معامل توزيع الأوكتانول والماء

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة

معامل توزيع الأوكتانول -الماء، K <sub>ow</sub>، هو معامل توزيع لنظام ثنائي الطور يتكون من الأوكتانول والماء. [ 1 ] يُشار إلى K<sub> ow </sub> أيضًا بالرمز P، خاصةً في الأدبيات الإنجليزية. ويُسمى أيضًا نسبة توزيع الأوكتانول- الماء . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

يُستخدم معامل K <sub>ow</sub> كمقياس للعلاقة بين قابلية المادة للذوبان في الدهون (الليبوفيلية) وقابليتها للذوبان في الماء ( الهيدروفيلية ). وتكون قيمته أكبر من واحد إذا كانت المادة أكثر قابلية للذوبان في المذيبات الشبيهة بالدهون مثل الأوكتانول، وأقل من واحد إذا كانت أكثر قابلية للذوبان في الماء.

إذا وُجدت مادة ما على هيئة عدة أنواع كيميائية في نظام الأوكتانول-الماء نتيجةً للارتباط أو التفكك ، يُخصص لكل نوع منها قيمة K <sub>ow</sub> خاصة به . أما القيمة المرتبطة بها، D، فلا تُميز بين الأنواع المختلفة، بل تُشير فقط إلى نسبة تركيز المادة بين الطورين.

تاريخ

في عام ١٨٩٩، اقترح كلٌ من تشارلز إرنست أوفرتون وهانز هورست ماير، كلٌ على حدة، أن سمية المركبات العضوية غير المتأينة على يرقات الضفادع تعتمد على قدرتها على التوزع في الأجزاء المحبة للدهون من الخلايا. كما اقترحا استخدام معامل التوزيع في خليط من زيت الزيتون والماء كتقدير لهذه السمية المرتبطة بالدهون. وفي وقت لاحق، اقترح كورين هانش استخدام الأوكتانول العادي ككحول اصطناعي رخيص الثمن يمكن الحصول عليه في صورة نقية كبديل لزيت الزيتون. [ ٥ ] [ ٦ ]

التطبيقات

تُستخدم قيم معامل التوزيع (K <sub>ow</sub>) ، من بين أمور أخرى، لتقييم المصير البيئي للملوثات العضوية الثابتة . فالمواد الكيميائية ذات معاملات التوزيع العالية، على سبيل المثال، تميل إلى التراكم في الأنسجة الدهنية للكائنات الحية ( التراكم الحيوي ). وبموجب اتفاقية ستوكهولم ، تُعتبر المواد الكيميائية التي يزيد معامل توزيعها (log K <sub>ow</sub>) عن 5 مواد متراكمة حيوياً. [ 7 ]

علاوة على ذلك، يلعب هذا المعامل دورًا هامًا في أبحاث الأدوية ( قاعدة الخمسة ) وعلم السموم . اكتشف إرنست أوفرتون وهانز ماير في وقت مبكر من عام 1900 أن فعالية المخدر تزداد مع زيادة قيمة K ow (ما يسمى بقاعدة ماير-أوفرتون ). [ 8 ]

توفر قيم K ow أيضًا تقديرًا جيدًا لكيفية توزيع المادة داخل الخلية بين الأغشية الحيوية المحبة للدهون والسيتوسول المائي .

تقدير

بما أنه لا يمكن قياس K ow لجميع المواد، فقد تم تطوير نماذج مختلفة للسماح بالتنبؤ بها، على سبيل المثال علاقات التركيب الكمي والنشاط (QSAR) أو علاقات الطاقة الحرة الخطية (LFER) [ 9 ] [ 10 ] مثل معادلة هاميت . [ 9 ]

يمكن أيضًا استخدام نسخة معدلة من نظام UNIFAC لتقدير معاملات التوزيع بين الأوكتانول والماء. [ 11 ] وبموجب لائحة REACH، غالبًا ما تُستخلص التقديرات بواسطة برنامج EPI Suite أو COSMOtherm . [ 12 ]

المعادلات

تعريف قيمة K ow أو قيمة P

يشير K ow أو P-value دائمًا إلى نوع واحد أو مادة واحدة فقط:

كow=P=جoSأناجwSأنا{\displaystyle K_{\mathrm {ow} }=P={\frac {c_{o}^{S_{i}}}{c_{w}^{S_{i}}}}}

مع:

  • جoSأنا{\displaystyle c_{o}^{S_{i}}}تركيز النوع i من مادة ما في الطور الغني بالأوكتانول
  • جwSأنا{\displaystyle c_{w}^{S_{i}}}تركيز النوع i من مادة ما في الطور الغني بالماء

إذا وُجدت أنواع مختلفة في نظام الأوكتانول-الماء عن طريق التفكك أو التجمع، فإن قيم P المتعددة وقيمة D واحدة ستكون موجودة لهذا النظام. أما إذا كانت المادة موجودة في نوع واحد فقط، فإن قيمتي P وD ستكونان متطابقتين.

