KOEFISIEN PARTISI: DISTRIBUSI, DISTRIBUSI, APLIKASI - KIMIA - 2025

The partisi atau partisi koefisien didefinisikan sebagai rasio konsentrasi spesies kimia atau zat terlarut antara dua media dalam keseimbangan. Media ini bisa berupa gas seperti udara; cairan seperti air atau minyak; atau campuran kompleks seperti darah atau jaringan lain.

Koefisien partisi darah / udara penting untuk menjelaskan pertukaran gas yang terjadi di paru-paru, antara darah dan atmosfer.

Diagram yang menjelaskan koefisien partisi untuk tiga zat terlarut antara dua fase. Sumber: Perdula

Gambar di atas menunjukkan penjelasan konsep yang disederhanakan dan cemerlang. Setiap gambar mewakili analit, yang didistribusikan dan / atau didistribusikan di antara dua fase yang tidak dapat bercampur: satu di atas dan yang lainnya di bawah.

Kotak hijau sebagian besar berada di fase atas; sedangkan segitiga merah lebih larut di fase yang lebih rendah, dan lingkaran ungu memilih untuk berada di antarmuka.

Diketahui bagaimana K _D bervariasi untuk setiap analit. Jika K _D lebih besar dari 1, analit akan didistribusikan lebih banyak ke fase atas; jika nilainya mendekati 1, ia akan cenderung berada di antarmuka; atau jika sebaliknya K _D kurang dari 1, itu terutama akan berada di fase yang lebih rendah.

Salah satu bentuk koefisien partisi adalah yang ada di antara dua zat cair bercampur dalam kesetimbangan; seperti sistem oktan-n dan air. Sistem ini telah digunakan untuk menetapkan sifat penting suatu senyawa: sifat hidrofobik atau hidrofiliknya.

Nilai koefisien partisi (P), atau koefisien partisi (K), berfungsi untuk menunjukkan hidrofobisitas suatu obat. Dengan demikian dapat digunakan untuk memprediksi penyerapan usus, distribusi, metabolisme dan proses ekskresi.

Koefisien partisi

Definisi

Koefisien partisi (K) suatu zat, juga disebut koefisien partisi (P), adalah hasil bagi untuk membagi konsentrasi suatu zat menjadi dua fase; terdiri dari campuran dua pelarut yang tidak bercampur karena memiliki kerapatan dan sifat yang berbeda.

Nilai koefisien partisi (K) atau partisi (P) berkaitan dengan perbedaan kelarutan zat dalam cairan bercampur yang merupakan bagian dari campuran.

K atau P = ₁ / ₂

₁ adalah konsentrasi zat dalam cairan 1. Dan ₂ adalah konsentrasi zat yang sama dalam cairan 2.

Penafsiran

Jika K atau P memiliki nilai sama dengan 3, hal ini menandakan bahwa zat tersebut 3 kali lebih pekat di dalam cairan 1 daripada di dalam cairan 2. Namun di saat yang sama, hal ini juga menunjukkan bahwa zat tersebut lebih mudah larut dalam cairan 1.

Sekarang, jika nilai K atau P adalah 0,3, zat tersebut memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dalam cairan 2; dan karena itu kelarutannya lebih tinggi dalam cairan 2 daripada di cairan 1.

Koefisien partisi oktanol / air

Di beberapa bidang penelitian seperti kimia organik dan farmasi, campuran cairan terdiri dari air dan cairan apolar seperti n-oktanol atau 1-oktanol, itulah sebabnya koefisien partisi oktanol sering disebut / air diwakili oleh Pow.

N-oktanol memiliki massa jenis 0,824 g / cm ³ ; sementara air, seperti diketahui, memiliki kepadatan mendekati konstan 1 g / cm ³ . Setelah kedua cairan diseimbangkan, n-oktanol menempati bagian atas campuran cairan tak bercampur, yang disebut Cairan 1.

Zat hidrofobik akan memiliki konsentrasi lebih tinggi dalam n-oktanol, setelah cairan yang tidak bercampur telah seimbang. Sebaliknya, zat hidrofilik akan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi di dalam air.

Batasan

Koefisien partisi atau distribusi berlaku untuk zat tak terionisasi. Dalam kasus di mana koefisien partisi diukur dalam zat yang dapat terionisasi, pH harus disesuaikan atau buffer yang digunakan dalam fasa air untuk memastikan bahwa zat tersebut disajikan sebagai tidak terdisosiasi.

Dalam menentukan koefisien partisi, surfaktan atau zat surfaktan tidak boleh digunakan, karena zat ini, karena sifat amfifiliknya, terletak pada antarmuka cairan yang tidak bercampur.

Koefisien partisi n-oktanol / air biasanya dinyatakan dalam bentuk logaritmik; yaitu, sebagai log P atau log K, karena amplitudo nilai P dan K.

Jika log P untuk suatu zat lebih besar dari 0, ini menandakan bahwa zat tersebut hidrofobik. Sebaliknya, jika log P kurang dari 0 (yaitu negatif), ini menunjukkan bahwa zat tersebut bersifat hidrofilik.

Koefisien distribusi (D)

Koefisien distribusi (D) adalah hasil bagi antara konsentrasi semua zat, terionisasi dan tidak terionisasi, dalam cairan 1 (n-oktanol) dan konsentrasi zat yang sama dalam cairan 2 (air).

Setelah nilai koefisien distribusi (D) diperoleh, ini dapat dinyatakan sebagai logaritma D karena amplitudo nilai D.

Untuk mendapatkan koefisien distribusi (D), fasa air harus disangga; Dengan kata lain pada pH tertentu yang harus ditunjukkan dengan mengacu pada nilai koefisien distribusi yang diperoleh.

