Determinación de pKa, coeficiente de reparto octanol-agua y solubilidad de sustancias

Fundamento

El pKa se determina por titulación potenciométrica de la sustancia con ácido o base y análisis de la curva, que es el método de referencia cuando la solubilidad alcanza, o por espectrofotometría, siguiendo el cambio de espectro de la forma ionizada y la neutra a distintos pH, que sirve para sustancias poco solubles, o por electroforesis capilar, midiendo la movilidad en función del pH. El coeficiente de reparto octanol-agua se mide por el método del frasco agitado, en que la sustancia se equilibra entre volúmenes conocidos de n-octanol y de agua tamponada saturados entre sí, se separan las fases por centrifugación y se cuantifica la sustancia en cada una por cromatografía o espectrofotometría: el cociente de concentraciones es el coeficiente y su logaritmo, el logP. El método del frasco agitado cubre logP de menos 2 a 4; para valores más altos se usa el método de agitación lenta o el de la columna generadora, que evitan las microgotas de octanol que arrastran sustancia y sesgan el resultado. El método cromatográfico estima el logP a partir de la retención en fase reversa calibrada con sustancias de logP conocido, y es rápido pero indirecto. El logD es el mismo reparto pero a un pH dado, donde la sustancia está parcialmente ionizada, y es el valor relevante para la absorción a pH fisiológico. La solubilidad en agua se determina por el método del matraz agitado, saturando con exceso de sólido durante 24 a 72 horas a temperatura controlada, filtrando y cuantificando, y se informa la forma sólida remanente, porque un cambio de polimorfo cambia el resultado.

Matriz (en qué muestra)

Principios activos y candidatos a fármacos; plaguicidas; contaminantes orgánicos; tensioactivos; aditivos; sustancias químicas industriales

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Titulador potenciométrico automático con electrodo de pH calibrado y control de temperatura y de atmósfera de nitrógeno; espectrofotómetro ultravioleta-visible; cromatógrafo líquido; agitador orbital y baño termostático; centrífuga; sistema de columna generadora para logP altos; balanza analítica.

Reactivos¿Dónde lo compro?

n-octanol de grado analítico saturado con agua y agua saturada con octanol; tampones de fuerza iónica controlada; ácido clorhídrico e hidróxido de sodio valorados; sustancias de referencia de pKa y logP conocidos; solventes cromatográficos.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Frascos de vidrio con tapa hermética; filtros de jeringa compatibles; matraces; celdas de cuarzo; viales.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Solventes; tampones; filtros; patrones.

Unidad

1 · unidades de pKa · logP y logD adimensionales · mg/L y g/L de solubilidad

Rango de referencia

logP de menos 2 a 4 por frasco agitado y hasta 8 por agitación lenta o columna generadora; pKa determinables entre 2 y 12 por potenciometría; solubilidades desde µg/L hasta g/L

Norma que lo exige

Los expedientes de registro de fármacos ante la ANMAT y las guías ICH, que exigen las propiedades fisicoquímicas del principio activo; el SENASA y los registros de fitosanitarios, que exigen logP, pKa y solubilidad para la evaluación de riesgo ambiental; los sistemas de registro de sustancias químicas y las fichas de seguridad; Ley 24.051 para la evaluación de sustanciasargentina e internacional

Norma que describe la técnica

Las directrices de la OCDE para el ensayo de productos químicos: 105 para solubilidad en agua, 107 para el coeficiente de reparto por frasco agitado, 117 por cromatografía líquida, 123 por agitación lenta y 112 para las constantes de disociación; USP <1236> para solubilidad; las guías ICH sobre caracterización fisicoquímicaargentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

OCDE 107 (1995), 117 (2022), 123 (2006), 105 (1995) y 112 (1981), vigentes

Volumen de muestra

10 a 100 mg de sustancia pura para el conjunto de determinaciones; menos con métodos miniaturizados

Conservación y transporte

El equilibrio es la clave: un reparto medido antes de que las fases se equilibren o una solubilidad medida a las dos horas dan valores bajos, y por eso los métodos fijan tiempos largos y verificación de que el valor ya no cambia. La temperatura se controla y se informa, porque las tres propiedades dependen de ella. Las fases se separan bien por centrifugación: una microgota de octanol arrastrada al agua puede multiplicar por diez la concentración aparente en la fase acuosa. En la solubilidad se verifica que el sólido remanente no cambió de forma cristalina durante el ensayo. La pureza de la sustancia se conoce y se informa.

Límite de detección típico

Depende del método de cuantificación; por cromatografía líquida, del orden de 0,1 mg/L en la fase acuosa

Incertidumbre típica

±0,1 a 0,3 unidades de logP; ±0,05 a 0,2 unidades de pKa; ±10 a 20 % en solubilidad

Área

Química analítica; Farmacéutico; Ambiental

Fecha de última actualización: 9/9/2026