Coefficient de partition de distribution, distribution, applications

Il coefficient de partition ou de distribution Il est défini comme la raison de la concentration d'un produit chimique ou d'un soluté entre deux moyens en équilibre. Ce milieu peut être un gaz comme l'air; un liquide comme l'eau ou l'huile; ou un mélange complexe comme le sang ou d'autres tissus.

Le coefficient de partition sanguine / air est important pour expliquer l'échange de gaz qui se produit dans les poumons, entre le sang et l'atmosphère.

Diagramme expliquant le coefficient de distribution pour trois solutés entre deux phases. Source: Perdula [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

L'image supérieure démontre le concept expliqué d'une manière simplifiée et brillante. Chaque figure représente un analyte, qui est distribué et / ou distribué entre deux phases non miscibles: un supérieur et l'autre inférieur.

Les carrés verts sont principalement situés dans la phase supérieure; Tandis que les triangles rouges se dissolvent davantage dans la phase inférieure et que les cercles violets choisissent de se placer dans l'interface.

On peut voir comment k varie_D Pour chaque analyte. Oui k_D Il est supérieur à 1, l'analyte sera distribué plus vers la phase supérieure; Si sa valeur est proche de 1, elle aura tendance à se placer dans l'interface; ou si au contraire k_D est inférieur à 1, sera principalement dans la phase inférieure.

L'une des formes de coefficient de partition est qu'elle existait entre deux liquides non miscibles en équilibre; Tout comme le n-octane et le système d'eau. Ce système a été utilisé pour établir une propriété importante d'un composé: son caractère hydrophobe ou hydrophile.

La valeur du coefficient de partition (P), ou coefficient de distribution (k), sert à indiquer le caractère hydrophobe d'un médicament. Ainsi, il peut être utilisé pour prédire son processus d'absorption intestinale, de distribution, de métabolisme et d'excrétion.

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Coefficient de distribution

Définition

Le coefficient de distribution (k) d'une substance, également appelé coefficient de partition (P), est le rapport de division des concentrations d'une substance en deux phases; constitué par le mélange de deux solvants qui sont inquiets pour avoir des densités et des natures différentes.

La valeur du coefficient de distribution (k) ou de la partition (P) est liée à la différence de solubilité en substance dans les fluides non miscibles qui font partie du mélange.

K o p = [substance]₁ / [substance]₂

[substance]₁ C'est la concentration de la substance dans le liquide 1. Et [substance]₂  C'est la concentration de la même substance dans le liquide 2.

Interprétation

Si K ou P a une valeur égale à 3, cela indique que la substance est 3 fois plus concentrée dans le liquide 1 que dans le liquide 2. Mais en même temps, il souligne également que la substance est plus soluble dans le liquide 1.

Maintenant, si la valeur de K ou P est de 0,3, la substance a une concentration plus élevée dans le liquide 2; et donc sa solubilité dans le liquide 2 est plus ancienne que dans le liquide 1.

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Coefficient de partition octanol / eau

Dans certains domaines de recherche tels que la chimie organique et le pharmacien, le mélange de liquides est formé par l'eau et un liquide apolaire tel que le n-octanol ou le 1-octanol, il est donc généralement mentionné du coefficient de partition d'octanol / eau représenté par POW.

Le n-octhanol a une densité de 0,824 g / cm³; Tandis que l'eau, comme on l'appelle, a une densité de 1 g / cm³ approximativement constant. Une fois les deux liquides équilibrés, le n-octch.

Une substance hydrophobe aura une plus grande concentration dans le n-octhanol, une fois que les liquides non miscibles ont équilibré. D'un autre côté, une substance hydrophile aura une plus grande concentration dans l'eau.

Restrictions

Le coefficient de partition ou de distribution est appliqué à des substances non ionisées. Dans le cas où le coefficient de partition est mesuré dans une substance ionisable, le pH ou l'utilisation d'un tampon dans la phase aqueuse doit être ajusté pour s'assurer que la substance est présentée comme non dissociée.

Dans la détermination du coefficient de partition, les substances de tension ou de surfactant ne doivent pas être utilisées, car ces substances, en raison de leur caractère amphiphyllique, sont situées à l'interface des fluides non miscibles.

Le coefficient de partition N-octhanol / eau est généralement exprimé sous forme logarithmique; c'est-à-dire que le log p ou le log de k, en raison de l'amplitude des valeurs de p et k.

Si le journal P pour une substance est supérieur à 0, cela indique que la substance est hydrophobe. Au contraire, si le log p. Est inférieur à 0 (c'est-à-dire négatif), cela indiquera que la substance est hydrophile.

Coefficient de distribution (d)

Le coefficient de distribution (d) est le quotient entre la concentration de toutes les substances, ionisée et non ionisée, dans le liquide 1 (n-oranol) et la concentration des mêmes substances dans le liquide 2 (eau).

