Контрольная работа по "Токсикологическая химия"

Содержание

 

1. Частный метод изолирования алкалоидов (по В. Крамаренко), преимущества и недостатки метода 3

2. Химико-токсикологический анализ ксантина (кофеин, теобромин, теофиллин) 5

3. Химико-токсикологический анализ отравления скополамином 6

4. Химико-токсикологический анализ отравления эфедрином 10

5. Права и обязанности эксперта-химика 12

Список использованной литературы 17

 

 

 

1. Частный метод изолирования алкалоидов (по В. Крамаренко), преимущества и недостатки метода

Частный метод изолирования подкисленной водой был предложен В. Ф. Крамаренко. Его исследованиями было показано влияние рН среды и природы кислоты на изолирование алкалоидов из объектов белкового происхождения водой, влияние рН среды и природы органического растворителя на экстрагирование некоторых токсикологически важных алкалоидов из водных извлечений, влияние электролита на полноту экстрагирования [4].

Вопросу влияния рН среды  на изолирование и экстрагирование  алкалоидов, В. Ф. Крамаренко придает исключительно большое значение. Несоблюдение оптимальных условий рН среды при извлечении алкалоидов водой из биологического материала животного происхождения является одной из причин значительных потерь этих веществ в общем ходе химико-токсикологического анализа (рис. 1).

Рис.1. Влияние рН на извлечение алкалоидов подкисленной водой из биологического материала животного происхождения

Методика        изолирования        алкалоидов,        разработанная В. Ф. Крамаренко, сводится к следующему: тщательно измельченный биологический  материал  заливают в  колбе  разбавленным    раствором    серной    кислоты до покрытия твердых частей объекта,    хорошо   перемешивают и с помощью серной кислоты доводят    рН   до   2,5.    Через 2 часа убеждаются в сохранении рН 2,5 и твердые части объекта отделяют процеживанием через марлю. Операцию извлечения  повторяют 2-3 раза, настаивая по 1-2 часа с водой, подкисленной серной кислотой до рН 2,5.

Все порции отцеженной жидкости соединяют вместе и подвергают центрифугированию (при фильтровании наблюдаются значительные потери алкалоидов за счет сорбции их фильтровальной бумагой).  Центрифугат осторожно  сливают  с  осадка   и  к жидкости добавляют (NH4)2SО4 до насыщения  (рН 2,5 должно сохраниться). Образовавшийся осадок отделяют центрифугированием. Кислую вытяжку 1-2 раза взбалтывают с 50 мл эфира.

Эфирный слой отделяют, а  к кислой водной вытяжке осторожно небольшими порциями добавляют водный раствор едкого натра до рН 8,5-9,0 [при взаимодействии (NH₄)₂SО₄ и NaOH образуется NH₄OH]. Подщелоченную вытяжку 4 раза (по 7з объема от   водной   фазы)    экстрагируют хлороформом. Хлороформные вытяжки соединяют вместе и хлороформ отгоняют на  водяной бане. Сухой остаток растворяют в нескольких миллилитрах хлороформа, и отдельные порции хлороформного раствора исследуют на наличие алкалоидов.

Метод изолирования алкалоидов и других органических веществ, имеющих  токсикологическое значение, подкисленной водой обладает рядом преимуществ  перед методом извлечения подкисленным спиртом. Наиболее важные из них следующие.

1. Ускорение времени производства  анализа в 3-4 раза.

2. Более высокая чувствительность  по отношению к ряду органических  веществ: стрихнину, бруцину, кониину, колхицину, дикаину, ареколину и другим соединениям. Повышение чувствительности в основном связано с меньшим количеством операций, возможно, и с отсутствием нагревания.

3. Метод не требует  затраты чистого этилового спирта [4].

Недостаток метода заключается  в трудности использования его  для исследования на органические вещества, трудно растворимые в воде, а иногда также при исследовании сильно загнившего трупного материала.

