विभाजन गुणांक

वितरण स्थिरांक के साथ भ्रमित न हों।

भौतिक विज्ञान में, विभाजन गुणांक (P) या वितरण गुणांक (D) संतुलन पर अमिश्रणीय विलायक के मिश्रण में एक रासायनिक यौगिक की सांद्रता का अनुपात है। इसलिए यह अनुपात इन दो तरल पदार्थों में विलेय की घुलनशीलता की तुलना है। विभाजन गुणांक सामान्य रूप से आयनीकरण के सांद्रता अनुपात को संदर्भित करता है। यौगिक की गैर-आयनित प्रजातियां, जबकि वितरण गुणांक यौगिक की सभी प्रजातियों (आयनित धनात्मक ग़ैर-आयनित) के सांद्रता अनुपात को संदर्भित करता है।^[1]

रासायनिक और औषधि विज्ञान में, दोनों प्रावस्था सामान्य रूप से विलायक होती हैं।^[2] सामान्य रूप से, विलायक में से एक पानी है, जबकि दूसरा हाइड्रोफोबिक (जलविरागी) है, जैसे 1-ऑक्टेनॉल होते है।^[3] इसलिए विभाजन गुणांक मापता है कि हाइड्रोफिलिक ("जल-स्नेही") या हाइड्रोफोबिक ("जलभीत") एक रासायनिक पदार्थ है। विभाजन गुणांक मानव शरीर के अंदर दवाओं के वितरण ( औषध विज्ञान) का अनुमान लगाने में उपयोगी होते हैं। उच्च ऑक्टेनॉल-जल विभाजन गुणांक वाली हाइड्रोफोबिक दवाएं मुख्य रूप से हाइड्रोफोबिक क्षेत्रों जैसे कि कोशिकाओं के वसा द्विपरत में वितरित की जाती हैं। इसके विपरीत, हाइड्रोफिलिक दवाएं (कम ऑक्टेनॉल / जल विभाजन गुणांक) मुख्य रूप से रक्त प्लाज़्मा जैसे जलीय क्षेत्रों में पाई जाती हैं।^[4]

यदि विलायक में से एक गैस है और दूसरा तरल है, तो गैस/तरल विभाजन गुणांक निर्धारित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सामान्य संवेदनाहारी का रक्त/गैस विभाजन गुणांक मापता है सामान्य संवेदनाहारी गैस से रक्त में कितनी आसानी से गुजरता है।^[5] विभाजन गुणांक को तब भी परिभाषित किया जा सकता है जब एक प्रावस्था ठोस होती है, उदाहरण के लिए, जब एक प्रावस्था गलित धातु होती है और दूसरा एक ठोस धातु होती है,^[6] या जब दोनों प्रावस्था ठोस होती हैं।^[7] किसी पदार्थ के ठोस में विभाजन से ठोस विलयन बनता है।

विभाजन गुणांक को विभिन्न तरीकों से ( स्पन्दन-फ्लास्क, उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी श्रेणी, आदि द्वारा) प्रयोगात्मक रूप से मापा जा सकता है या विभिन्न तरीकों (विखंडन-आधारित परमाणु-आधारित, आदि) के आधार पर गणना द्वारा अनुमानित किया जा सकता है।

यदि कोई पदार्थ सम्बन्ध (रसायन विज्ञान) या पृथक्करण (रसायन) के कारण विभाजन प्रणाली में कोई पदार्थ कई रासायनिक प्रजातियों के रूप में सम्मिलित है, तो प्रत्येक प्रजाति को अपना स्वयं का K_ow मान दिया जाता है। एक संबंधित मान, D, विभिन्न प्रजातियों के बीच अंतर नहीं करता है, केवल दो प्रावस्थाओ के बीच पदार्थ के सांद्रता अनुपात को इंगित करता है।^{[citation needed]}

नामपद्धति

इसके विपरीत औपचारिक सिफारिश के बाद भी, शब्द विभाजन गुणांक वैज्ञानिक साहित्य में मुख्य रूप से प्रयुक्त शब्द है।^[8]^{[additional citation(s) needed]}

