DAĞILIM KATSAYISI: DAĞITIM, DAĞITIM, UYGULAMALAR - KIMYA - 2025

Bölümü veya bölme katsayısı, denge durumunda, iki ortam arasında bir kimyasal türler veya solüt konsantrasyonu oranı olarak tanımlanır. Bu ortam, hava gibi bir gaz olabilir; su veya yağ gibi bir sıvı; veya kan veya diğer dokular gibi karmaşık bir karışım.

Kan / hava bölme katsayısı, akciğerlerde, kan ve atmosfer arasında meydana gelen gaz değişimini açıklamak için önemlidir.

İki faz arasında üç çözünen madde için bölme katsayısını açıklayan diyagram. Kaynak: Perdula

Yukarıdaki görüntü, kavramın açıkladığı basitleştirilmiş ve parlak bir şekilde göstermektedir. Her şekil, birbirine karışmayan iki faz arasında dağıtılan ve / veya dağıtılan bir analiti temsil eder: biri üst diğeri alt.

Yeşil kareler ağırlıklı olarak üst aşamadadır; kırmızı üçgenler alt aşamada daha fazla çözülür ve mor daireler arayüzde olmayı seçer.

K ne kadar takdir _D değişir her bir analit için. K _D 1'den büyükse, analit üst faza doğru daha fazla dağılacaktır; değeri 1'e yakınsa, arayüzde olma eğiliminde olacaktır; tersine K ya da eğer _D 1 'den küçük olduğu, esas olarak düşük bir faz içinde olacaktır.

Bölünme katsayısının biçimlerinden biri, dengede olan iki karışmayan sıvı arasında var olandır; n-oktan sistemi ve su gibi. Bu sistem, bir bileşiğin önemli bir özelliğini oluşturmak için kullanılmıştır: hidrofobik veya hidrofilik karakteri.

Bölme katsayısının (P) veya bölme katsayısının (K) değeri, bir ilacın hidrofobikliğini göstermeye yarar. Böylelikle bağırsak emilimini, dağılımını, metabolizmasını ve boşaltım sürecini tahmin etmek için kullanılabilir.

Ayrılım katsayısı

Tanım

Bölme katsayısı (P) olarak da adlandırılan bir maddenin bölme katsayısı (K), bir maddenin konsantrasyonlarını iki faza bölme oranıdır; Farklı yoğunluklara ve doğaya sahip oldukları için karışmayan iki çözücünün karışımından oluşur.

Bölme katsayısının (K) veya bölmenin (P) değeri, karışımın parçası olan karışmayan sıvılardaki maddenin çözünürlüğündeki farkla ilgilidir.

K ya da P = ₁ / ₂

₁ , sıvı 1'deki maddenin konsantrasyonu ve ₂ , aynı maddenin sıvı 2'deki konsantrasyonu.

yorumlama

K veya P'nin değeri 3'e eşitse, maddenin sıvı 1'de sıvı 2'ye göre 3 kat daha konsantre olduğunu gösterir. Ancak aynı zamanda maddenin sıvı 1'de daha çözünür olduğunu da gösterir.

Şimdi, K veya P değeri 0,3 ise, madde sıvı 2'de daha yüksek bir konsantrasyona sahiptir; ve bu nedenle çözünürlüğü sıvı 2'de sıvı 1'den daha yüksektir.

Oktanol / su bölme katsayısı

Organik kimya ve eczacılık gibi bazı araştırma alanlarında, sıvıların karışımı sudan ve n-oktanol veya 1-oktanol gibi apolar bir sıvıdan oluşur, bu nedenle oktanol bölme katsayısına sıklıkla atıfta bulunulur. / Pow ile temsil edilen su.

N-oktanol g / cc 0.824 bir yoğunluğa sahip ³ ; su ise, bilindiği gibi, bir yoğunluğa sahip yaklaşık olarak sabit g / cm '1 ³ . İki sıvı dengelendikten sonra, n-oktanol, Sıvı 1 olarak adlandırılan karışmayan sıvılar karışımının üst kısmını kaplar.

