Solubilisierung stark lipophiler Arzneistoffe in lipidhaltige ...

Kapitel II Grundlagen
II.9 Einführung in die Theorie relevanter Messmethoden
II.9.1 Z-Wert-Bestimmung
Mit Hilfe dieser Methode wurde die cybotaktische (= in der unmittelbaren molekularen
Umgebung um die Chromophore der gelösten Moleküle) relative Polarität des Lösungsmittels
bei der Solubilisierung des T und seiner Ester in den mizellaren Systemen
ermittelt. Das Messprinzip geht im Allgemeinen von einer Beziehung zwischen dieser
relativen Polarität und der im UV-Bereich ermittelten maximalen Absorptionswellenlänge
des solubilisierten Stoffes aus. Basierend auf Änderungen im Absorptionsspektrum war
es für Riegelman et al. (1958) [199] und Guttman et al. (1961) [200] möglich, bestimmte
qualitative Rückschlüsse über die Lokalisierung solubilisierter Moleküle in
mizellaren Lösungen zu ziehen. Die Z-Wert-Methode wurde erst in einer Arbeitsreihe von
Kosower [201-205] eingeführt. Der Z-Wert wurde als die Energie des Elektronenübergangs
(Transition) der Substanz 1-Ethyl-4-Carbomethoxypyridiniumiodid (ECMPI)
definiert, deren UV-Spektrum eine starke Empfindlichkeit gegenüber Änderungen in der
Lösungsmittelpolarität zeigt, und wurde nach Gl. II.9-1 errechnet [206].
Z = 2,859 × 10
4
/ λ
max
Gl. II.9-1
Dabei wird Z in kcal/mol und λ max in nm angegeben. Letzters stellt die maximale
Wellenlänge der UV-Absorption vom ECMPI im Lösungsmittel dar.
Die Methode wurde auf Untersuchungen des schwach intensiven Übergangs (n→π*) bei
zyklischen Ketonen angewandt [204], der eine Empfindlichkeit gegen die Lösungsmittelpolarität
zeigte und damit ermöglichte, ein Analogon und zwar das Cyclohexanon
als einen sekundären Standard für die Bestimmung der Z-Werte eines Lösungsmittels
anzuwenden. Ausgehend von der Annahme, dass die dielektrische Konstante der ersten
unmittelbaren Schicht des Lösungsmittels um ein Molekül oder Ion herum (die sog.
Cybotaktische Region [207]) sich merklich von derjenigen des Rests des Lösungsmittels
unterscheiden müsste, setzte Kosower seine Z-Wert-Methode ein, um die relative
Polarität dieser Schicht zu ermitteln. Bijaastad und Hall erweiterten die Anwendung der
Methode später für die Untersuchung der Umgebung verschiedener solubilisierter
Ketone in wässrigen einfachen mizellaren Tensidlösungen [208]. Bei der Anwendung der
Z-Wert-Methode auf solubilisierte Systeme wird angenommen, dass der elektronische
Übergang in diesen Systemen (festgestellt anhand des Peakmaximums des UV-
Absorptionsspektrums) den gleichen Wechselwirkungskräften zwischen dem gelösten
Stoff und seiner cybotaktischen Umgebung unterworfen ist, wie beispielsweise die
Wechselwirkungen, die bei einem einfachen Alkohol-Wasser-Gemisch zu finden sind. In
Abwesenheit von gegensätzlichen Informationen wurde weiter angenommen, dass die
elektronischen Übergänge in den solubilisierten Stoffen nur von den Z-Werten des
Lösungsmediums abhängig sind. Die Methode wurde dann bei Solubilisationsuntersuchungen
von T in mizellaren Systemen in Arbeiten von Thakkar und Hall auf die
ketonische Funktion des T-Moleküls übertragen, wobei ebenso festgestellt wurde, dass
das UV-Absorptionsspektrum der α,β-ungesättigten Ketone lösungsmittelempfindlich ist
[209,210].
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