इसके विपरीत, आईयूपीएसी सिफारिश करता है कि शीर्षक शब्द का अब उपयोग नहीं किया जाए, बल्कि इसे अधिक विशिष्ट शब्दों से बदल दिया जाए।^[9] उदाहरण के लिए, विभाजन स्थिरांक, के रूप में परिभाषित

(KD)A = .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}[A]org/ [A]aq

,

(1)

जहां K_D प्रक्रिया संतुलन स्थिरांक है, [A] परीक्षण किए जा रहे विलेय A की सांद्रता का प्रतिनिधित्व करता है, और org और aq क्रमशः कार्बनिक और जलीय प्रावस्थाओ को संदर्भित करता है। आईयूपीएसी उन स्थितियों के लिए विभाजन अनुपात की सिफारिश करता है जहां रासायनिक गतिविधि निर्धारित की जा सकती है, और रासायनिक रूप के बाद भी, प्रावस्थाओ के बीच विलेय की कुल विश्लेषणात्मक सांद्रता के अनुपात के लिए वितरण अनुपात होता है।^[9]

विभाजन गुणांक और log P

हाइड्रोफोबिक प्रावस्था और एक हाइड्रोफिलिक प्रावस्था के बीच वितरित विघटित पदार्थ का एक संतुलन विशेष कांच के बने पदार्थ में स्थापित होता है जैसे कि यह अलग-अलग नली जो विक्षोभ और नमूना लेने की स्वीकृति देती है, जिससे log P निर्धारित होता है। यहाँ, ऊपरी परत की तुलना में निचली परत में हरे पदार्थ की घुलनशीलता अधिक होती है।

विभाजन गुणांक, संक्षिप्त 'P', को दो विलायक (तरल प्रावस्थाओ का एक द्विचरण) के बीच एक विलेय की सांद्रता के एक विशेष अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है, विशेष रूप से ग़ैर-विघटन (रसायन विज्ञान) विलेय के लिए, और लघुगणक का लघुगणक अनुपात इस प्रकार log P है।^[10]^: 275ff जब विलायक में से एक पानी है और दूसरा एक गैर-ध्रुवीय विलायक है, तो log P मान लाइपोफ़िलिसिटी या हाइड्रोफोबिसिटी की एक माप है।^[10]^: 275ff^[11]^: 6 परिभाषित उदाहरण वसारागी और हाइड्रोफिलिक ( जलरागी) प्रावस्था प्रकारों के लिए क्रमशः अंश और भाजक में होना चाहिए; उदाहरण के लिए, n-ऑक्टेनॉल (इसके बाद सिर्फ "ऑक्टेनॉल") और पानी की एक द्विध्रुवीय प्रणाली में:

\log P_{\text{oct/wat}}=\log _{10}\left({\frac {{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{octanol}}^{\text{un-ionized}}}{{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{water}}^{\text{un-ionized}}}}\right).

पहले सन्निकटन के लिए, ऐसे प्रयोगों में गैर-ध्रुवीय प्रावस्था सामान्य रूप से विलेय के गैर-आयनित रूप से प्रभावित होता है, जो विद्युत रूप से उदासीन होता है, हालांकि यह जलीय प्रावस्था के लिए सही नहीं हो सकता है। आयनीकरण योग्य विलेय के विभाजन गुणांक को मापने के लिए, जलीय प्रावस्था के पीएच को इस तरह समायोजित किया जाता है कि विलयन में यौगिक का प्रमुख रूप ग़ैर-आयनीकृत है, या उत्तेजना के किसी अन्य पीएच पर इसके माप के लिए सभी प्रजातियों पर विचार करने की आवश्यकता है, ग़ैर-आयनीकृत और आयनित (निम्नलिखित देखें)।

आयनीकरण योग्य यौगिकों के लिए एक संबंधित 'विभाजन गुणांक', संक्षिप्त 'log P ^I', उन स्थितियों के लिए लिया गया है जहां अणु के प्रमुख विघटन (रसायन विज्ञान) रूप हैं, जैसे कि किसी को दो प्रावस्थाओ (साथ ही साथ दो साम्यावस्था, विभाजन और आयनीकरण की परस्पर क्रिया) के बीच सभी रूपों, आयनित और गैर-आयनित के विभाजन पर विचार करना चाहिए।^[11]^{: 57ff, 69f}^[12] M का उपयोग आयनित रूपों की संख्या को इंगित करने के लिए किया जाता है; $I$ -वे रूप के लिए ( $I = 1, 2, ... , M$ ) संबंधित विभाजन गुणांक का लघुगणक $\log P_{\text{oct/wat}}^{I}$ ,को उसी तरह से परिभाषित किया गया है जैसे अन-आयनीकृत स्वरूप के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक ओक्टेनॉल-जल विभाजन के लिए, यह है

\log \ P_{\text{oct/wat}}^{\mathrm {I} }=\log _{10}\left({\frac {{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{octanol}}^{I}}{{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{water}}^{I}}}\right).

इसे अधिक मानक, ग़ैर-आयनीकृत, विभाजन गुणांक के बीच अंतर करने के लिए, ग़ैर-आयनीकृत को प्रायः प्रतीक log P⁰ निर्दिष्ट किया जाता है, जैसे कि अनुक्रमित $\log P_{\text{oct/wat}}^{I}$ आयनित विलेय के लिए अभिव्यक्ति $I > 0$ मानों की श्रेणी में इसका विस्तार बन जाती है^{[citation needed]}

वितरण गुणांक और log D

'वितरण गुणांक' ' log D', दो प्रावस्थाओ में से प्रत्येक में यौगिक (आयनित धनात्मक ग़ैर-आयनित) के सभी रूपों की सांद्रता के योग का अनुपात है, अनिवार्य रूप से सदैव जलीय; जैसे, यह जलीय प्रावस्था के पीएच पर निर्भर करता है, और किसी भी पीएच पर गैर-आयनीकरणीय यौगिकों log D = log P के लिए होता है।^[13]^[14] वितरण गुणांकों के मापन के लिए, जलीय प्रावस्था का पीएच एक विशिष्ट मान के लिए उभय प्रतिरोधित विलयन होता है जैसे कि यौगिक के प्रारंभ से पीएच महत्वपूर्ण रूप से क्षुब्ध नहीं होता है। प्रत्येक log D' का मान तब एक अनुपात के लघुगणक के रूप में निर्धारित किया जाता है - एक विलायक में विलेय के विभिन्न रूपों की प्रयोगात्मक रूप से मापी गई सांद्रता के योग के लिए, दूसरे विलायक में इसके रूपों की ऐसी सांद्रता के योग के लिए ; इसे व्यक्त किया जा सकता है^[10]^: 275–8

\log D_{\text{oct/wat}}=\log _{10}\left({\frac {{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{octanol}}^{\text{ionized}}+{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{octanol}}^{\text{un-ionized}}}{{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{water}}^{\text{ionized}}+{\big [}{\text{solute}}{\big ]}_{\text{water}}^{\text{un-ionized}}}}\right).

उपरोक्त सूत्र में, आयनित पादांक प्रत्येक अपने संबंधित प्रावस्थाओ में सभी आयनित प्रजातियों की सांद्रता का योग दर्शाता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि log D पीएच-निर्भर है, जिस पीएच पर log D को मापा गया था, उसे निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। मानव शरीर जैसे जैविक प्रणालियों में विभाजन की घटनाओं से जुड़े दवा खोज क्षेत्रों जैसे क्षेत्रों में - शरीर-क्रियात्‍मक पीएच मान = 7.4 पर log D विशेष संबंध है।^{[citation needed]}

log D को P^I के संदर्भ में व्यक्त करना प्रायः सुविधाजनक होता है, ऊपर परिभाषित (जिसमें P⁰ अवस्था के रूप में $I = 0$ ), इस प्रकार ग़ैर-आयनित और आयनित दोनों प्रजातियों को विलोपित करता है।^[12] उदाहरण के लिए, ओक्टेनॉल-पानी में:

