معامل التقسيم

معامل التقسيم

هو نسبة تركيزاتمركب في خليط من مذيلين غير قابلين للامتزاج عند التوازن. وبالتالي فإن هذه النسبة هي مقارنة للذوبان في المذاب في هذين السائلين. يشير معامل التقسيم عمومًا إلى نسبة تركيز الأنواع غير المتأينة للمركب، بينما يشير معامل التوزيع إلى نسبة التركيز لجميع أنواع المركب (مؤين زائد غير مؤين).في العلومالكيميائية والصيدلانية، تكون كلا المرحلتين عادةً عبارة عن مذيبات. الأكثر شيوعًا، أن أحد المذيبات يكون محب للماء، في حين أن الثاني كاره للماء، مثل 1-أوكتانول. ومن ثم فإن معامل التقسيم يقيس مدى كون مادة كيميائية محبة للماء ("محبة للماء") أو كارهة للماء ("تخشى الماء"). معاملات التقسيم مفيدة في تقدير توزيع الأدوية داخل الجسم. يتم توزيع الأدوية الكارهة للماء ذات المعاملات العالية لتقسيم الأوكتانول إلى الماء بشكل أساسي على المناطق الكارهة للماء مثل طبقات الخلايا الدهنية الثنائية. على العكس من ذلك، توجد الأدوية المحبة للماء (معاملات تقسيم الأوكتانول / الماء المنخفضة) بشكل أساسي في المناطق المائية مثل مصل الدم.إذا كان أحد المذيبات عبارة عن غاز والآخر سائل، فيمكن تحديد معامل فصل الغاز / السائل. على سبيل المثال، يقيس معامل فصل الدم / الغاز للتخدير العام مدى سهولة انتقال المخدر من الغاز إلى الدم. يمكن أيضًا تحديد معاملات التقسيم عندما تكون إحدى المراحل صلبة، على سبيل المثال، عندما يكون أحد الطورين معدنًا مصهورًا والثاني عبارة عن معدن صلب، أو عندما تكون كلتا المرحلتين صلبة.

ينتج عن تقسيم المادة إلى مادة صلبة حل صلب.
يمكن قياس معاملات التقسيم تجريبيًا بطرق مختلفة (عن طريق دورق الاهتزاز، HPLC ، إلخ) أو تقديرها عن طريق الحساب بناءً على مجموعة متنوعة من الطرق (تعتمد على الشظايا، وعلى أساس الذرة، إلخ.).

التسمية


على الرغم من التوصية الرسمية على عكس ذلك، يظل مصطلح معامل التقسيم هو المصطلح السائد في الأدبيات العلمية. في المقابل، توصي IUPAC بعدم استخدام مصطلح العنوان، بدلاً من استبداله بمصطلحات أكثر تحديدًا.
على سبيل المثال، ثابت التقسيم ، كما هو محدد

(KD)A = [A]org [A]aq ,

(

1)

حيث K _D هو ثابت توازن العملية ، [A] يمثل تركيز المذاب A الذي يتم اختباره ، ويشير "org" و "aq" إلى المرحلتين العضوية والمائية على التوالي. توصي IUPAC كذلك بـ «نسبة التقسيم» للحالات التي يمكن فيها تحديد معاملات نشاط النقل ، و «نسبة التوزيع» لنسبة التركيزات التحليلية الإجمالية للمذاب بين المراحل ، بغض النظر عن الشكل الكيميائي.

معامل التقسيم وسجل P

يتم إنشاء توازن للمادة المذابة الموزعة بين طور كاره للماء وطور محبة للماء في أواني زجاجية خاصة مثل قمع الفصل هذا الذي يسمح بالاهتزاز وأخذ العينات ، والذي يتم من خلاله تحديد السجل P. هنا ، المادة الخضراء لها قابلية ذوبان أكبر في الطبقة السفلية منها في الطبقة العليا

يُعرَّف معامل التقسيم ، المُختصر P ، على أنه نسبة معينة لتركيزات المذاب بين المذيبين (طور ثنائي من الأطوار السائلة) ، على وجه التحديد للمذابات غير المتأينة ، وبالتالي فإن لوغاريتم النسبة هو log P.
عندما يكون أحد المذيبات عبارة عن ماء والآخر مذيب غير قطبي ، فإن قيمة اللوغاريتم P هي مقياس محب للدهون أو كاره الماء . السابقة المحددة هي أن تكون أنواع الطور المحبة للدهون والماءدائمًا في البسطوالمقام على التوالي ؛ على سبيل المثال ، في نظام ثنائي الطور من n - octanol (يشار إليه فيما بعد باسم "octanol") والماء: ${\displaystyle \log P_{\text{oct/wat}}=\log \left(\frac{[\text{solute}{]}_{\text{octanol}}^{\text{un-ionized}}}{[\text{solute}{]}_{\text{water}}^{\text{un-ionized}}}\right).}$ بالنسبة للتقريب الأول ، عادةً ما يهيمن على المرحلة غير القطبية في مثل هذه التجارب الشكل غير المتأين للمذاب ، وهو محايد كهربائيًا ، على الرغم من أن هذا قد لا يكون صحيحًا بالنسبة للمرحلة المائية. لقياس معامل تقسيم المواد المذابةالمؤينة ، يتم تعديل الرقم الهيدروجيني للمرحلة المائية بحيث يكون الشكل السائد للمركب في المحلول هو غير المتأين ، أو يتطلب قياسه عند درجة حموضة أخرى ذات أهمية النظر في جميع الأنواع ، غير المتأينة ومتأين (انظر ما يلي). يُشتق معامل التقسيم المقابل للمركبات المتأينة ، المختصرة log P ^I ، للحالات التي توجد فيها أشكال متأينة سائدة للجزيء ، بحيث يجب على المرء أن يفكر في تقسيم جميع الأشكال ، المؤينة وغير المتأينة ، بين المرحلتين (كذلك كتفاعل بين الاتزانين ، التقسيم والتأين).

