Jakaantumiskerroin

Jakautumiskerroin eli jakaantumiskerroin (P) kuvaa kemiassa ja farmasiassa aineen (kemiallisen yhdisteen, esimerkiksi lääkeaineen) jakaantumista kahden kosketuksissa olevan ja toisiinsa sekoittumattoman nesteen (yleensä vesifaasin ja orgaanisen faasin) välillä. Jakaantumiskerroin kuvaa aineen liukoisuutta ja affiniteettia kumpaankin liuottimeen. Jakautumiskerroin lasketaan aineen konsentraatioiden suhteesta kumpaankin liuottimeen.

P={\frac {C_{\rm {o}}}{C_{\rm {v}}}}

missä C_O on aineen konsentraatio orgaanisessa (rasva) faasissa ja C_V aineen konsentraatio vesifaasissa. Mitä suurempi on jakaantumiskerroin, sitä rasvaliukoisempi aine on. Orgaanisena faasina käytetään yleensä oktanolia. Tällöin jakautumiskertoimesta käytetään nimitystä oktanoli/vesi-jakautumiskerroin (P_ow). Jakautumiskertoimen arvo ilmoitetaan usein logaritmiarvona (logP), koska jakautumiskertoimen vaihteluväli on suuri eri yhdisteillä (P = 0,0001 – 100 000). LogP-arvo kuvaa aineen rasvaliukoisuutta eli lipofiilisyyttä.^[1]

LogP-arvolla tarkoitetaan yleensä oktanoli/vesi-jakautumiskerrointa neutraalille muodolle ja se riippuu pH:sta. Aine voi esiintyä ionimuodossa vesifaasissa riippuen vesifaasin pH:sta ja aineen pK_a-arvoista. Tällöin jakaantumiseen vaikuttaa aineen ionisoitumattoman muodon lisäksi aineen ionisoitunut muoto. Jakautumiskerroin, joka ilmaisee sekä ionisoituneen että ionisoitumattoman muodon jakaantumisen, on nimeltään näennäinen jakautumiskerroin (D tai P_app). Logaritmi näennäisestä jakautumiskertoimesta (logD tai logP_app) kuvaa aineen jakautumista oktanoli/vesi-faasin kesken tietyssä pH:ssa. Vesifaasina käytetään puskuriliuosta, jonka pH on säädetty haluttuun arvoon.

D = P hapoilla, kun pH < pK_a ja vastaavasti emäksillä, kun pH on suurempi kuin konjugaattihapon pK_a. Happojen D-arvo pienenee, kun pH > pK_a ja emästen D-arvo pienenee, kun pH on pienempi kuin konjugaattihapon pK_a, koska silloin veteen liukenevan ionisoituneen muodon osuus lisääntyy. Jos oletetaan, että ionisoitunut muoto ei liukene lainkaan oktanolifaasiin, hapon ja emäksen näennäiset jakautumiskertoimet (logD) voidaan laskea kaavoilla:^[2]^[3]

$\log D_{\text{hapot}}\cong \log P \log \left[{\frac {1}{(1 10^{\mathrm {p} H-\mathrm {p} K_{a}})}}\right]$ ja
$\log D_{\text{emäkset}}\cong \log P \log \left[{\frac {1}{(1 10^{\mathrm {p} K_{a}-\mathrm {pH} })}}\right]$

Lähteet

↑ Gynther, J. & Järvinen, T.: Lääkeainekemian perusteet, s. 10. Kuopio: Farmasian opiskelijayhdistys Fortis, 1996.
↑ Scherrer, R. A. & Howard, S. M.: Use of distribution coefficients in quantitative structure-activity relationships. Journal of Medicinal Chemistry, tammikuu 1977, 20. vsk, nro 1, s. 53–58. PubMed:13215 doi:10.1021/jm00211a010
↑ Manners, C. N., Payling, D. W. & Smith, D. A.: Distribution coefficient, a convenient term for the relation of predictable physico-chemical properties to metabolic processes. Xenobiotica, 1988, 18. vsk, nro 3, s. 331–350. PubMed:3289270 doi:10.3109/00498258809041669

[1] Gynther, J. & Järvinen, T.: Lääkeainekemian perusteet, s. 10. Kuopio: Farmasian opiskelijayhdistys Fortis, 1996.

[Scherrer-2] Scherrer, R. A. & Howard, S. M.: Use of distribution coefficients in quantitative structure-activity relationships. Journal of Medicinal Chemistry, tammikuu 1977, 20. vsk, nro 1, s. 53–58. PubMed:13215 doi:10.1021/jm00211a010

[Manners_1998-3] Manners, C. N., Payling, D. W. & Smith, D. A.: Distribution coefficient, a convenient term for the relation of predictable physico-chemical properties to metabolic processes. Xenobiotica, 1988, 18. vsk, nro 3, s. 331–350. PubMed:3289270 doi:10.3109/00498258809041669

[1]

[2]

[3]