Springen naar inhoud

Relatie tussen lipofiliteit en oplosbaarheid



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Timmoty

    Timmoty


  • >100 berichten
  • 241 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 maart 2014 - 18:52

Beste lezer,

Ik heb een vraag met betrekking tot de relatie tussen lipofiliteit en oplosbaarheid.
Als een stof een hoge LogP-waarde heeft (partitiecoëfficient) wordt over het algemeen gesteld dat de stof lipofiel is. In (voor mijn idee) veel gevallen betekent dit dat een stof weinig affiniteit heeft met een waterfase en hierdoor slecht oplosbaar is in een water fase. Het lipofiele karakter leidt tot weinig interacties met het water wat zich uit in het niet willen oplossen. De lipofiliteit van een stof kan afhankelijk zijn van het klimaat waarin de stof zich bevindt. Hierbij wil ik me specifiek focussen op zuren en basen.
De relatie geprotoneerd/ongeprotoneerd stof die verdeeld is over de water en octanolfase wordt weergegeven met de Log D. Nu heb ik even een theoretisch stof welke een zure groep bezit die één proton kan afstaan. De logP van de niet-geïoniseerde vorm is 5 en de logP van de geïoniseerde vorm is 1.

Hier kan ik dus uit afleiden dan de niet-geïoniseerde vorm een veel mindere affiniteit heeft met water ten opzichte van de geïoniseerde vorm. De geïoniseerde vorm heeft immers een lading wat zorgt voor een grotere affiniteit met de waterfase. Bij een steeds hoger wordende pH zal de lading steeds meer negatiever worden tot. De oplosbaarheid van de stof zal bij het toenemen van de pH dus ook blijven toenemen. Echter de logP van 1 duidt nog steeds op een relatief grote fractie in de hypothetische vette-fase.

Echter zou ik zoveel mogelijk van de stof opgelost willen hebben water/?-fase. Ik zat eraan te denken om de stof in een waterfase op te lossen en de pH te verhogen. Voor de overige fractie die niet oplost in de waterfase zou ik een oplosmiddel gebruiken.

Echter met de relatie oplosbaarheid en logP ondervind ik moeilijkheden. Want een logP van 1, betekent dit dan dat de fractie in de vette fase gelijk is aan de fractie van de stof die niet oplost? In mijn gedacht zou ik snel deze relatie maken. Maar toch heb ik het gevoel dat ik hier niet helemaal juist ben. Echter kan ik niet echt mijn weg vinden naar het juiste verband tussen deze twee begrippen.

Ik hoop dat iemand mij de juiste richting op kan sturen.

Mvg, Timmoty

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 07 maart 2014 - 20:49

Wat je zegt is in grote lijnen correct: als een molecule in zure vorm eerder lipofiel is, ga je ze hydrofieler maken door deprotonering, wat dus mogelijk is als je de waterfase basisch maakt. Zo kan je bijv. ook selectief zuren of basen uit een organische fase isoleren: zuren haal je er uit met basisch water, basen met zuur water.

log P = 1 impliceert dat de concentratie in de waterfase gelijk is aan die in de organische fase: als je gelijke volumes van beide fasen hebt is de opgeloste stof evenredig verdeeld over de twee fasen. Log D geeft overigens dezelfde verhouding, maar voor alle mogelijke vormen van de stof. Stel bijvoorbeeld het zuur HA, dan is de log P = [HA]o / [HA]w (met o = organisch en w = water), terwijl log D = [HA]o / ([HA]w + [A-]w), m.a.w. pH-verandering doet niets aan de log P (fundamentele constante voor HA) maar gaat de log D drastisch veranderen. log D is dus duidelijk een meer praktische maatstaf, gezien het de verdeling van HA in al zijn vormen beschrijft.
This is weird as hell. I approve.

#3

Timmoty

    Timmoty


  • >100 berichten
  • 241 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 maart 2014 - 11:40

log D is dus duidelijk een meer praktische maatstaf, gezien het de verdeling van HA in al zijn vormen beschrijft.


Hier heb je gelijk in, zo had ik het ook geïnterpreteerd. In mijn situatie bij een hoge pH zal de LogD bij benadering gelijk zijn aan de LogP(A-). Alleen in mijn theoretisch model heb ik te maken met een situatie, waarbij de pH zich ver boven de pKa bevindt: log D = ([A-]o / [A-]w) = Log P [A-]. De log P waarde van de gedissocieerde vorm is 1.

Is het dan ook zo dat de helft van de stof in oplossing is in water en de overige helft niet? Kan ik dit zo stellen?

