Ионизация амфотерных лекарственных препаратов.

Амфолиты (амфотерные электролиты) могут проявлять как слабые кислотные свойства, так и слабые основные – в водных растворах и могут иметь значения pKa, соответствующие ионизации каждой группы. Для удобства они могут быть разделены на две типа – простые и цвитер-ионные амфолиты, в зависимости от относительной кислотности двух ионизируемых групп.

Простые амфолиты

У данного типа соединений pKa кислотной группы, pKaacidic, выше,чем у основной группы, pKabasic, и, следовательно, первая группа, которая отдает свой протон при повышении pH, является основной группой.

В качестве простого примера мы рассмотрим ионизацию м-аминофенола, который имеет pKaacidic= 9,8 и pKabasic= 4,4.

Этапы ионизации при повышении pH отражены в следующем равновесии:

NH3+C6H4OH = NH2C6H4OH = NH2C6H5O-

Данное соединение может существовать в виде катиона, ионизированной форме, или в виде аниона в зависимости от pH раствора, но так как различие между значениями pKaacidic и pKabasic>2, не будет наблюдаться одновременная ионизация двух групп и распределение частиц будет таким, как показано на графике

Распределение заряженных частиц для простого амфолита - м-аминофенала.

характер ионизации станет более сложным у лекарственных средств, различие в значениях pKa двух групп которых намного меньше из-за накладывающихся равновесий.

Цвитер-ионные амфолиты

Эта группа соединений характеризуется отношением pKaacidic. Наиболее распространенными примерами цвитер-ионных амфолитов являются аминокислоты, пептиды и протеины. Выделяют две основные группы цвитер-ионных электролитов в зависимости от разницы в значениях между pKaacidic иpKabasic , ΔpKa.

Большое значение ΔpKa.Наиболее простым объектом для рассмотрения являются соединения, имеющие сильно различающиеся значения pKa, напримерглицин. Значения pKa для карбоксильной и амино-группы в глицине составляют 2,34 и 9,6 соответственно, и изменения ионизации при повышении pH описываются следующим равновесием:

HOOCCH2NH3+= -OOCCH2NH3+ = -OOCCH2NH2

При pH свыше интервала 3-9, глицин существует в растворе преимущественно в форме

-OOCCH2NH3+.Такая структура, имеющая положительные и отрицательные заряды в составе одной молекулы, известна под названием цвитер-иона и может реагировать как в качестве кислоты,

-OOCCH2NH3+ +H2O = -OOCCH2NH2 + H3O+

так и – основания,

-OOCCH2NH3+ +H2O = HOOCCH2NH3+ + OH-

Данное соединение может существовать как в виде катиона, цвитер-иона, так и в виде аниона в зависимости от pH раствора. Оба значения pKaглицина различаются на >2единицыpH, из чего следует, что распределение заряженных частиц будет похоже на то, которое представлено на графике 3.7.



При определенном значении pH, которое известно, какизоэлектрическое pHили изоэлектрическая точка, pHI, суммарный заряд молекулы равен нулю.pHI может быть рассчитано по формуле:

Малое значение ΔpKa.В случаях, когда два значения pKaразличаются менее чем на 2 единицы pH, наблюдается наложение ионизации кислотной и основной группы, в результате чего цвитер-ионные электролиты могут существовать в виде четырех различных электронных состояниях – катиона, неионизированной форме, цвитер-иона и аниона.

(ABH2)+ - цвитер-ион несмотря на то, что он обладает как положительным, так и отрицательным зарядом, по существу является нейтральным. Неионизированная форма (ABH), конечно, так же является нейтральной молекулой и может быть рассмотрена в качестве таутомера цвитер-иона.

Хотя только две константы диссоциации Kaacidic иKabasic (макродиссоционные константы) могут быть определены экспериментально, каждая из них образована частными микродиссоционные константами из-за одновременной ионизации обеих групп. Данные микродиссоционные константы отражают равновесия между катионом и цвитер-ионом, анионом и цвитер-ионом, катионом и неионизированной формой, а также равновесие между анионом и неионизированной формой. При pHIнеионизированная форма молекулы всегда сосуществует с цвитер-ионом, но соотношение их концентраций будет различным в зависимости от относительной величины микродиссоционных констант.

Распределение заряженных частиц для лабеталола, pKaacidic= 7,4 и pKabasic= 9,4, отражено на графике 3.8.

Примеры цвитер-ионных лекарственных средств одновременно, как большими, так и с малыми значениями ΔpKa


ishemiya-vidi-etiologiya-patogenez-priznaki.html
ishi-lyudej-kotorie-hotyat-imet-dohod-v-600-1000-ili-1500-dollarov-vmesto-togo-chtobi-ezhednevno-hodit-na-rabotu.html
    PR.RU™