Lebih mudah untuk melakukan penentuan D pada pH 7,4. PH ini sesuai dengan yang ada di darah dan mewakili kondisi yang akan ditemui obat atau senyawa di lingkungan intraseluler dan di lingkungan ekstraseluler.

Untuk senyawa yang tidak dapat terionisasi, log D = log P, berapapun pH yang digunakan.

Penentuan eksperimental dari koefisien partisi

Ada beberapa metode untuk mengukur koefisien partisi (P). Ini termasuk metode botol kocok dan kromatografi cair kinerja tinggi. Keduanya membutuhkan pengetahuan sebelumnya tentang kelarutan zat uji, baik dalam n-oktanol maupun dalam air.

Metode labu kocok

Sampel dilarutkan dalam n-oktanol jenuh dengan air, yang akan dipartisi dalam corong terpisah atau dituang dengan air jenuh dengan n-oktanol. Saturasi pelarut diperlukan untuk menghindari transfer pelarut selama proses partisi.

Corong pemisah dikenai agitasi mekanis selama waktu tertentu. Kemudian didiamkan dalam waktu lama untuk memastikan pemisahan yang sempurna. Untuk menyimpulkan, fase dipisahkan oleh dekantasi.

Kemudian ditentukan konsentrasi sampel pada masing-masing pelarut menggunakan metode spektrofotometri; misalnya UV-Visible atau metode lainnya. Akhirnya, dengan data yang diperoleh, koefisien partisi dan log P.

Keuntungan metode ini adalah tidak mahal, dapat direproduksi dan sangat akurat. Singkatnya, ini adalah metode paling andal untuk menentukan log P.

Kerugian utama dari metode ini adalah sangat memakan waktu: lebih dari 24 jam untuk melakukan kesetimbangan cairan, pengadukan dan pemisahan fasa selama proses partisi. Lebih lanjut, ini hanya berlaku untuk zat yang larut dalam n-oktanol dan air.

Metode kromatografi cair kinerja tinggi

Log P dapat diperoleh dengan menghubungkan waktu retensi sampel dengan waktu retensi senyawa referensi berstruktur kimia serupa dengan nilai P yang diketahui.

Ini adalah metode di mana nilai log P diperoleh dalam waktu kurang dari 20 menit. Ini memberikan nilai log p antara 0 dan 6, yang hanya sesuai dengan zat hidrofobik.

Kerugiannya adalah nilai P ditentukan dengan regresi linier, sehingga beberapa senyawa dengan struktur kimia yang mirip dengan sampel dan nilai log P yang diketahui harus digunakan sebagai referensi.

Aplikasi

Optimalisasi kerja obat

Jika obat tertelan, obat itu harus mencapai lumen usus kecil, tempat sebagian besar zat diserap. Kemudian, ia melewati bagian dalam sel, larut dalam lapisan ganda lipid yang merupakan bagian dari membran. Proses ini disukai oleh sifat hidrofobik obat.

Obat harus melewati sel usus, melewati membran basal untuk mencapai darah dan mencapai reseptor target untuk aksi obat. Beberapa tahapan dari proses keseluruhan disukai oleh sifat hidrofobik obat, tetapi yang lainnya tidak.

Nilai koefisien partisi harus ditemukan yang memungkinkan semua proses yang diperlukan untuk tindakan obat dan kesejahteraan tubuh memuaskan.

Penggunaan obat-obatan hidrofobik yang berlebihan dapat menjadi racun, karena metabolisme mereka dapat menghasilkan metabolit yang berpotensi membahayakan. Di sisi lain, obat hidrofilik total mengalami kesulitan untuk penyerapan usus.

Agrokimia

Aktivitas insektisida dan herbisida dipengaruhi oleh sifat hidrofobiknya. Namun, hidrofobisitas dikaitkan dengan waktu paruh yang lebih lama. Oleh karena itu, efek pencemaran terhadap lingkungan berkepanjangan, dan dapat menyebabkan kerusakan ekologis.

Produk hidrofobik yang efektif harus diproduksi dengan waktu paruh yang lebih pendek.

Peduli lingkungan

Senyawa hidrofobik biasanya merupakan polutan bagi lingkungan, karena dikeluarkan melalui tanah, dapat mencapai air tanah dan kemudian air sungai.

Dengan mengetahui koefisien partisi suatu senyawa, perubahan dapat dilakukan pada struktur kimianya yang memodifikasi hidrofobisitasnya untuk mengurangi aksi pencemarannya terhadap lingkungan.

Hidrogeologi menggunakan koefisien oktanol / partisi air (Kow) untuk mengontrol aliran senyawa hidrofobik, baik di dalam tanah maupun di airtanah.

Referensi

1. Bannan, CC, Calabró, G., Kyu, DY, & Mobley, DL (2016). Menghitung Koefisien Partisi Molekul Kecil dalam Oktanol / Air dan Sikloheksana / Air. Jurnal teori kimia dan komputasi, 12 (8), 4015-4024. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00449
2. Wikipedia. (2019). Koefisien partisi. Diperoleh dari: es.wikipedia.org
3. Universitas Nasional Kolombia. (sf). Unit 8: Penentuan eksperimental koefisien partisi barbiturat. . Diperoleh dari: red.unal.edu.co
4. The Sevier. (2019). Koefisien partisi. Science Direct. Diperoleh dari: sciencedirect.com
5. Seeboo Hemnath. (2019). Koefisien Partisi: Definisi dan Perhitungan. Belajar. Diperoleh dari: study.com