Une fois la valeur du coefficient de distribution (d).

Pour obtenir le coefficient de distribution (d), la phase aqueuse doit être tamponnée; c'est-à-dire à un certain pH, qui doit être indiqué lorsque la référence est faite à la valeur du coefficient de distribution obtenu.

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Il est pratique de déterminer d à pH 7,4. Ce pH correspond à celui du sang et représente les conditions que les médicaments ou les composés trouveront dans l'environnement intracellulaire et dans l'environnement extracellulaire.

Pour un composé non ionisable, le log d = log p, quel que soit le pH utilisé.

Détermination expérimentale d'un coefficient de partition

Il existe plusieurs méthodes pour la mesure des coefficients de partition (P). Parmi eux se trouvent la méthode de la bouteille d'agitation et la chromatographie liquide à haute résolution. Dans une connaissance antérieure de la solubilité du problème, une substance est nécessaire, à la fois dans le n-octhanol et dans l'eau.

Méthode de la bouteille d'agitation

L'échantillon est dissous dans du n-ectchtanol saturé d'eau, qui sera effectué dans un entonnoir est séparé ou la décantation avec de l'eau saturée avec du n-octhanol. La saturation des solvants est nécessaire pour éviter le transfert de solvants pendant le processus de partition.

L'entonnoir de décantation est soumis à une agitation mécanique pendant un certain temps. Ensuite, il est laissé au repos pendant longtemps pour assurer une séparation complète. Pour conclure, les phases sont séparées par décantation.

Ensuite, la concentration de l'échantillon est déterminée dans chacun des solvants en utilisant une méthode spectrophotométrique; Par exemple, UV-visible ou autre méthode. Enfin, avec les données obtenues, le coefficient de partition et le log p seront calculés.

Cette méthode a l'avantage d'être économique, reproductible et élevée. En bref, c'est la méthode la plus fiable pour déterminer le log p.

Le principal inconvénient de la méthode est qu'il consomme beaucoup de temps: plus de 24 heures pour équilibrer les liquides, l'agitation et la séparation des phases pendant le processus de partition. De plus, il ne s'applique qu'aux substances solubles dans le n-octhanol et l'eau.

Méthode de chromatographie liquide haute résolution

Le log p utilisant la corrélation du temps de rétention de l'échantillon peut être obtenu, avec le temps de rétention d'un composé de référence de structure chimique similaire avec une valeur p connue.

Il s'agit d'une méthode dans laquelle la valeur du log p est obtenue en durée inférieure à 20 minutes. Donne des valeurs de journal entre 0 et 6, ce qui ne correspond qu'aux substances hydrophobes.

L'inconvénient est que la valeur de P par régression linéaire est déterminée, donc plusieurs composés de structure chimique similaires à l'échantillon et des journaux connus doivent être utilisés comme référence.

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Applications

Optimisation de l'action médicamenteuse

Si un médicament est ingéré, il doit atteindre la lumière de l'intestin grêle, où la plupart des substances sont absorbées. Ensuite, il traverse l'intérieur des cellules, se dissolvant dans la bicouche lipidique qui fait partie de la membrane. Ce processus est favorisé par le caractère hydrophobe du médicament.

Le médicament doit passer à travers les cellules intestinales, traversant la membrane basale pour atteindre le sang et atteindre les récepteurs cibles de l'action médicamenteuse. Certaines étapes du processus global sont favorisées par le caractère hydrophobe du médicament, mais d'autres ne.

Une valeur du coefficient de partition doit être trouvée qui permet à tous les processus nécessaires pour l'action de la drogue et du bien-être - Being-Being.

L'utilisation de médicaments excessivement hydrophobes peut être toxique, car son métabolisme peut produire des métabolites potentiellement nocifs. D'un autre côté, les médicaments totalement hydrophiles ont du mal à leur absorption intestinale.

Produits agrochimiques

L'activité des insecticides et des herbicides est influencée par son caractère hydrophobe. Cependant, l'hydrophobicité est associée à une demi-vie plus longue. Par conséquent, l'effet de polluant sur l'environnement est prolongé, être capable de produire des dommages écologiques.

Des produits hydrophobes qui agissent efficacement, avec une demi-vie plus courte doit se produire.

Soins environnementaux

Les composés hydrophobes sont généralement des polluants pour l'environnement, car ils sont drainés à travers le sol, pouvant atteindre les eaux souterraines et par la suite des eaux de la rivière.

Connaissant le coefficient de partition d'un composé, des modifications peuvent être apportées dans sa structure chimique qui modifient l'hydrophobicité pour réduire son action polluante sur l'environnement.

L'hydrogéologie utilise le coefficient d'octanol / coulée d'eau (KOW) pour contrôler l'écoulement des composés hydrophobes, à la fois au sol et dans les eaux souterraines.

Les références

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