第三章有機溶劑-水分配在1900年科學家在對有機體吸收非極性藥物的研究中發(fā)現(xiàn)可以用水不相溶的有機溶劑，橄欖油或正辛醇作為有機體的合適替代品研究重要價值的藥物從水中積累的過程。3.1有機溶劑-水的分配系數(shù)化合物在兩個大量液體相間的平衡分配常數(shù)為K’iLW=xiL/xiw=riw/riL(用物質的量表示有機溶劑-水分配系數(shù))同時，也可以用摩爾濃度表示，KiLW=CiL/Ciw=Vw/VL·riw/riL如果假設兩液相相互飽和對riw和riL的影響可以忽略不計，這樣就可以將KiLW與相應的空氣-溶劑和空氣-水的分配系數(shù)相聯(lián)系。KlLW=KiaW/KiaLKiaW=Cia/CiwKiaL=Cia/CiL正辛醇是目前最廣泛使用的預測化合物在天然有機相和水相分配的有機溶劑。正辛醇具有兩親性，既有非極性部分、也有偶極性基團。大量結構差異巨大的化合物在正辛醇中的活度系數(shù)γio多處于在0.1（偶極性小的分子化合物）和10（非極性或弱極性中等大小的化合物）。超過10的主要是大分子的親脂性化合物，包括高氯聯(lián)苯和二惡英、某些PAHs和某些親脂性染料。3.2正辛醇/水分配系數(shù)（Kow）定義：化學物質在正辛醇相與水相濃度之比（Kow）。Kow=正辛醇相中的濃度/水相中的濃度Kow在很低濃度下測量的，是與溶質濃度相關性很小的函數(shù)溫度對其影響很小，0.001-0.01logKow/℃有機化合物的Kow值在10-3—107間Kow不同于化學物質在正辛醇中的溶解度和水中的溶解度；研究發(fā)現(xiàn)，當濃度?0.01mol/L時，Kow是濃度的函數(shù)。3.2.1Kow在環(huán)境中的意義對于化合物的結構-活性關系的研究:研究表明Kow與藥物相關結構的變化以及觀測到的某些生物學、生物化學或毒性效果有關土壤/沉積物的吸附系數(shù)和生物富集因子與Kow有相關性用Kow可以估算該類化合物的其他性質作為該類化合物的親-疏水性（一般小于10為親水性；大于104表現(xiàn)出疏水性）3.2.2Kow的測定方法測定辛醇-水分配系數(shù)方法與測定水溶解度的方法相似，主要采用“搖瓶法”和“產(chǎn)生柱法”搖瓶法：將化合物在含一定體積的辛醇和水的密閉容器中分配，該方法僅限于在化合物的kiow小于105的化合物，原因疏水性更強的化合物在水相中的溶解度太低而難以測定。產(chǎn)生柱法：將大體積的辛醇飽和的水通過一個小柱子，柱中裝涂有待測化合物辛醇溶液的惰性材料。當水通過柱子時，化合物在互不相溶的辛醇和緩慢流動的水之間建立平衡。通過收集流出的大量水溶液并用吸附劑小柱富集流出的化合物，可以通過富集到足夠準確測定的量，通過與萃取所用水進行換算及測定化合物在辛醇中的濃度獲得。搖瓶法：一般將待測化合物加入到正辛醇/水混合體系里，將兩相體系輕輕搖動，達到平衡后，測定各相中溶質的量。溶劑：非常純凈的正辛醇和水溶質：體系的溶質濃度應小于0.01mol/L時間：15-60min例：搖瓶法測定烷基芐基醚的Kow試劑：正辛醇，乙醇，超純水化合物：甲氧甲基苯、乙氧甲基苯儀器：振蕩器、紫外分光光度計操作步驟：1）將化合物1.00ml移至10ml的容量瓶中，用正辛醇定溶(濃度10%，V/V)。并測定其濃度2）在恒溫室（25℃）內將1ml的待測物溶液移至10ml的離心管中，用超純水定容至刻度。3）恒溫振蕩、反復離心、除去有機相后在紫外分光光度計測定（波長：270、254nm）。標準曲線：吸取用乙醇配制的標準溶液0、0.02、0.04、0.06、0.08、1.00ml于10ml的容量瓶中用水定容，靜止片刻、測定波長在270、254nm處的吸光度。作出吸光度-濃度圖。計算：Kow=C/CwC:達到平衡時有機化合物在正辛醇相的濃度（mg/L）Cw:達到平衡時有機化合物在水相的濃度結果：甲氧甲基苯：logKow=1.66乙氧甲基苯：logKow=2.163.2.3估算有機化合物的KowHPLC法預測有機化合物的Kow的原理對于任意非離子化合物的logKow在色譜分配系統(tǒng)上測定的容量因子logR（相對保留時間）間有：logKow=alogR+b的關系。a,b為常數(shù)用回歸方程得出化合物在色譜保留時間隨流動相組成變化的基本方程有機溶劑與含水流動相的%為Φ，容量因子logR與Φ存在線性關系；logR=AΦ+B；A、B的值利用不同Φ值得回歸分析獲得所以：logKow=aAΦ+aB+b；在各個A、B確定后計算ΦlogKow=a’A+aB+b(a’=aΦ),通過回歸分析可以求得a’、a、b；這樣就得到了最佳的洗脫劑的Φ；(Φ=a’/a)操作步驟：1）搖瓶法測定系列化合物的Kow值2）測定個化合物在不同甲醇濃度的容量因子logR，得出logR與Φ的關系，從而得到個化合物的“斜率A”和“截距B”3）按方程：logKow=a’A+aB+b進行擬合；求得logKow與保留值相關性最好的流動相比例（Φ）4）利用得到的擬合方程計算未知化合物的Kow值例：含硫芳香族化合物Kow的測定固定相：鍵合C18樹脂柱；流動相：甲醇/水通過測定求出logR——Φ的方程，得到化合物相應的“斜率A”和“截距B”用搖瓶法測定的logKow與“斜率A”和“截距B”進行線性擬合得方程；logKow=1.031A+1.628B+1.262[n=28;r=0.930;]A與B的系數(shù)比為0.633；甲醇63%；水37%為最佳比例利用所得到的擬合方程：logKow=1.031A+1.628B+1.262對下列化合物的logKow進行預測；化合物的分子式；測得“斜率A”和“截距B”