2. Химико-токсикологический анализ ксантина (кофеин, теобромин, теофиллин)

В химико-токсикологическом  анализе определенный интерес представляют производные ксантина или так  называемые пурины. Эти вещества содержат конденсированную кольцевую систему  имидазола и пиримидина.

 К числу производных  ксантина, применяемых в медицине, относятся кофеин, теобромин и  теофиллин, которые являются алкалоидами [1]:

                     

Кофеин (1,3,7-триметилксантин)             Теобромин (3,7-диметилксантин)

 

                                Теофиллин ( 1,3- диметилксантин)

Кофеин - белые игольчатые кристаллы, горьковатого вкуса. На воздухе  выветривается, при нагревании - возгоняется. Медленно растворим  в воде, легко растворим в горячей воде и хлороформе, трудно растворим в спирте и эфире.

Теобромин - белый кристаллический  порошок, горького вкуса. Очень мало растворим в воде, мало растворим в горячей воде, очень мало растворим в спирте, легко растворим в разведенных кислотах и щелочах.

Теофиллин — белый кристаллический  порошок. Мало растворим в воде, спирте и хлороформе, легко растворим в горячей воде, растворим в разведенных кислотах и щелочах.

 Кофеин - очень слабое  основание, образует с кислотами  нестойкие соли за счет азота  в 9 положении.

 Теобромин и теофиллин  - амфотерные соединения с преобладанием  кислотных свойств (за счет  подвижного атома водорода при  азоте).

 Природные источники  этих алкалоидов - листья чая,  бобы какао, зерна кофе. В настоящее  время их получают синтетическим  путем из мочевой кислоты.

Для обнаружения кофеина, теобромина и теофиллина применяют  реакцию образования мурексида, реакции группового осаждения алкалоидов, некоторые физико-химические методы и др.

Подготовка пробы  и выделение из пробы. Основание кофеина растворяется в хлороформе (1:7), воде (1:60), этиловом спирте (1:130), слабо растворяется в диэтиловом эфире.

Кофеин экстрагируется органическими  растворителями из кислых и щелочных растворов. Тем не менее максимальные количества кофеина экстрагируются хлороформом при рН = 4,0...5,5 (А. И. Шкадова).

Незначительные количества теобромина экстрагируются из щелочных растворов.

Основание теофиллина растворяется в этиловом спирте (1:80), хлороформе (1:86), мало растворяется в воде (1:120) и диэтиловом эфире.

Теофиллин экстрагируется органическими  растворителями из кислых водных растворов. Максимальные количества теофиллина экстрагируются при рН = 4...7 (А. И. Шкадова).

Идентификация. Групповая фармакопейная реакция - реакция на ксантины (мурексидная проба): вещество в фарфоровой чашке обрабатывают раствором пероксида водорода концентрированным, разведенной НС1 и выпаривают на водяной бане до получения сухого желтовато-красного окрашивания. При смачивании остатка 1-2 каплями раствора аммиака появляется красно-фиолетовое окрашивание:

Кофеин:

1. Определяют Т пл. (234° - 239°С), ИК-спектральные характеристики.

2. Реакция с ацетилацетоном  и диметиламинобензальдегидом. Раствор  субстанции в смеси ацетилацетона  и раствора натрия гидроксида  разведенного нагревают на водяной  бане, охлаждают и прибавляют  раствор диметиламинобензальдегида  и еще раз нагревают. Охлаждают  и прибавляют воду - появляется  интенсивное синее окрашивание:

3. Реакция с раствором  калия йодида йодированным в  присутствии кислоты хлористоводородной  разведенной - появляется коричневый  осадок, который растворяется при  добавлении раствора натрия гидроксида.

4. Потеря в массе при  высушивании не должна превышать  0,5 % - в отличие от кофеина моногидрата.

5. Реакция на ксантины (мурексидная проба).

6. С раствором танина  образуется белый осадок, растворимый  в избытке реактива.

