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Last Update

27-May-2017

物性化学: 水への溶解度、

2011.6.28

非常勤講師:山本博志 講義補助資料

 

Pirikaで提供するプログラム

YMBシミュレータ(HTML5 プログラム 2011.6.10)

最新の推算方法は、HSPiP ver.4 Y-Predictに搭載されました。企業の方はこちらをお使いください。HSPiPの機能概要(2013.1.18)
HSPiPの購入方法

プログラムによってどんな原子団が使えるかはこちらで確認のこと

水への溶解度は、多くの場合100gの水に対して何g溶解するかの値がデータベースに登録されている。データ集によっては1Lの水に対する溶解度であったり、ppm単位であったり混乱が大きい。そこで、単位を統一した溶解度のデータベースを作成するのに膨大な作業が必要になる。そうしたこともあり、10年前の段階では推算式はできておらず、pirikaの物性推算でも取り扱っていなかった。現在では3667化合物について信頼性の高い水への溶解度のデーターベースを構築済みで、解析を進めている。例えばlogPとlogSの間には次のような関係があることがわかる。

つまり、logPの大きい化合物はlogSが小さい。logPは疎水的で大きい化合物ほど値が大きくなる。そのような化合物の水への溶解度は小さい。これは真実であろう。しかし問題は2点ある。logPは比率であるが、logSは絶対値が意味がある。100/100でも0.001/0.001でも比率は1でlogPは0になるが、絶対値は10000倍異なる。そこでこの二つをプロットしてもおおよその相関しか得られない。もうひとつの問題点はlogSは100gの水に対して何g溶解するかをlogをとったものだ。通常の100%水溶性の化合物は100gに対して∞溶解してしまうが、データ値としては100gの水に対して100g溶解する、つまりlogSは2で実験は打ち切られてしまう。これがlogSの推算を非常に難しくしている。つまり、OH基など親水性基の加算値が、あやふやになってしまう。

そこで、Y-NUーシミュレータに搭載した物性推算式の精度は余り高くない。限界を理解した上で利用して欲しい。

この機能はHSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)というプログラムに搭載されている。最新の研究はPowerToolsのプログラムで紹介している。どのような方向に進化しているのか知りたければ覗いてみて欲しい。

このlogPとlogSは抽出や晶析に非常に重要な情報を与える。つまり、ある医薬品などを合成し溶媒から抽出しようと考えた場合、どんな溶媒が一番良く溶解するかはHansenの溶解度パラメータを使えば設計できる。そうして得られた候補の抽出溶媒に対して、logPとlogSのデータは不可欠である。水から抽出するのに水溶性の(logSの高い)溶媒を使っては抽出できない。また排水の観点から分配比率も重要である。候補のlogPとlogSを睨みながら総合的な判断を下さなくてはならない。そうしたときに、推算値であってもこれらの数値が得られるのはとても有用だ。

この、水に対する溶解性を、情報化学を利用して計算式を構築するにはどのような点に気をつけなくてはならないかを解説しました。2013.9.24

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