#4

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 maart 2014 - 17:16

In mijn situatie bij een hoge pH zal de LogD bij benadering gelijk zijn aan de LogP(A-).


nu, in de praktijk gaat men ervan uit dat A- gewoonweg niet oplost in de organische fase (ik bedoel, het ding is ionair). Of laat me het anders zeggen: ervan uitgaan dat die het wel doet is niet praktisch. Immers zou je dan zowel een log P voor HA als voor A- moeten kennen, terwijl je het meeste inzicht al kan bereiken als je alleen de waarde van log P voor HA kent, en de pKa van HA. In dat geval kan je zeer eenvoudig de log D (voor HA in al zijn vormen) voor elke pH berekenen.

Immers kan je schrijven dat [A-] = Ka [HA]/[H+]. Hieruit volgt dat als de pH groot wordt ([H+] klein), de log D ook zeer klein wordt: er zit veel meer HA (vooral dan als A-) in de waterfase.
This is weird as hell. I approve.

#5

Timmoty

    Timmoty


  • >100 berichten
  • 241 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 maart 2014 - 10:02

Het probleem waar ik mee zit is dat de Log D bij benadering helemaal niet zo klein wordt. Het minimum van de Log D zou theoretisch rond de 1 zitten. Dit is dan naar mijn idee in conflict met de stelling dat A- bij benadering niet oplost in een organische fase. De structuur van de stof bezit daarbij ook nog een aantal hydrofobe groepen wat de theoretische berekende (hogere) log D zou kunnen verklaring? Dus dan zou de compleet gedissocieerde stof zich toch alsnog niet compleet kunnen oplossen in de waterfase?

Veranderd door Timmoty, 09 maart 2014 - 10:04


#6

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 maart 2014 - 11:05

Het minimum van de Log D zou theoretisch rond de 1 zitten.


maar waarom denk je dat? Dat zou impliceren dat extracties met water nooit bruikbaar zijn, terwijl het toch echt wel vaak gebeurt.
This is weird as hell. I approve.

#7

Timmoty

    Timmoty


  • >100 berichten
  • 241 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 maart 2014 - 11:38

Excuses, hierin was ik misschien wat onduidelijk. De minimale log D van 1 heeft betrekking op de specifieke stof die ik zou willen hebben in oplossing. Uiteraard zijn er stoffen met een veel lagere log D en is extractie met water zeer goed mogelijk. Alleen bij een stof met een relatief hoge minimale log D waarde zal dit dus waarschijnlijk moeilijker gaan.

Het gaat erom om dat ik de stof zo goed mogelijk in een vloeistoffase wil zien te krijgen. De log D van 1 gaf mij het idee dat maar de helft van de gedissocieerde vorm oplost in water. Echter wil ik de overige helft ook in de oplossing hebben. Hiervoor had ik in gedachte een organisch oplosmiddel om ook de overige fractie gedissocieerde (geladen!) vorm in een organische fase op te lossen. Ik zou dan een vloeistofmengesel hebben waarin beide fracties zijn opgelost. Een relatief hoge minimale log D van 1 zou namelijk impliceren dat een deel van de geladen vorm toch in de organische fase zou bevinden. Deze stelling is alleen in conflict met de praktische benadering dat de A- vorm niet oplost in de organische fase.

#8

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 maart 2014 - 15:07

Ah, nu ik opnieuw je eerste post lees snap ik het denk ik. Dus je zit met een (blijkbaar zeer hydrofobe/grote) molecule die zelfs in geladen vorm toch goed oplost in de organische fase? (met een log P =1)

Tja, dan ga je in de limiet van een zeer hoge pH op z'n best een log D = 1 krijgen, inderdaad. Er zijn dan weinig manieren om nog meer van het spul in water te krijgen, behalve dan meer water gebruiken (of extraheren in stappen).

Veranderd door Typhoner, 09 maart 2014 - 15:07

This is weird as hell. I approve.

#9

Timmoty

    Timmoty


  • >100 berichten
  • 241 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 maart 2014 - 15:15

Opzich hoef ik het niet persé in enkel een waterfase op te lossen. Dus waarschijnlijk zal het dan een combinatie worden van van een cosolvens met water. Heel erg de pH verhogen zit er ook niet in, omdat het in mijn geval gaat om een orale toedieningsvorm die ook nog een beetje te drinken moet zijn voor de patiënt. Daarbij spelen er nog een aantal fysische en chemische stabiliteitseisen mee, dus ik zal nog even verder moeten puzzelen.

In ieder geval bedankt voor je reacties!






Also tagged with one or more of these keywords: scheikunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures