PEKALI PARTISI: TABURAN, TABURAN, APLIKASI - KIMIA - 2025

The partition atau partition pekali ditakrifkan sebagai nisbah kepekatan spesies kimia atau bahan larut di antara dua media dalam keseimbangan. Medium ini boleh menjadi gas seperti udara; cecair seperti air atau minyak; atau campuran kompleks seperti darah atau tisu lain.

Pekali partisi darah / udara penting untuk menjelaskan pertukaran gas yang berlaku di paru-paru, antara darah dan atmosfera.

Rajah yang menerangkan pekali partisi bagi tiga zat terlarut antara dua fasa. Sumber: Perdula

Gambar di atas menunjukkan secara ringkas dan terang konsep yang dijelaskan. Setiap angka mewakili analit, yang diedarkan dan / atau diedarkan antara dua fasa yang tidak dapat difahami: satu atas dan yang lain lebih rendah.

Kotak hijau terutamanya berada di fasa atas; sementara segitiga merah larut lebih banyak pada fasa bawah, dan bulatan ungu memilih berada di antara muka.

Dihargai bagaimana K _D berbeza bagi setiap analit. Sekiranya K _D lebih besar daripada 1, analit akan mengedarkan lebih banyak ke fasa atas; jika nilainya hampir dengan 1, ia cenderung berada di antara muka; atau jika sebaliknya K _D kurang dari 1, ini akan terutama pada fasa bawah.

Salah satu bentuk pekali partisi adalah yang ada di antara dua cecair yang tidak dapat dicampur dalam keseimbangan; seperti sistem n-oktan dan air. Sistem ini telah digunakan untuk menetapkan sifat penting sebatian: sifat hidrofobik atau hidrofiliknya.

Nilai pekali partisi (P), atau pekali partisi (K), berfungsi untuk menunjukkan hidrofobik ubat. Oleh itu, ia dapat digunakan untuk meramalkan proses penyerapan, pengedaran, metabolisme dan proses perkumuhan usus.

Pekali pembahagian

Definisi

Koefisien partisi (K) suatu bahan, juga disebut pekali partisi (P), adalah hasil pembahagi kepekatan suatu bahan menjadi dua fasa; terdiri daripada campuran dua pelarut yang tidak dapat dicampurkan kerana mempunyai ketumpatan dan sifat yang berbeza.

Nilai pekali partition (K) atau partition (P) berkaitan dengan perbezaan kelarutan bahan dalam cecair yang tidak dapat dicampur yang merupakan sebahagian daripada campuran.

K atau P = ₁ / ₂

₁ ialah kepekatan bahan dalam cecair 1. Dan ₂ adalah kepekatan bahan yang sama dalam cecair 2.

Tafsiran

Sekiranya K atau P mempunyai nilai sama dengan 3, ini menunjukkan bahawa bahan tersebut 3 kali lebih pekat dalam cecair 1 daripada cecair 2. Tetapi pada masa yang sama, ia juga menunjukkan bahawa bahan tersebut lebih larut dalam cecair 1.

Sekarang, jika nilai K atau P adalah 0.3, bahan tersebut mempunyai kepekatan yang lebih tinggi dalam cecair 2; dan oleh itu kelarutannya lebih tinggi dalam cecair 2 daripada cecair 1.

Pekali petakan Octanol / air

Dalam beberapa bidang penyelidikan seperti kimia organik dan farmaseutikal, campuran cecair terdiri daripada air dan cecair apolar seperti n-oktanol atau 1-oktanol, itulah sebabnya pekali partition oktanol sering disebut. / air yang diwakili oleh Pow.

N-oktanol mempunyai ketumpatan 0,824 g / cm ³ ; manakala air, seperti yang diketahui, mempunyai ketumpatan malar 1 g / cm ³ . Setelah kedua-dua cecair itu seimbang, n-oktanol menempati bahagian atas campuran cecair yang tidak dapat dicampur, yang telah disebut Liquid 1.

Bahan hidrofobik akan mempunyai kepekatan yang lebih tinggi dalam n-oktanol, setelah cecair yang tidak dapat dicampur telah seimbang. Sebaliknya, bahan hidrofilik akan mempunyai kepekatan yang lebih tinggi dalam air.

Sekatan

Pekali partisi atau taburan berlaku untuk bahan yang tidak terion. Sekiranya pekali partisi diukur dalam bahan yang dapat diionkan, pH harus disesuaikan atau penyangga yang digunakan dalam fasa berair untuk memastikan bahawa zat tersebut dipaparkan sebagai tidak berasingan.

Dalam menentukan pekali partisi, bahan surfaktan atau surfaktan tidak boleh digunakan, kerana bahan ini, kerana sifat amfifiliknya, terletak di antara muka cecair yang tidak dapat dicampur.

Pekali partisi n-oktanol / air biasanya dinyatakan dalam bentuk logaritmik; iaitu sebagai log P atau log K, kerana amplitud nilai P dan K.

Sekiranya log P untuk bahan lebih besar daripada 0, ini menunjukkan bahawa bahan tersebut adalah hidrofobik. Sebaliknya, jika log P kurang dari 0 (iaitu negatif), ini menunjukkan bahawa bahan itu hidrofilik.

Pekali taburan (D)

Pekali taburan (D) adalah hasil antara kepekatan semua bahan, terionisasi dan tidak terion, dalam cecair 1 (n-oktanol) dan kepekatan bahan yang sama dalam cecair 2 (air).

Setelah nilai pekali taburan (D) diperoleh, ia dapat dinyatakan sebagai logaritma D kerana amplitud nilai D.

Untuk mendapatkan pekali taburan (D), fasa berair mesti disangga; dengan kata lain, pada pH tertentu, yang mesti ditunjukkan ketika merujuk kepada nilai pekali taburan yang diperoleh.

