パーティションまたは分配係数は、平衡状態における2つの媒体間の化学種または溶質の濃度の比として定義されます。この媒体は空気のようなガスである場合があります。水や油などの液体; または血液や他の組織のような複雑な混合物。
血液/空気分配係数は、血液と大気の間の肺で発生するガス交換を説明するために重要です。
2つの相間の3つの溶質の分配係数を説明する図。出典：Perdula
上の画像は、概念が説明した単純化された見事な方法で示しています。それぞれの図は、2つの非混和性相（一方が上側で他方が下側）に分布および/または分布している検体を表しています。
緑の四角は主に上相にあります。一方、赤い三角形は下の段階でより多く溶解し、紫色の円は境界にあることを選択します。
K Dが検体ごとにどのように変化するかが理解されます。K Dが1より大きい場合、検体は上相に向かってより多く分布します。その値が1に近い場合、インターフェイスにある傾向があります。または、逆にK Dが1未満の場合は、主に下相になります。
分配係数の形式の1つは、平衡状態にある2つの非混和性液体の間に存在する形式です。n-オクタン系と水も同様です。このシステムは、化合物の重要な特性である疎水性または親水性を確立するために使用されています。
分配係数（P）または分配係数（K）の値は、薬物の疎水性を示します。したがって、腸の吸収、分布、代謝、排泄過程を予測するために使用できます。
分配係数
定義
物質の分配係数（K）は分配係数（P）とも呼ばれ、物質の濃度を2つの相に分割する商です。密度と性質が異なるため混和しない2つの溶媒の混合物で構成されています。
分配係数（K）または分配（P）の値は、混合物の一部である非混和性液体への物質の溶解度の差に関連しています。
K又はP = 1 / 2
1は液体1中の物質の濃度であり、2は液体2中の同じ物質の濃度です。
解釈
KまたはPの値が3の場合は、液体1の方が液体2の3倍濃縮されていることを示しています。同時に、液体1への溶解性が高いことも示しています。
ここで、KまたはPの値が0.3の場合、物質は液体2の濃度が高くなります。したがって、その溶解度は液体1よりも液体2で高くなります。
オクタノール/水分配係数
有機化学や医薬品などの一部の研究領域では、液体の混合物は、水とn-オクタノールや1-オクタノールなどの無極性液体で構成されているため、オクタノール分配係数がよく参照されます。 /パウに代表される水。
n-オクタノールの密度は0.824 g / cm 3です。一方、水は、知られているように、ほぼ一定の1 g / cm 3の密度を持っています。2つの液体の平衡が保たれると、n-オクタノールが非混和性液体の混合物の上部を占めます。これは液体1と呼ばれています。
非混和性の液体のバランスがとれると、疎水性物質のn-オクタノール濃度が高くなります。一方、親水性物質は水中の濃度が高くなります。
制限事項
非イオン化物質には、分配係数または分配係数が適用されます。イオン化可能な物質で分配係数を測定する場合は、pHを調整するか、水相でバッファーを使用して、物質が解離していないことを確認する必要があります。
分配係数を決定する際には、界面活性剤または界面活性剤物質を使用しないでください。これらの物質は、それらの両親媒性の性質により、非混和性液体の界面に位置するためです。
n-オクタノール/水分配係数は通常、対数形式で表されます。つまり、PとKの値の振幅により、log Pまたはlog Kになります。
物質のPの対数が0より大きい場合、これはその物質が疎水性であることを示しています。逆に、Pの対数が0未満（つまり、負）の場合、これは物質が親水性であることを示します。
分配係数（D）
分配係数（D）は、液体1（n-オクタノール）内のイオン化および非イオン化すべての物質の濃度と液体2（水）内の同じ物質の濃度の間の商です。
分布係数（D）の値が取得されると、Dの値の振幅により、Dの対数として表すことができます。
分配係数（D）を取得するには、水相を緩衝する必要があります。言い換えれば、得られた分配係数の値を参照するときに指定する必要がある特定のpHで。
pH 7.4でDの測定を行うと便利です。このpHは血液のpHに対応し、薬物または化合物が細胞内環境および細胞外環境で遭遇する状態を表します。
