El coeficiente de reparto (K) de una sustancia, también llamado coeficiente de distribución (D), o coeficiente de partición (P), es el cociente o razón entre las concentraciones de esa sustancia en las dos fases de la mezcla formada por dos disolventes inmiscibles en equilibrio. Por tanto, ese coeficiente mide la solubilidad diferencial de una sustancia en esos dos disolventes.

Es un término muy usado en Geoquímica, Química organica y en Química farmacéutica. En las dos últimas ciencias los disolventes mas usados son el agua y un disolvente hidrófobo como el octanol (octan-1-ol, o n-octanol). En este caso recibe el nombre de coeficiente de reparto octanol-agua (Pow). El coeficiente de reparto indica el caracter hidrófilo o hidrófobo de una sustancia, es decir su mayor o menor tendencia a disolverse en disolventes polares (como el agua) o en disolventes apolares (como los disolventes organicos). Los coeficientes de partición o reparto son usados, por ejemplo, para estimar la distribución de farmacos en el cuerpo. Los farmacos con elevados coeficientes de partición son hidrófobos y se distribuyen preferentemente en entornos hidrófobos como las bicapas lipídicas de las células, mientras que los farmacos con coeficientes de reparto bajos son hidrófilos y se encuentran preferentemente en los entornos hidrófilos como el suero sanguíneo.

Coeficiente de reparto y log PEl. coeficiente de reparto de una sustancia es un cociente o proporción entre las concentraciones de un compuesto no-ionizado entre los dos disolventes. Para medir el coeficientede reparto de solutos ionizables, el pH de la fase acuosa se ajusta de tal modo que la forma predominante del compuesto esté en la forma no-ionizada. El logaritmo del cociente entre las concentraciones del soluto no-ionizado en los disolventes se llama log P y se presenta en forma logarítmica porque el rango de valores que puede tomar es muy amplio.

Coeficiente de distribución y log DEl coeficiente de distribución es el cociente o razón de la suma de las concentraciones de todas las formas del compuesto (ionizadas y no-ionizadas) en cada una de las dos fases. Para medidas del coeficiente de distribución, el pH de la fase acuosa esta tamponado para un valor específico tal que el pH no se disturbe de modo significativo por la introducción del compuesto. El logaritmo del cociente entre la suma de las concentraciones de todas las formas del compuesto (ionizadas y no-ionizadas) en un disolvente, y la suma de las concentraciones de todas sus formas en el otro disolvente se llama Log D y se presenta en forma logarítmica porque el rango de valores que puede tomar es muy amplio.

Aplicaciones

Farmacología

FarmacocinéticaEn el contexto de la farmacocinética (lo que le ocurre a un farmaco en el cuerpo), el coeficiente de distribución tiene una gran influencia sobre las propiedades ADME (Absorción, Distribución, Metabolismo, y Excreción) del farmaco. Por consiguiente, el caracter hidrófobo de un compuesto (medido por su coeficiente de distribución ) es un determinante principal de cómo es su potencial uso como farmaco. Mas específicamente, paraque un farmaco se absorba por vía oral, normalmente debe pasar primero a través de una capa lipídica en el epitelio intestinal (un proceso llamado transporte transcelular). Para un transporte eficiente, el farmaco debe ser suficientemente hidrófobo para que entre en la capa lipídica, pero no tan hidrófobo como para que, una vez en la bicapa, no se difunda de nuevo fuera de la bicapa 2] Asimismo, el caracter hidrófobo juega un papel importante en la determinación del lugar donde se distribuyen los farmacos en el cuerpo después de la adsorción y, como consecuencia, de la velocidad a la que seran metabolizados y excretados.

FarmacodinamicaEn el contexto de la [[Farmacodinamica] (lo que un farmaco hace al cuerpo), el efecto hidrófobico es la mayor fuerza conductora para la unión de los farmacos a sus receptores diana.[3] [4] Por otra parte, los farmacos hidrófobos tienden a ser mas tóxicos porque, en general, son retenidos durante un tiempo mas largo, tienen una distribución mas amplia dentro del cuerpo (por ejemplo, intracelular), son algo menos selectivos en su unión con las proteínas, y finalmente son a menudo ampliamente metabolizados. En algunos casos,los metabolitos pueden ser químicamente reactivos. Asimismo se aconseja que el farmaco sea tan hidrófilo como sea posible mientras retenga la suficiente afinidad de enlace a las proteínas terapéuticas diana. [5] Por tanto, el coeficiente de distribución ideal para un farmaco es habitualmente intermedio (ni demasiado hidrofóbico ni demasiado hidrofílico).

Productos de consumoOtras muchasindustrias tienen en cuenta los coeficientes de distribución, por ejemplo, en la formulación de maquillajes, cremas tópicas, tintes, colorantes para el pelo y muchos otros productos de consumo.

Productos agroquímicosLos insecticidas y herbicidas hidrofóbicos tienden a ser mas activos. Por otra parte, los productos agroquímicos hidrofóbicos tienen vidas medias mas largas y por tanto muestran un riesgo aumentado de impacto negativo sobre el medio ambiente.

MetalurgiaEn metalurgia, el coeficiente de reparto es un factor importante en la determinación del modo en que las impurezas se distribuyen entre el metal fundido y el metal solidificado. Es un parametro crítico para el método de purificación de sustancias de fusión por zonas, y determina el grado de efectividad con que puede eliminarse una impureza mediante la solidificación direccional, descrita por la ecuación de Scheil.

Medio ambienteEl caracter hidrófobo de un compuesto puede dar a los científicos una indicación de la facilidad con la que un compuesto podría ser arrastrado hasta las aguas subterraneas y contaminar las vías fluviales 6] Los coeficientes de distribución pueden medirse o ser predecidos para compuestos que actualmente causan problemas o con la previsión de evaluar las modificaciones estructurales necesarias para hacer un compuesto mas en la fase de investigación. En el campo de la hidrogeología, el coeficiente de reparto octanol-agua, o Kow, se usa para predecir y modelar la migración de los compuestos organicos hidrofóbicos en el suelo y las aguas subterraneas.