解離常數(shù)(pKa)是水溶液中具有一定解離度的溶質(zhì)的極性參數(shù)。解離常數(shù)給予分子的酸性或堿性以定量的量度,Ka增大,對(duì)于質(zhì)子給予體來說,其酸性增加;Ka減小,對(duì)于質(zhì)子接受體來說,其堿性增加。解離常數(shù)是締合常數(shù)的倒數(shù)。離解常數(shù)是重要的成藥性評(píng)價(jià)參數(shù),在藥物早期評(píng)價(jià)中,通常采用解離常數(shù)反映離子化合物在溶液中的解離程度。酸解離常數(shù)是最重要的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一,是衡量化合物解離氫質(zhì)子能力的熱力學(xué)標(biāo)度,其在合成化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)、精細(xì)化工等諸多領(lǐng)域均有重要應(yīng)用。在化學(xué)、生物化學(xué)及藥理學(xué)中,解離常數(shù)也用于衡量一較大物體與另一較小組分分開(解離)的傾向,描述配位化合物解體成組分分子或鹽分裂為其組分離子。對(duì)于一些特定的鹽,解離常數(shù)亦可被稱為電離常數(shù)。解離常數(shù)的大小直接影響藥物的生物活性和藥效,因此在藥物設(shè)計(jì)和開發(fā)中具有重要的參考價(jià)值。
性質(zhì)
是的負(fù)對(duì)數(shù)。越大,越小。
相當(dāng)于化學(xué)中的解離常數(shù)。
1.一元弱酸的離解平衡 在一元弱酸HAc的水溶液中。存在著下列質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng):
— 弱酸的的解離常數(shù)。
生成物濃度比上反應(yīng)物濃度,弱酸的解離常數(shù)可以借助pH計(jì)測(cè)定溶液的pH來確定。若已知弱酸的解離 常數(shù),就可以計(jì)算出一定濃度的弱酸的平衡組成.
一般都是對(duì)于弱酸弱堿、難溶電解質(zhì)和配位化合物會(huì)使用離解常數(shù)k,來表示和計(jì)算濃度與解離能力
意義
1、為解離常數(shù),指引起最大效應(yīng)一半(50%受體被占位)時(shí)的藥物濃度。
2、值越大,引起最大效應(yīng)所需藥物濃度越多,親和力越小。
3、用來表示親和力。
測(cè)定方法
電位滴定法
為了克服物質(zhì)在純水中難溶而難以測(cè)定其解離常數(shù)的問題,可以采用有機(jī)溶劑與水的混合溶劑來代替純水,通過測(cè)定物質(zhì)在不同體積比的有機(jī)溶劑和水的混合溶劑中的解離常數(shù),再應(yīng)用一定的數(shù)學(xué)方法來得到在純水中的解離常數(shù)。
溶液的離子強(qiáng)度會(huì)影響物質(zhì)在水中的離解。因此在測(cè)定某些物質(zhì)在水中的解離常數(shù)時(shí)需要考慮物質(zhì)水溶液的離子強(qiáng)度的影響。
采用電位滴定法測(cè)定物質(zhì)解離常數(shù)時(shí)要注意數(shù)據(jù)處理的技巧,因?yàn)檫x擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法能給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理帶來很大的方便,節(jié)省大量時(shí)間,同時(shí)能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
電位滴定法最大的缺點(diǎn)是難以測(cè)定低溶解度物質(zhì)的解離常數(shù),但是其操作簡(jiǎn)單,部分實(shí)驗(yàn)只需幾組數(shù)據(jù)就能得出結(jié)果,可運(yùn)用科學(xué)的數(shù)理方法和圖像來處理pH滴定數(shù)據(jù),結(jié)果準(zhǔn)確。因此,電位滴定法在測(cè)量物質(zhì)解離常數(shù)方面得到了最廣泛的應(yīng)用。
分光光度法
分光光度法是另一種常用的測(cè)定物質(zhì)解離常數(shù)的方法。它是基于物質(zhì)的分子狀態(tài)和離子狀態(tài)對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收度不同的原理而建立起來的一種分析方法。當(dāng)某種物質(zhì)在溶液中達(dá)到離解平衡時(shí),該溶液中同時(shí)存在物質(zhì)的分子和離子狀態(tài),而這兩種狀態(tài)對(duì)同一波長(zhǎng)的光的吸收度是不同的,因此,用分光光度計(jì)測(cè)得的溶液的吸光度是溶液中分子和離子吸光度的綜合表現(xiàn)。
