueren, um das Blut und die Zielrezeptoren für die Arzneimittelwirkung zu erreichen. Einige Stufen des Gesamtprozesses werden durch die hydrophobe Natur des Arzneimittels begünstigt, andere jedoch nicht..
Es muss ein Wert des Verteilungskoeffizienten gefunden werden, der es ermöglicht, dass alle Prozesse, die für die Wirkung des Arzneimittels und das Wohlbefinden des Körpers erforderlich sind, zufriedenstellend sind.
Die Verwendung von übermäßig hydrophoben Arzneimitteln kann toxisch sein, da ihr Metabolismus potenziell schädliche Metaboliten produzieren kann. Andererseits stellen vollständig hydrophile Arzneimittel Schwierigkeiten für die Darmabsorption dar..
Die Aktivität von Insektiziden und Herbiziden wird durch ihre hydrophobe Natur beeinflusst. Die Hydrophobizität ist jedoch mit einer längeren Halbwertszeit verbunden. Daher wird die umweltschädliche Wirkung verlängert und kann ökologische Schäden verursachen..
Wirksame hydrophobe Produkte sollten mit einer kürzeren Halbwertszeit hergestellt werden.
Hydrophobe Verbindungen sind normalerweise Schadstoffe für die Umwelt, da sie durch den Boden abgeleitet werden und in das Grundwasser und später in das Flusswasser gelangen können.
Wenn der Verteilungskoeffizient einer Verbindung bekannt ist, können Änderungen an ihrer chemischen Struktur vorgenommen werden, die ihre Hydrophobizität modifizieren, um ihre umweltschädliche Wirkung auf die Umwelt zu verringern..
Die Hydrogeologie verwendet den Octanol / Wasser-Verteilungskoeffizienten (Kow), um den Fluss hydrophober Verbindungen sowohl im Boden als auch im Grundwasser zu steuern.
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