1，每次改變流動相組成時，要以流動相沖洗整個體系，直至色譜柱達到平衡；

2，所有化臺物在某一流動相下的保留最好是同一次測定的，以減少實驗誤差。3.2.4Kow的估算方法用碎片常數(shù)，組成分子的一個原子或原子基團對logKow的貢獻值進行估算。例如：已知化合物R-NH2的Kow，碎片常數(shù)fNH2和fOH；則化合物R-OH的Kow為：logKow(ROH)=logKow(RNH2)+fOH-fNH2用其它溶劑-水的分配系數(shù)Ksw和Kow；通過線性回歸計算。這種方法簡便、易懂，但誤差大。碎片常數(shù)法該法是經(jīng)驗上得到的碎片常數(shù)（f）和結構因子（F）估算Kow值得方法。

logKow=f總+FlogKow(新化合物)=logKow(相似化合物)?f?F例如：已知R-Cl的Kow；求R-Br的Kow

logKow(R-Br)=logKow(R-Cl)–fCl+fBr碎片常數(shù)和結構因子碎片：一個碎片就是一個原子，或一個原子團，它們被鍵合在碳原子上。結構因子：分子結構需要考慮除碎片值以外的其它因子Fb:鍵因子；FcBr:主鍵上的支鏈因子；FgBr:基團支鏈因子；F=:雙鍵因子；F≡:三鍵因子；FmhG:間位多鹵代因子；FmhV:鄰位多鹵代因子；（參考Meylan和Howard,1995;）估算步驟寫出化合物的結構式有結構類似的化合物Kow值無結構類似的化合物Kow值logKow(新化合物)=logKow(相似化合物)?f?F確定分子的碎片常數(shù)、結構因子。通過對碎片常數(shù)和結構因子的加和求出例化合物：CH3CH2OCH2CH3碎片：fc:碳碎片4個（0.20）；fH:氫碎片10個（0.23）;f-o-:氧碎片1個（-1.82）Fb:脂肪族結構因子4個(-0.12)logKow=4fc+10fH+f-o-+(4-1)Fb=0.8+2.3-1.82-0.36=0.92思考題水和有機溶劑中的分配系數(shù)；正辛醇/水分配系數(shù)（Kow）；Kow的意義了解簡單的測定方法（搖瓶法、色譜法）和估算方法（碎片常數(shù)法）水和有機溶劑中的分配系數(shù)；正辛醇/水分配系數(shù)（Kow）；化合物在兩個大量液體相間的平衡分配常數(shù)為K’iLW=xiL/xiw=riw/riL(用物質的量表示有機溶劑水分配系數(shù))定義：化學物質在正辛醇相與水相濃度之比（Kow）。Kow=正辛