\log D_{\text{oct/wat}}=\log _{10}\left(\sum _{I=0}^{M}f^{I}P_{\text{oct/wat}}^{I}\right),

जो अलग-अलग विभाजन गुणांक (उनके लघुगणक नहीं) का योग करता है, और जहाँ $f^{I}$ जलीय चरण में I-वें रूप (विलेय का) के पीएच-आधारित मोल-अंश को इंगित करता है, और अन्य चर पहले के रूप में परिभाषित किए गए हैं।^[12]^{[verification needed]}

उदाहरण विभाजन गुणांक आंकड़ा

निम्न तालिका में ऑक्टेनॉल-जल प्रणाली के मान डॉर्टमुंड डाटा बैंक से हैं।^[15]^{[better source needed]} वे विभाजन गुणांक द्वारा क्रमबद्ध होते हैं, सबसे छोटे से सबसे बड़े (एसिटामाइड हाइड्रोफिलिक होते हैं, और 2,2', 4,4', 5-पेंटाक्लोरोबिफेनिल वसारागी) और उस तापमान के साथ प्रस्तुत किए जाते हैं जिस पर उन्हें (जो मानो को प्रभावित करता है) मापा गया था।^{[citation needed]}

घटक	log P_OW	T (°C)
एसिटामाइड^[16]	−1.16	25
मेथनॉल^[17]	−0.81	19
फार्मिक अम्ल^[18]	−0.41	25
डायइथाइल इथर^[17]	0.83	20
पी-डाइक्लोरोबेंजीन^[19]	3.37	25
हेक्सामिथाइलबेंजीन^[19]	4.61	25
2,2', 4,4', 5-पेंटाक्लोरोबिफेनी^[20]	6.41	व्यापक

अन्य यौगिकों के मान विभिन्न प्रकार की उपलब्ध समीक्षाओं और विनिबंध में पाए जा सकते हैं।^[2]^: 551ff^[21]^{[page needed]}^[22]^: 1121ff^[23]^{[page needed]}^[24] log P के मापन की चुनौतियों और इसके अनुमानित मानो की संबंधित गणना (नीचे देखें) की महत्वपूर्ण चर्चा कई समीक्षाओं में दिखाई देती है।^[25] ^[11]^[24]

अनुप्रयोग

फार्माकोलॉजी (औषध विज्ञान)

एक दवा का वितरण गुणांक दृढ़ता से प्रभावित करता है कि दवा शरीर में अपने इच्छित लक्ष्य तक कितनी आसानी से पहुँच सकती है, एक बार अपने लक्ष्य तक पहुँचने के बाद इसका कितना प्रबल प्रभाव होगा और यह कितने समय तक सक्रिय रूप में शरीर में रहेगी।^[26] इसलिए, पूर्व-नैदानिक दवा की खोज में औषधीय रसायन विज्ञान द्वारा निर्णय लेने में उपयोग किए जाने वाले अणु का log P एक मानदंड है, उदाहरण के लिए, दवा पदान्वेषी की दवा के मूल्यांकन में है।^[27] इसी तरह, इसका उपयोग अनुसंधान यौगिकों की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने में वसारागी दक्षता की गणना करने के लिए किया जाता है, जहां pIC₅₀ या pEC₅₀ के मापित मानो के माध्यम से यौगिक के लिए दक्षता को इसकी शक्ति (फार्माकोलॉजी) के रूप में परिभाषित किया जाता है। log P के इसके मान को कम करता है।^[28]

Error creating thumbnail:

विभाजन गुणांक (x अक्ष) के कार्य के रूप में मस्तिष्क केशिकाओं (y अक्ष) में दवा पारगम्यता^[29]

फार्माकोकाइनेटिक्स (भेषज बलगतिकी)