عادةً ما يُعبّر عن P باللوغاريتم العشري ، أيسجل⁡P{\displaystyle \log P}( أيضًا log P ow أو، بشكل أقل شيوعًا، Log pOW):

سجل⁡P=سجل⁡جoSأناجwSأنا=سجل⁡جoSأنا-سجل⁡جwSأنا{\displaystyle \log {P}=\log {\frac {c_{o}^{S_{i}}}{c_{w}^{S_{i}}}}=\log c_{o}^{S_{i}}-\log c_{w}^{S_{i}}}

⁠سجل⁡P{\displaystyle \log P}⁠ إيجابي للمواد المحبة للدهون وسلبي للمواد أو الأنواع المحبة للماء.

تعريف قيمة D

تشير قيمة P بشكل صحيح فقط إلى نسبة تركيز مادة واحدة موزعة بين طوري الأوكتانول والماء. في حالة وجود مادة على شكل أنواع متعددة، يمكن حسابها بجمع تراكيز جميع الأنواع n في طور الأوكتانول وتراكيز جميع الأنواع n في الطور المائي.

د=جoجw=جoS1+جoS2+⋯+جoSنجwS1+جwS2+⋯+جwSن{\displaystyle D={\frac {c_{o}}{c_{w}}}={\frac {c_{o}^{S_{1}}+c_{o}^{S_{2}}+\dots +c_{o}^{S_{n}}}{c_{w}^{S_{1}}+c_{w}^{S_{2}}+\dots +c_{w}^{S_{n}}}}}

مع:

  • جo{\displaystyle c_{o}}تركيز المادة في الطور الغني بالأوكتانول
  • جw{\displaystyle c_{w}}تركيز المادة في الطور الغني بالماء

عادةً ما تُعطى قيم D أيضًا في شكل اللوغاريتم العشري كالتالي: Log D:

سجل⁡د=سجل⁡جoجw=سجل⁡جo-سجل⁡جw{\displaystyle \log {D}=\log {\frac {c_{o}}{c_{w}}}=\log c_{o}-\log c_{w}}

مثل​سجل⁡P{\displaystyle \log P}،​​سجل⁡د{\displaystyle \log D}تكون قيمة P موجبة للمواد المحبة للدهون وسالبة للمواد المحبة للماء. في حين أن قيم P مستقلة إلى حد كبير عن قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول المائي نظرًا لاقتصارها على نوع واحد فقط، فإن قيم D غالبًا ما تعتمد بشدة على قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول المائي.

قيم مثال

تتراوح قيم log K ow عادةً بين -3 (محبة للماء للغاية) و+10 (كارهة للماء/محبة للدهون للغاية). [ 13 ]

تم ترتيب القيم المذكورة هنا [ 14 ] حسب معامل التوزيع. الأسيتاميد محب للماء، و2،2'،4،4'،5-خماسي كلورو ثنائي الفينيل محب للدهون.

مادةlog K OWتيمرجع
أسيتاميد-1.15525  درجة مئوية
الميثانول-0.82419  درجة مئوية
حمض الفورميك-0.41325  درجة مئوية
ثنائي إيثيل إيثر0.83320  درجة مئوية
بارا -ثنائي كلورو بنزين3.37025  درجة مئوية
سداسي ميثيل بنزين4.61025  درجة مئوية
2,2′,4,4′,5- خماسي كلورو ثنائي الفينيل6.410موسيقى الخلفية