イオン化できない化合物の場合、使用するpHに関係なく、log D = logP。
分配係数の実験的決定
分配係数（P）を測定する方法はいくつかあります。これらには、シェイクボトル法と高速液体クロマトグラフィーが含まれます。どちらも、n-オクタノールと水中の両方での被験物質の溶解度についての事前の知識を必要とします。
振とうフラスコ法
サンプルは、水で飽和したn-オクタノールに溶解します。水は、別の漏斗に分配されるか、n-オクタノールで飽和した水でデカントされます。溶媒飽和は、分配プロセス中の溶媒移動を避けるために必要です。
分離漏斗は、一定時間機械的に攪拌されます。その後、完全に分離するために長時間放置します。結論として、相はデカンテーションによって分離されています。
次に、各溶媒中のサンプルの濃度が分光光度法を使用して決定されます。例：UV-Visibleまたは他の方法。最後に、取得したデータを使用して、分配係数とlog Pを計算します。
この方法には、安価で再現性が高く、精度が高いという利点があります。要約すると、log Pを決定するための最も信頼できる方法です。
この方法の主な欠点は、非常に時間がかかることです。分配プロセス中に液体の平衡化、攪拌、および相分離を行うのに24時間以上かかります。さらに、n-オクタノールと水に溶解する物質にのみ適用されます。
高速液体クロマトグラフィー法
log Pは、サンプルの保持時間を、既知のP値を持つ類似の化学構造の参照化合物の保持時間と相関させることで取得できます。
20分以内にlog P値を求める方法です。疎水性物質のみに対応する0と6の間のlog p値が得られます。
欠点は、P値が線形回帰によって決定されるため、サンプルと類似した化学構造を持ち、既知のlog P値を持つさまざまな化合物を参照として使用する必要があることです。
用途
薬物作用の最適化
薬物が摂取された場合、ほとんどの物質が吸収される小腸の内腔に到達する必要があります。次に、細胞の内部を通過し、膜の一部である脂質二重層に溶解します。このプロセスは、薬物の疎水性により支持されています。
薬物は腸細胞を通過し、基底膜を通過して血液に到達し、薬物の作用の標的受容体に到達する必要があります。全体的なプロセスのいくつかの段階は、薬物の疎水性の性質によって支持されますが、他の段階はそうではありません。
分配係数の値は、薬物の作用と身体の幸福に満足するために必要なすべてのプロセスを可能にするものでなければなりません。
代謝が有害な可能性のある代謝物を生成する可能性があるため、過度に疎水性の薬物を使用すると毒性が生じる可能性があります。一方、完全に親水性の薬物は腸管吸収が困難です。
農薬
殺虫剤と除草剤の活性は、それらの疎水性の性質によって影響を受けます。しかしながら、疎水性はより長い半減期と関連しています。したがって、環境への汚染の影響が長引いて、生態系の損傷を引き起こす可能性があります。
効果的な疎水性製品は、より短い半減期で製造されるべきです。
環境への配慮
疎水性化合物は、地下を通って地下水に到達し、後に川の水に到達する可能性があるため、通常、環境を汚染します。
化合物の分配係数がわかっていると、環境への汚染作用を減らすために、疎水性を変更する化学構造に変更を加えることができます。
水文地質学では、オクタノール/水分配係数（Kow）を使用して、土壌と地下水の両方で疎水性化合物の流れを制御します。
参考文献
- Bannan、CC、Calabró、G.、Kyu、DY、&Mobley、DL（2016）。オクタノール/水およびシクロヘキサン/水における小分子の分配係数の計算。化学理論と計算のジャーナル、12（8）、4015–4024。土井：10.1021 / acs.jctc.6b00449
- ウィキペディア。（2019）。分配係数。回復元：es.wikipedia.org
- コロンビアの国立大学。（sf）。ユニット8：バルビツール酸分配係数の実験的決定。。回収元：red.unal.edu.co
- セビア。（2019）。分配係数。Science Direct。回収元：sciencedirect.com
- Seeboo Hemnath。 （2019）。分配係数：定義と計算。調査。から回復：study.com