Lebih mudah untuk melakukan penentuan D pada pH 7.4. PH ini sesuai dengan darah dan mewakili keadaan yang akan dihadapi oleh ubat-ubatan atau sebatian di lingkungan intraselular dan di lingkungan ekstraselular.

Untuk sebatian yang tidak dapat diionkan, log D = log P, tanpa mengira pH yang digunakan.

Penentuan eksperimental pekali partisi

Terdapat beberapa kaedah untuk mengukur pekali partition (P). Ini termasuk kaedah botol goncang dan kromatografi cecair berprestasi tinggi. Kedua-duanya memerlukan pengetahuan terlebih dahulu mengenai kelarutan bahan uji, baik dalam n-oktanol dan di dalam air.

Kaedah goncang goncang

Sampel dilarutkan dalam n-oktanol tepu dengan air, yang akan dipartisi dalam corong yang terpisah atau diturunkan dengan air tepu dengan n-oktanol. Ketepuan pelarut diperlukan untuk mengelakkan pemindahan pelarut semasa proses pembahagian.

Corong pemisah dikenakan pergolakan mekanikal untuk waktu tertentu. Ia kemudian dibiarkan lama untuk memastikan pemisahan sepenuhnya. Sebagai kesimpulan, fasa-fasa dipisahkan dengan dekantasi.

Kemudian, kepekatan sampel dalam setiap pelarut ditentukan menggunakan kaedah spektrofotometri; contohnya UV-Visible atau kaedah lain. Akhirnya, dengan data yang diperoleh, pekali partisi dan log P.

Kaedah ini mempunyai kelebihan kerana tidak mahal, boleh dihasilkan semula dan sangat tepat. Ringkasnya, ia adalah kaedah yang paling dipercayai untuk menentukan log P.

Kelemahan utama kaedah ini adalah memakan masa: lebih dari 24 jam untuk melakukan penyeimbangan cecair, pengadukan dan pemisahan fasa semasa proses pembahagian. Selanjutnya, ia hanya berlaku untuk bahan larut dalam n-oktanol dan air.

Kaedah kromatografi cecair berprestasi tinggi

Log P dapat diperoleh dengan menghubungkan waktu penyimpanan sampel dengan masa pengekalan sebatian rujukan struktur kimia yang serupa dengan nilai P yang diketahui.

Ini adalah kaedah di mana nilai log P diperoleh dalam masa kurang dari 20 minit. Ia memberikan nilai log p antara 0 dan 6, yang hanya berkaitan dengan bahan hidrofobik.

Kelemahannya adalah bahawa nilai P ditentukan oleh regresi linier, jadi beberapa sebatian dengan struktur kimia yang serupa dengan sampel dan nilai log P yang diketahui harus digunakan sebagai rujukan.

Permohonan

Pengoptimuman tindakan ubat

Sekiranya ubat tertelan, ubat itu mesti sampai ke lumen usus kecil, di mana sebahagian besar zat diserap. Kemudian, ia melalui bahagian dalam sel, larut di lapisan lipid yang merupakan bahagian membran. Proses ini disukai oleh sifat hidrofobik ubat.

Ubat itu mesti melalui sel usus, melintasi membran bawah tanah untuk mencapai darah dan mencapai reseptor sasaran untuk tindakan ubat. Beberapa peringkat proses keseluruhan disukai oleh sifat hidrofobik ubat, tetapi yang lain tidak.

Nilai pekali partisi mesti dijumpai yang membolehkan semua proses yang diperlukan agar tindakan ubat dan kesejahteraan badan dapat memuaskan.

Penggunaan ubat hidrofobik yang berlebihan boleh menjadi toksik, kerana metabolisme mereka dapat menghasilkan metabolit yang berpotensi berbahaya. Sebaliknya, ubat hidrofilik benar-benar mengalami kesukaran untuk penyerapan usus.

Agrokimia

Aktiviti racun serangga dan racun rumpai dipengaruhi oleh sifat hidrofobiknya. Walau bagaimanapun, hidrofobik dikaitkan dengan jangka hayat yang lebih lama. Oleh itu, kesan pencemaran terhadap alam sekitar berpanjangan, dan boleh menyebabkan kerosakan ekologi.

Produk hidrofobik yang berkesan harus dihasilkan dengan jangka hayat yang lebih pendek.

Penjagaan alam sekitar

Sebatian hidrofobik biasanya bahan pencemar untuk alam sekitar, kerana disalirkan melalui tanah, dapat mencapai air bawah tanah dan kemudian air sungai.

Mengetahui pekali partisi sebatian, perubahan dapat dilakukan dalam struktur kimianya yang mengubah hidrofobiknya untuk mengurangkan tindakan pencemarannya terhadap alam sekitar.

Hidrogeologi menggunakan pekali pembahagian oktanol / air (Kow) untuk mengawal aliran sebatian hidrofobik, baik di tanah maupun di air bawah tanah.

Rujukan

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY, & Mobley, DL (2016). Mengira Koefisien Partisi Molekul Kecil dalam Octanol / Air dan Cyclohexane / Air. Jurnal teori dan pengiraan kimia, 12 (8), 4015-4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Wikipedia. (2019). Pekali pembahagian. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org
3. Universiti kebangsaan Colombia. (sf). Unit 8: Penentuan eksperimen pekali partisi barbiturat. . Dipulihkan dari: red.unal.edu.co
4. The Sevier. (2019). Pekali pembahagian. Sains Langsung. Dipulihkan dari: sciencedirect.com
5. Seeboo Hemnath. (2019). Pekali Partition: Definisi dan Pengiraan. Kaji. Dipulihkan dari: study.com