下列藥品在胃中,何者的離子態比例最高?
詳細解析
本題觀念
胃內是強酸性環境,解題核心是比較每個藥物的酸鹼性與 pKa,而不是只看藥物名稱或脂溶性。弱鹼在 pH 低於其共軛酸 pKa 時會接受質子,主要形成帶正電的 BH⁺;弱酸在低 pH 時則主要維持未解離的 HA。Morphine 含 tertiary amine,其共軛酸 pKa 約 7.9;在胃內 pH 約 1–3 時,pH 遠低於 pKa,幾乎全部以質子化的 BH⁺存在。Phenobarbital、phenytoin 與 aspirin 都屬弱酸,在胃酸中以未離子化型為主,因此離子態比例最高的是 morphine,答案為 C。
選項分析
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A phenobarbital:錯誤。 Phenobarbital 是弱酸,pKa 約 7.3。對弱酸可用 pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) 理解;當胃內 pH 遠低於 pKa,平衡偏向未解離的 HA。雖然實際胃內 pH 會隨食物與生理狀態改變,phenobarbital 在這種酸性環境下仍不會像 morphine 一樣大量形成帶正電的離子型。
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B phenytoin:錯誤。 Phenytoin 也是弱酸,pKa 約 8.1–8.3。在酸性胃液中,低 pH 會讓其主要保持未解離型;因此不能因為 phenytoin 的 pKa 數值較高,就誤判它在胃中會有較高的離子態比例。弱酸的方向是 pH 越低,A⁻比例越低。
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C morphine:正確。 Morphine 的 tertiary amine 可接受質子,形成帶正電的 morphine·H⁺或 BH⁺。弱鹼的關係可寫為 pH = pKa + log([B]/[BH⁺]);胃內 pH 比 morphine 共軛酸 pKa 低很多時,[BH⁺] 遠高於未質子化的 B,離子態比例接近全部,因此本選項是四者之中最高者。
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D aspirin:錯誤。 Aspirin 是弱酸,pKa 約 3.5。胃酸會使其較多維持未解離的 HA;即使胃內 pH 接近 3,仍只有一部分轉成 A⁻,不會超過在同一環境中高度質子化的 morphine。故 aspirin 不是答案。
答案解析
本題答案為 C。先依藥物分類:phenobarbital、phenytoin、aspirin 是弱酸,morphine 是弱鹼。再把胃內低 pH 套入 Henderson–Hasselbalch 關係:弱鹼在酸性環境中被質子化而帶正電,弱酸在酸性環境中則維持未解離。因為 morphine 的 pKa 約 7.9,胃內 pH 與它相差數個單位,所以 morphine 的 BH⁺比例會壓倒其他選項。
這個判斷也說明「離子化比例最高」與「穿膜能力最好」不是同一件事。離子型通常較不易穿過脂質膜;未離子化型通常較容易擴散。題目只問胃中存在的離子態比例,應先回答酸鹼平衡,不要把吸收快慢或脂溶性混進來。
核心知識點
- 弱酸:pH 低於 pKa 時以 HA 為主,離子型 A⁻比例下降。
- 弱鹼:pH 低於共軛酸 pKa 時以 BH⁺為主,離子型比例上升。
- Morphine 為弱鹼,tertiary amine 的共軛酸 pKa 約 7.9,胃內高度質子化。
- Phenobarbital、phenytoin、aspirin 為弱酸,在胃酸中主要未解離。
- 離子型比例與脂溶性、跨膜擴散及吸收速度是不同概念,必須分開判斷。