Karışmayan sıvılar dengelendikten sonra, hidrofobik bir madde n-oktanolde daha yüksek bir konsantrasyona sahip olacaktır. Öte yandan, hidrofilik bir madde suda daha yüksek bir konsantrasyona sahip olacaktır.

Kısıtlamalar

Bölme veya dağıtım katsayısı iyonize olmayan maddeler için geçerlidir. Bölme katsayısının iyonlaşabilir bir maddede ölçüldüğü durumda, maddenin ayrışmamış olarak sunulmasını sağlamak için pH ayarlanmalı veya sulu fazda bir tampon kullanılmalıdır.

Bölme katsayısının belirlenmesinde yüzey aktif maddeler veya yüzey aktif maddeler kullanılmamalıdır, çünkü bu maddeler amfifilik yapıları nedeniyle karışmayan sıvıların ara yüzeyinde yer alırlar.

N-oktanol / su bölme katsayısı genellikle logaritmik formda ifade edilir; yani, P ve K değerlerinin genliğinden dolayı log P veya log K olarak.

Bir maddenin P logunun 0'dan büyük olması, maddenin hidrofobik olduğunun göstergesidir. Tersine, eğer P'nin logu 0'dan küçükse (yani negatifse), bu, maddenin hidrofilik olduğunu gösterir.

Dağıtım katsayısı (D)

Dağılım katsayısı (D) sıvı 1 (n-oktanol) içindeki iyonize ve iyonize olmayan tüm maddelerin konsantrasyonu ile sıvı 2'deki (su) aynı maddelerin konsantrasyonu arasındaki orandır.

Dağılım katsayısının (D) değeri elde edildikten sonra, D değerlerinin genliği nedeniyle D'nin bir logaritması olarak ifade edilebilir.

Dağıtım katsayısını (D) elde etmek için sulu faz tamponlanmalıdır; başka bir deyişle, elde edilen dağılım katsayısının değerine atıfta bulunulurken belirtilmesi gereken belirli bir pH'ta.

D tayininin pH 7,4'te yapılması uygundur. Bu pH, kanınkine karşılık gelir ve ilaçların veya bileşiklerin hücre içi ortamda ve hücre dışı ortamda karşılaşacağı koşulları temsil eder.

İyonize olmayan bir bileşik için, kullanılan pH değerine bakılmaksızın log D = log P.

Bölme katsayısının deneysel olarak belirlenmesi

Bölme katsayısını (P) ölçmek için birkaç yöntem vardır. Bunlar çalkalama şişesi yöntemini ve yüksek performanslı sıvı kromatografisini içerir. Her ikisi de test maddesinin hem n-oktanol hem de su içindeki çözünürlüğü hakkında önceden bilgi gerektirir.

Çalkalama şişesi yöntemi

Numune, ayrı bir hunide bölünecek veya n-oktanol ile doyurulmuş su ile boşaltılacak olan suyla doyurulmuş n-oktanol içinde çözündürülür. Bölümleme işlemi sırasında çözücü transferini önlemek için çözücü doygunluğu gereklidir.

Ayırma hunisi belirli bir süre mekanik çalkalamaya tabi tutulur. Daha sonra tam bir ayrımı sağlamak için uzun süre bekletilir. Sonuç olarak, aşamalar boşaltma ile ayrılmıştır.

Daha sonra, çözücülerin her birindeki numunenin konsantrasyonu, bir spektrofotometrik yöntem kullanılarak belirlenir; örneğin UV-Visible veya başka bir yöntem. Son olarak, elde edilen verilerle, bölünme katsayısı ve log P.

Bu yöntem, ucuz, tekrarlanabilir ve oldukça doğru olma avantajına sahiptir. Özetle, log P'yi belirlemek için en güvenilir yöntemdir.