फार्माकोकाइनेटिक्स (कैसे शरीर एक दवा को अवशोषित करता है, चयापचय करता है और बाहर निकालता है) के संदर्भ में, वितरण गुणांक का दवा के एडीएमई गुणों पर अत्यधिक प्रभाव पड़ता है। इसलिए एक यौगिक की हाइड्रोफोबिसिटी (जैसा कि इसके वितरण गुणांक द्वारा मापा जाता है) एक प्रमुख निर्धारक है कि यह कैसे दवा जैसा है। अधिक विशेष रूप से, एक दवा को मौखिक रूप से अवशोषित करने के लिए, इसे पहले आंत्र उपकला (एक प्रक्रिया जिसे पारकोशिका अभिगमन के रूप में जाना जाता है) में वसा द्विपरत से गुजरना चाहिए। प्रभावी अभिगमन के लिए, दवा को वसा द्विपरत में विभाजित करने के लिए पर्याप्त जलभीत होना चाहिए, लेकिन इतना जलभीत नहीं होना चाहिए कि एक बार यह द्विपरत में हो जाए, तो यह फिर से विभाजित नहीं होगा।^[30]^[31] इसी तरह, हाइड्रोफोबिसिटी यह निर्धारित करने में एक प्रमुख भूमिका निभाती है कि अवशोषण के बाद शरीर के अंदर दवाओं को कहाँ वितरित किया जाता है और इसके परिणामस्वरूप, कितनी तेजी से वे चयापचय और उत्सर्जित होते हैं।

फार्माकोडायनामिक्स (भेषजक्रियाविज्ञान)

फार्माकोडायनामिक्स (कैसे दवा शरीर को प्रभावित करती है) के संदर्भ में, जलभीत प्रभाव दवाओं को उनके ग्राही (जैव रसायन) लक्ष्य के लिए दवाओं के बंधन के लिए प्रमुख प्रेरणा शक्ति है।^[32]^[33] दूसरी ओर, जलभीत दवाएं अधिक विषाक्त होती हैं क्योंकि वे सामान्य रूप से लंबे समय तक बनी रहती हैं, शरीर के अंदर व्यापक वितरण होता है (उदाहरण के लिए, अंतः कोशिका), प्रोटीन के लिए उनके बंधन में अत्यधिक सीमा तक कम चयनात्मक होते हैं, और अंत में प्रायः बड़े पैमाने पर चयापचय होते हैं। कुछ स्थितियों में चयापचयों रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील हो सकते हैं। इसलिए दवा को यथासंभव जलरागी बनाने की सलाह दी जाती है, जबकि यह अभी भी चिकित्सीय प्रोटीन प्रयोजन के लिए पर्याप्त बाध्यकारी संबंध बनाए रखता है।^[34] ऐसे स्थितियों के लिए जहां एक दवा निष्क्रिय तंत्र (अर्थात, झिल्ली के माध्यम से प्रसार) के माध्यम से अपने लक्षित स्थानों तक पहुंचती है, दवा के लिए आदर्श वितरण गुणांक सामान्य रूप से मान में मध्यवर्ती (न तो बहुत वसारागी, न ही बहुत जलरागी) होता है; ऐसे स्थितियों में जहां अणु अपने लक्ष्य तक पहुंच जाते हैं अन्यथा ऐसा कोई सामान्यीकरण प्रयुक्त नहीं होता है।^{[citation needed]}

पर्यावरण विज्ञान

यौगिक की हाइड्रोफोबिसिटी वैज्ञानिकों को संकेत दे सकती है कि जलमार्गों को प्रदूषित करने और जानवरों और जलीय जीवन के लिए इसकी विषाक्तता के लिए भूजल में कितनी आसानी से एक यौगिक लिया जा सकता है।^[35] भूजल में रेडियोन्युक्लाइड की गतिशीलता का अनुमान लगाने के लिए विभाजन गुणांक का भी उपयोग किया जा सकता है।^[36] जल भूविज्ञान के क्षेत्र में, ऑक्टेनॉल-जल विभाजन गुणांक K_ow का उपयोग मिट्टी और भूजल में विघटित हाइड्रोफोबिक कार्बनिक यौगिकों के प्�

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

Anonymous

Search