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ سانغستر ج (1997). معاملات توزيع الأوكتانول-الماء  : الأساسيات والكيمياء الفيزيائية . تشيتشستر: وايلي. ISBN 0-471-97397-1. OCLC 36430034 . 
  2. ↑ ماكاي د (2021). نماذج بيئية متعددة الوسائط : منهج الفوجاسيتي . ج. مارك بارنيس ( الطبعة الثالثة). بوكا راتون، فلوريدا. ISBN   978-1-000-09499-2. OCLC 1182869019 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  3. ↑ هودجز جي، إيدسفورث سي، بوسويت بي، بوفي إيه، إنريتشي إم إتش، جورتس إم، وآخرون (2019). "مقارنة قيم معامل التوزيع بين الأوكتانول والماء (log Kow) للمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، والأيونية السالبة، والكاتيونية، والمذبذبة، والمحددة باستخدام التنبؤات والأساليب التجريبية" . مجلة العلوم البيئية الأوروبية . 31 (1) 1. doi : 10.1186/s12302-018-0176-7 . 
  4. ↑ هندريكس إيه جيه، فان دير ليند إيه، كورنيليسن جي، سيجم دي تي (يوليو 2001). "قوة الحجم. 1. ثوابت المعدل ونسب التوازن لتراكم المواد العضوية المتعلقة بنسبة تقسيم الأوكتانول-الماء ووزن الأنواع". علم السموم البيئية والكيمياء . 20 (7): 1399-420 . Bibcode : 2001EnvTC..20.1399H . doi : 10.1002 / etc.5620200703 . PMID 11434281. S2CID 25971836 .  
  5. ↑ ليبنيك، آر. إل. (1989). "آليات سمية التخدير، والمواد المحبة للإلكترونات، والمواد المحبة للإلكترونات: تطبيق علاقة التركيب بالنشاط (SAR) وعلاقة التركيب بالنشاط الكمية (QSAR)" . علم السموم البيئية والكيمياء . 8 (1): 1-2 . doi : 10.1002/etc.5620080101 .
  6. ↑ هانش، سي (يونيو 2011). "ظهور وتطور QSAR في كلية بومونا". مجلة التصميم الجزيئي بمساعدة الحاسوب . 25 (6): 495-507 . Bibcode : 2011JCAMD..25..495H . doi : 10.1007/s10822-011-9444-y . PMID: 21678028. S2CID : 1399290 .  
  7. ↑ اتفاقية ستوكهولم بشأن الملوثات العضوية الثابتة (ملف PDF) . جنيف: أمانة اتفاقية ستوكهولم؛ برنامج الأمم المتحدة للبيئة. 2018. الصفحات. الملحق د. 
  8. ↑ إيفرز إيه إس، كراودر إم (2009). "آليات التخدير والوعي" . في باراش بي جي، كولين بي إف، ستولتينغ آر كيه، كاتالان إم كيه، ستوك إم سي (محررون). التخدير السريري . ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ص 106. ISBN  978-0-7817-8763-5.
  9. 1 2 ديردن، ج. س. (سبتمبر 1985). "التوزيع والذوبانية في الدهون في العلاقات الكمية بين التركيب والنشاط" . منظورات الصحة البيئية . 61 : 203-228 . Bibcode : 1985EnvHP..61..203D . doi : 10.1289/ehp.8561203 . PMC 1568760. PMID 3905374 .  
  10. ↑ كيلوج، جي إي، وأبراهام، دي جيه (يوليو 2000). "كراهية الماء: هل لوغاريتم معامل التوزيع (الزيت/الماء) أكبر من مجموع أجزائه؟". المجلة الأوروبية للكيمياء الطبية . 35 ( 7-8 ): 651-661 . doi : 10.1016/s0223-5234(00)00167-7 . PMID 10960181 . 
  11. ↑ غاني ر، أبيلدسكوف ج، كونتوغيورجيس ج (30-06-2004). "تطبيق نماذج الخصائص في تصميم المنتجات الكيميائية" . في: كونتوغيورجيس ج م، غاني ر (محرران). تقدير الخصائص بمساعدة الحاسوب لتصميم العمليات والمنتجات: الهندسة الكيميائية بمساعدة الحاسوب . إلسيفير. ISBN 978-0-08-047228-7.
  12. ↑ غلوج، جوليان؛ شيرينغر، مارتن (2023). "تقييم بيانات الخصائص الفيزيائية والكيميائية في قاعدة بيانات الوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية". مجلة البيانات المرجعية الفيزيائية والكيميائية . 52 (4). doi : 10.1063/5.0153030 . hdl : 20.500.11850/639388 .
  13. ↑ كامينغ إتش، روكر سي (سبتمبر 2017). " قياس معامل توزيع الأوكتانول-الماء باستخدام طريقة بسيطة للرنين النووي المغناطيسي للبروتون" . ACS Omega . 2 (9): 6244–6249 . doi : 10.1021/acsomega.7b01102 . PMC 6644330. PMID 31457869 .  
  14. ↑ "بنك بيانات دورتموند (DDB)" . شركة دورتموند لبرمجيات وتقنيات فصل بيانات البنوك (DDBST) المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مايو 2020 .

للمزيد من القراءة