Yöntemin ana dezavantajı, çok zaman almasıdır: bölümleme işlemi sırasında sıvı dengeleme, çalkalama ve faz ayrımı gerçekleştirmek için 24 saatten fazla. Ayrıca, yalnızca n-oktanol ve suda çözünen maddelere uygulanabilir.

Yüksek performanslı sıvı kromatografi yöntemi

Log P, numunenin alıkonma süresinin, bilinen bir P değerine sahip benzer kimyasal yapıya sahip bir referans bileşiğin alıkonma süresi ile ilişkilendirilmesiyle elde edilebilir.

Log P değerinin 20 dakikadan daha kısa bir sürede elde edildiği bir yöntemdir. Yalnızca hidrofobik maddelere karşılık gelen 0 ile 6 arasında log p değerleri verir.

Dezavantajı, P değerinin doğrusal regresyon ile belirlenmesidir, bu nedenle numuneye benzer kimyasal yapıdaki birkaç bileşik ve bilinen log P değerleri referans olarak kullanılmalıdır.

Uygulamalar

İlaç etkisinin optimizasyonu

Bir ilaç yutulursa, maddenin çoğunun emildiği ince bağırsağın lümenine ulaşması gerekir. Daha sonra, zarın bir parçası olan lipit çift tabakasında çözülerek hücrelerin içinden geçer. Bu süreç, ilacın hidrofobik doğası tarafından desteklenmektedir.

İlaç, kana ulaşmak ve ilaç etkisi için hedef reseptörlere ulaşmak için bağırsak hücrelerinden geçmeli, bazal membranı geçmelidir. Tüm sürecin bazı aşamaları ilacın hidrofobik doğası tarafından tercih edilir, ancak diğerleri değildir.

İlaç etkisi ve vücut sağlığı için gerekli tüm işlemlerin tatmin edici olmasına izin veren bir bölme katsayısı değeri bulunmalıdır.

Aşırı hidrofobik ilaçların kullanımı toksik olabilir çünkü metabolizmaları potansiyel olarak zararlı metabolitler üretebilir. Öte yandan tamamen hidrofilik ilaçlar bağırsaktan emilim için güçlük çekerler.

Tarımsal Kimyasallar

İnsektisitlerin ve herbisitlerin aktivitesi, hidrofobik doğalarından etkilenir. Bununla birlikte, hidrofobiklik, daha uzun bir yarı ömür ile ilişkilidir. Bu nedenle çevre üzerindeki kirletici etki uzar ve ekolojik zarara neden olabilir.

Etkili hidrofobik ürünler daha kısa yarı ömürle üretilmelidir.

Çevre bakımı

Hidrofobik bileşikler, zeminden drene edildikleri, yeraltı sularına ve daha sonra nehir sularına ulaşabildikleri için genellikle çevre için kirleticilerdir.

Bir bileşiğin bölme katsayısını bilmek, çevre üzerindeki kirletici etkisini azaltmak için hidrofobikliğini değiştiren kimyasal yapısında değişiklikler yapılabilir.

Hidrojeoloji, hem toprakta hem de yeraltı suyunda hidrofobik bileşiklerin akışını kontrol etmek için oktanol / su bölme katsayısını (Kow) kullanır.

Referanslar

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY ve Mobley, DL (2016). Oktanol / Su ve Sikloheksan / Suda Küçük Moleküllerin Bölme Katsayılarının Hesaplanması. Kimyasal teori ve hesaplama dergisi, 12 (8), 4015–4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Vikipedi. (2019). Ayrılım katsayısı. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. Kolombiya Ulusal Üniversitesi. (Sf). Ünite 8: Barbitürat bölme katsayısının deneysel olarak belirlenmesi. . Red.unal.edu.co adresinden kurtarıldı
4. Sevier. (2019). Ayrılım katsayısı. Science Direct. Kurtarıldı: sciencedirect.com
5. Seeboo Hemnath. (2019). Ayrılma Katsayısı: Tanım ve Hesaplama. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı