분배 계수 : 분포, 분포, 응용 - 화학 - 2026

파티션 또는 파티션 계수 평형 두 미디어 사이의 화학 종 또는 용질의 농도의 비율로 정의된다. 이 매체는 공기와 같은 기체 일 수 있습니다. 물 또는 기름과 같은 액체; 또는 혈액이나 다른 조직과 같은 복잡한 혼합물.

혈액 / 공기 분배 계수는 혈액과 대기 사이의 폐에서 발생하는 가스 교환을 설명하는 데 중요합니다.

두 단계 사이의 세 가지 용질에 대한 분배 계수를 설명하는 다이어그램. 출처 : Perdula

위의 이미지는 개념을 설명하는 간단하고 멋진 방식으로 보여줍니다. 각 그림은 분석 물을 나타내며 두 ​​개의 혼합 불가능한 단계 (하나는 상부 및 다른 하나는 하부) 사이에 분포 및 / 또는 분포됩니다.

녹색 사각형은 주로 상위 단계에 있습니다. 빨간색 삼각형은 더 낮은 단계에서 더 많이 용해되고 보라색 원은 인터페이스에 있도록 선택합니다.

K _D 가 각 분석 물에 대해 어떻게 변하는 지 이해 됩니다. K _D 가 1보다 크면 분석 물이 상위 단계로 더 많이 분포합니다. 값이 1에 가까우면 인터페이스에있는 경향이 있습니다. 또는 반대로 K _D 가 1 미만이면 주로 하위 단계에 있습니다.

분배 계수의 형태 중 하나는 평형 상태에서 혼합 할 수없는 두 액체 사이에 존재하는 것입니다. n- 옥탄 계와 물도 마찬가지입니다. 이 시스템은 화합물의 중요한 특성, 즉 소수성 또는 친수성 특성을 확립하는 데 사용되었습니다.

분배 계수 (P) 또는 분배 계수 (K)의 값은 약물의 소수성을 나타내는 역할을합니다. 따라서 장 흡수, 분포, 신진 대사 및 배설 과정을 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

분배 계수

정의

분배 계수 (P)라고도하는 물질의 분배 계수 (K)는 물질의 농도를 두 단계로 나눈 몫입니다. 밀도와 성질이 다르기 때문에 혼합되지 않는 두 용매의 혼합물로 구성됩니다.

분배 계수 (K) 또는 분배 (P)의 값은 혼합물의 일부인 혼합 불가능한 액체에서 물질의 용해도 차이와 관련이 있습니다.

K 또는 P = ₁ / ₂

₁ 은 액체 1에있는 물질의 농도이고 ₂ 는 액체 2에있는 동일한 물질의 농도입니다.

해석

K 또는 P의 값이 3이면 물질이 액체 2보다 액체 1에 3 배 더 농축되었음을 나타냅니다. 그러나 동시에 물질이 액체 1에 더 잘 용해됨을 나타냅니다.

이제 K 또는 P의 값이 0.3이면 물질은 액체 2에서 더 높은 농도를 갖습니다. 따라서 용해도는 액체 1보다 액체 2에서 더 높습니다.

옥탄 올 / 물 분배 계수

유기 화학 및 제약과 같은 일부 연구 분야에서 액체의 혼합물은 물과 n- 옥탄 올 또는 1- 옥탄 올과 같은 무극성 액체로 구성되며, 이것이 옥탄 올 분배 계수가 종종 언급되는 이유입니다 / Pow로 대표되는 물.

또한, n은 옥탄 g / cm 0.824의 밀도를 갖는 ³ ; 알려진 바와 같이 물의 밀도는 약 1g / cm ³ 입니다. 두 액체가 균형을 이루면 n- 옥탄 올은 혼합 할 수없는 액체 혼합물의 윗부분을 차지합니다.

소수성 물질은 혼합 할 수없는 액체가 균형을 이루면 n- 옥탄 올에서 더 높은 농도를 갖습니다. 반면에 친수성 물질은 물에서 더 높은 농도를 갖습니다.

제한

분할 또는 분포 계수는 이온화되지 않은 물질에 적용됩니다. 이온화 가능한 물질에서 분배 계수를 측정하는 경우 pH를 조정하거나 수 성상에 사용되는 완충액을 사용하여 물질이 해리되지 않은 것으로 표시되도록해야합니다.

분배 계수를 결정할 때 계면 활성제 또는 계면 활성제 물질은 양친 매성 특성으로 인해 혼합 할 수없는 액체의 경계면에 위치하므로 사용해서는 안됩니다.

n- 옥탄 올 / 물 분배 계수는 일반적으로 로그 형식으로 표시됩니다. 즉, P 및 K 값의 진폭으로 인해 log P 또는 log K로 표시됩니다.

물질에 대한 P의 로그가 0보다 크면 이는 물질이 소수성임을 나타냅니다. 반대로 P의 로그가 0 (즉, 음수)보다 작 으면 물질이 친수성임을 나타냅니다.