يستخدم M للإشارة إلى عدد الأشكال المتأينة ؛ لاستمارة وI I = 1, 2, ..., M I = 1, 2, ..., M I = 1, 2, ..., M I = 1, 2, ..., M ) لوغاريتم معامل التقسيم المقابل ، ${\displaystyle \log P_{\text{oct/wat}}^I}$ ، بنفس طريقة تعريف النموذج غير المتأين. على سبيل المثال ، بالنسبة لقسم الأوكتانول والماء ، فهو كذلك ${\displaystyle \log P_{\text{oct/wat}}^{\mathrm{I}}=\log \left(\frac{[\text{solute}{]}_{\text{octanol}}^I}{[\text{solute}{]}_{\text{water}}^I}\right).}$ للتمييز بين هذا ومعامل التقسيم القياسي غير المتأين ، غالبًا ما يتم تعيين الرمز غير المتأين لوغاريتم P ⁰ ، بحيث يكون المفهرس ${\displaystyle \log P_{\text{oct/wat}}^I}$ يصبح التعبير عن المذابات المتأينة مجرد امتداد لهذا ، في نطاق القيم ''I'' > 0

معامل التوزيع وسجل D


معامل التوزيع ، log D ، هو نسبة مجموع تركيزات جميع أشكال المركب (مؤين زائد غير مؤين) في كل مرحلة من المرحلتين ، أحدهما مائي دائمًا ؛ على هذا النحو ، فإنه يعتمد على الرقم الهيدروجيني للمرحلة المائية ، و log D = log P للمركبات غير المؤينة عند أي درجة حموضة. بالنسبة لقياسات معاملات التوزيع ، يتم تخزين الأس الهيدروجيني للمرحلة المائية إلى قيمة محددة بحيث لا يتأثر الرقم الهيدروجيني بشكل كبير من خلال إدخال المركب. يتم بعد ذلك تحديد قيمة كل لوغاريتم D على أنها لوغاريتم نسبة - لمجموع التركيزات المقاسة تجريبياً للأشكال المختلفة للمذاب في مذيب واحد ، إلى مجموع هذه التركيزات لأشكاله في المذيب الآخر ؛ يمكن التعبير عنها كـ
${\displaystyle \log D_{\text{oct/wat}}=\log \left(\frac{[\text{solute}{]}_{\text{octanol}}^{\text{ionized}}+[\text{solute}{]}_{\text{octanol}}^{\text{un-ionized}}}{[\text{solute}{]}_{\text{water}}^{\text{ionized}}+[\text{solute}{]}_{\text{water}}^{\text{un-ionized}}}\right).}$ في الصيغة أعلاه ، تشير كل من الحروف العلوية «المتأينة» إلى مجموع تركيزات جميع الأنواع المتأينة في مراحلها الخاصة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن السجل D يعتمد على الرقم الهيدروجيني ، فيجب تحديد الرقم الهيدروجيني الذي تم قياس السجل D به. في مجالات مثل اكتشاف الأدوية - المناطق التي تنطوي على ظواهر التقسيم في الأنظمة البيولوجية مثل الجسم البشري - السجل D عند الرقم الهيدروجيني الفسيولوجي = 7.4 له أهمية خاصة.
غالبًا ما يكون من الملائم التعبير عن السجل D من حيث P ^I ، المحدد أعلاه (والذي يتضمن P ⁰ كحالة I = 0 ) ، وبالتالي يغطي كلاً من الأنواع غير المتأينة والمتأينة.
على سبيل المثال ، في الأوكتانول - الماء:
${\displaystyle \log D_{\text{oct/wat}}=\log \left(\sum _{I=0}^M{f}^I{P}_{\text{oct/wat}}^I\right),}$
الذي يجمع معاملات التقسيم الفردية (وليس اللوغاريتمات الخاصة بهم) ، وأي ان ${\displaystyle f^I}$ يشير إلى الجزء مولي المعتمد على الرقم الهيدروجيني ل I (للمذاب) في الطور المائي ، وتم تحديد المتغيرات الأخرى كما هو الحال سابقًا.

المصدر: منتدى تراتيل شاعر - من قسم: الطلاب والطالبات

---

luhlg hgjrsdl