分光光度法對(duì)于測(cè)定在紫外--可見光區(qū)有較強(qiáng)吸收的物質(zhì)的解離常數(shù)有很好的應(yīng)用,同時(shí)也可以用來測(cè)定在紫外及可見光區(qū)吸收很弱(或無吸收)的物質(zhì)的解離常數(shù),但是此時(shí)需要在原來的基礎(chǔ)上加入指示劑。以硝基酚為指示劑采用分光光度法測(cè)定了元胡乙素的解離常數(shù),介紹了選擇分析波長(zhǎng)和測(cè)定純物質(zhì)分子和離子的吸光度的方法。
分光光度法適用范圍非常廣泛,操作簡(jiǎn)單,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,是一種很好的測(cè)定物質(zhì)解離常數(shù)的方法。它不但適用于離解或非離解形式紫外一可見吸收光譜顯著不同的化合物,還適用于低溶解度化合物及菲酸堿離解的情況。但是,分光光度法必須對(duì)每一種物質(zhì)的酸性離解式、堿性離解式及弱酸弱堿式的吸光度逐一進(jìn)行檢測(cè),對(duì)于大量生物堿性離解常數(shù)的測(cè)定,工作量很大。另外分光光度法在用于測(cè)定酸堿指示劑及顯色劑類有機(jī)酸堿的pKa值時(shí)對(duì)工作波長(zhǎng)的選擇有嚴(yán)格的要求。
細(xì)管電泳法
毛細(xì)管電泳是近年來發(fā)展很快的一種新型分析技術(shù)。它是以高壓電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力。將毛細(xì)管作為分離通道,根據(jù)樣品中各種組分之間電泳淌度或分配行為的不同而建立起來的一種液相分離分析新技術(shù)。根據(jù)弱酸的電離平衡,離子的分布系數(shù),淌度的基本原理和水的離子積的知識(shí),在忽略離子強(qiáng)度的情況下,推出了毛細(xì)管電泳一電化學(xué)檢測(cè)法的實(shí)驗(yàn)原理。
毛細(xì)管電泳法可以測(cè)定在紫外一可見光區(qū)無吸收或者吸收不敏感的化合物的解離常數(shù)。為了驗(yàn)證毛細(xì)管電泳法所得物質(zhì)的解離常數(shù)的準(zhǔn)確性,有人將毛細(xì)管電泳法得到的物質(zhì)解離常數(shù)的值與其它傳統(tǒng)方法得到的值進(jìn)行了比較。C.Foulon等通過將毛細(xì)管電泳法得到的8種芳香抑制劑的解離常數(shù)與電位滴定法、分光光度法和計(jì)算方法得到的數(shù)值比較,提出毛細(xì)管電泳法是一種非常有前景的測(cè)定物質(zhì)解離常數(shù)的方法。
采用毛細(xì)管電泳法時(shí)需要配制不同pH的緩沖溶液,配制過程比較復(fù)雜,并且應(yīng)用毛細(xì)管之前要經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的電動(dòng)清洗,樣品溶液的黏度往往對(duì)結(jié)果有比較大的影響。但是此方法簡(jiǎn)單快速,運(yùn)行成本低,分離效率高,并且有高的靈敏度。因此毛細(xì)管電泳是解離常數(shù)檢測(cè)方法的一個(gè)發(fā)展方向。
其他方法
熒光法在測(cè)定物質(zhì)解離常數(shù)方面有一定的應(yīng)用。此方法的依據(jù)是:具有熒光的物質(zhì)溶液,在不同的濃度下會(huì)有不同的熒光強(qiáng)度。因此若改變?nèi)芤褐械奈镔|(zhì)濃度,溶液的熒光強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)改變,可以根據(jù)溶液熒光強(qiáng)度的變化所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)濃度變化來得到物質(zhì)的解離常數(shù)。
薄層色譜pH法是依據(jù)色譜體系pH值與離解性物質(zhì)的Rf(分配系數(shù)的函數(shù))值的關(guān)系建立起來的一種分析方法。其實(shí)質(zhì)是:將等量待測(cè)物通過點(diǎn)樣吸附到經(jīng)不同pH值的緩沖溶液處理過的薄層色板上,然后在同一溶劑系統(tǒng)中展開,這樣就能測(cè)得待測(cè)物質(zhì)一系列的Rf值。用Rf值與對(duì)應(yīng)的pH值作圖??傻玫皆撐镔|(zhì)pH—Rf特征曲線,依此特征曲線,可知其解離常數(shù)。薄層色譜pH法樣品用量較少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單,但是實(shí)驗(yàn)過程中要選擇合適的溶劑系統(tǒng),要嚴(yán)格控制薄層板的pH并且配置不同pH的緩沖溶液繁瑣,因此未得到廣泛應(yīng)用。
參考資料 >