분포 계수 (D)

분포 계수 (D)는 액체 1 (n- 옥탄 올)에서 이온화 및 비 이온화 된 모든 물질의 농도와 액체 2 (물)의 동일한 물질 농도 사이의 몫입니다.

분포 계수 (D)의 값을 구하면 D 값의 진폭으로 인해 D의 로그로 표현할 수 있습니다.

분포 계수 (D)를 얻으려면 수상을 완충해야합니다. 즉, 특정 pH에서 획득 한 분포 계수의 값을 참조 할 때 표시되어야합니다.

pH 7.4에서 D 측정을 수행하는 것이 편리합니다. 이 pH는 혈액의 pH에 ​​해당하며 약물 또는 화합물이 세포 내 환경 및 세포 외 환경에서 만나게 될 조건을 나타냅니다.

비 이온화 화합물의 경우 사용 된 pH에 관계없이 log D = log P입니다.

분배 계수의 실험적 결정

분할 계수 (P)를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 여기에는 쉐이크 보틀 방법과 고성능 액체 크로마토 그래피가 포함됩니다. 둘 다 n- 옥탄 올과 물 모두에서 시험 물질의 용해도에 대한 사전 지식이 필요합니다.

쉐이크 플라스크 방식

샘플은 물로 포화 된 n- 옥탄 올에 용해되며, 이는 별도의 깔때기에서 분할되거나 n- 옥탄 올로 포화 된 물로 디캔팅됩니다. 분할 프로세스 중에 용매 이동을 방지하려면 용매 포화가 필요합니다.

분리 깔때기는 일정 시간 동안 기계적으로 교반됩니다. 그런 다음 완전히 분리되도록 오랜 시간 동안 그대로 두십시오. 결론적으로, 단계는 경사 분리로 분리됩니다.

그런 다음 분광 광도법을 사용하여 각 용매의 샘플 농도를 결정합니다. 예 : UV-Visible 또는 기타 방법. 마지막으로, 얻은 데이터로 분할 계수와 로그 P.

이 방법은 저렴하고 재현 가능하며 매우 정확하다는 장점이 있습니다. 요약하면 로그 P를 결정하는 가장 신뢰할 수있는 방법입니다.

이 방법의 가장 큰 단점은 분할 과정에서 액체 평형, 교반 및 상 분리를 수행하는 데 24 시간 이상 걸리는 매우 시간이 많이 걸린다는 것입니다. 또한 n- 옥탄 올과 물에 용해되는 물질에만 적용됩니다.

고성능 액체 크로마토 그래피 방법

log P는 샘플의 머무름 시간을 알려진 P 값을 가진 유사한 화학 구조의 참조 화합물의 머무름 시간과 연관시켜 얻을 수 있습니다.

20 분 미만의 시간에 log P 값을 얻는 방법입니다. 소수성 물질에만 해당하는 0과 6 사이의 log p 값을 제공합니다.

단점은 P 값이 선형 회귀에 의해 결정되므로 샘플과 유사한 화학 구조의 여러 화합물 및 알려진 log P 값을 참조로 사용해야한다는 것입니다.

응용

약물 작용의 최적화

약물을 섭취하면 대부분의 물질이 흡수되는 소장의 내강에 도달해야합니다. 그런 다음 세포 내부를 통과하여 막의 일부인 지질 이중층에 용해됩니다. 이 과정은 약물의 소수성 특성에 의해 선호됩니다.

약물은 장 세포를 통과하여 기저막을 통과하여 혈액에 도달하고 약물 작용을 위해 표적 수용체에 도달해야합니다. 전체 과정의 일부 단계는 약물의 소수성 특성에 의해 선호되지만 다른 단계는 그렇지 않습니다.

약물의 작용과 체내 웰빙에 필요한 모든 과정이 만족 스러울 수 있도록 분배 계수 값을 찾아야합니다.

과도한 소수성 약물을 사용하면 신진 대사가 잠재적으로 유해한 대사 산물을 생성 할 수 있으므로 독성이있을 수 있습니다. 반면에 완전 친수성 약물은 장 흡수가 어렵습니다.

농약

살충제와 제초제의 활동은 소수성에 의해 영향을받습니다. 그러나 소수성은 더 긴 반감기와 관련이 있습니다. 따라서 환경에 대한 오염 효과가 연장되고 생태적 피해를 입힐 수 있습니다.

반감기가 짧은 효과적인 소수성 제품을 생산해야합니다.

환경 보호

소수성 화합물은 일반적으로 땅을 통해 배수되어 지하수와 나중에 강물에 도달 할 수 있기 때문에 환경을 오염시키는 물질입니다.

화합물의 분배 계수를 알면 환경에 대한 오염 작용을 줄이기 위해 소수성을 수정하는 화학 구조를 변경할 수 있습니다.

수문 지질학은 옥탄 올 / 물 분배 계수 (Kow)를 사용하여 토양과 지하수 모두에서 소수성 화합물의 흐름을 제어합니다.

참고 문헌

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