Теобромин:

1. Реакция его натриевой  соли, полученной при взаимодействии  щелочи с избытком теобромина (используется фильтрат) с раствором  CоCl2 - появляется быстро исчезающее  интенсивное фиолетовое окрашивание  и образуется осадок серовато - голубого цвета:

2. Реакция натриевой соли  теобромина с раствором AgNО3 - образуется  густая желатинообразная масса  (серебрянная соль), которая разжижается при нагревании до 80° С и снова застывает при охлаждении.

Теофиллин:

1. Реакция натриевой соли  теофиллина с раствором CоCl2 - образуется  белый с розовым оттенком осадок  кобальтовой соли.

2. Со щелочным раствором  нитропруссида натрия - образуется зеленое окрашивание, исчезающее при добавлении избытка кислоты.

Количественное  определение 

Кофеин:

1. Ацидиметрия в неводной  среде. Точку эквивалентности  определяют потенциометрически:

Теобромин и теофиллин  определяют методом заместительного  титрования. Метод основан на образовании  солей серебра и выделении  эквивалентных количеств азотной  кислоты, которую оттитровывают 0,1 М  раствором натрия гидроксида (индикатор - феноловый красный):

HNO3 + NaOH  > NaNО3 + H2O

3. Химико-токсикологический анализ отравления скополамином

Скополамин (гиосцин) является алкалоидом, содержащимся в отдельных видах дурмана, скополии и др.

Скополамин является сложным эфиром скопина и троповой кислоты. Этот алкалоид оптически активен (левовращающий). В медицине применяется гидробромид скополамина.

Подготовка пробы  и выделение из пробы.

Основание скополамина представляет собой сиропообразную жидкость, хорошо растворимую во многих органических растворителях, хуже растворяется в петролейном и этиловом эфирах и бензоле. Основание скополамина кристаллизуется с одной молекулой воды. Образующийся моногидрат основания скополамина плавится при 59 °С. Гидробромид скополамина растворяется в воде (1:3), этиловом спирте (1: 30), практически не растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе. Скополамин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества скополамина экстрагируются хлороформом при рН = 8...10 [2].

Идентификация.

Скополамин дает большинство реакций, которые используются для обнаружения атропина (реакция Витали — Морена, реакция с п -диметиламинобензальдегидом и солью Рейнеке).

 Скополамин и атропин можно отличить друг от друга при, помощи реакции образования бромаурата скополамина, а также при помощи метода хроматографии и на основании спектров в ИК-области.

Реакция с золотобромистоводородной кислотой. Несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное стекло и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты и каплю реактива (смесь равных объемов 5 %-го раствора золотохлористо-водородной кислоты, концентрированной соляной кислоты и ацетона). После этого к жидкости прибавляют 3—4 кристаллика бромида калия. При наличии скополамина в исследуемом растворе образуются светло-коричневые, желтые или оранжево-красные кристаллы (зубчатые дендриты). Предел обнаружения: 1 мкг скополамина в пробе.

Количественное  определение.

Для обнаружения скополамина применяют метод хроматографии в тонком слое силикагеля.

 Пятна скополамина на хроматограмме имеют розовато-бурую окраску (Rf=0,44±0,01).

Обнаружение скополамина по УФ- и ИК-спектрам. Основание скополамина в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 251, 257 и 263 нм; в ИК-области спектра основание скополамина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1725, 1041, 1165 и 1060 см ^-1.

4. Химико-токсикологический анализ отравления эфедрином

Эфедрин (1-фенил-2-метиламинопропанола-1-гидрохлорид) относится к ациклическим алкалоидам, в молекуле которых аминогруппа  находится в боковой цепи.

Эфедрин и его стереоизомер псевдоэфедрин находится в некоторых  видах эфедры. Однако имеются виды эфедры, не содержащие ни эфедрина, ни псевдоэфедрина. Эфедрин также содержится в тиссе ягодном и в некоторых других растениях.

 Учитывая большую потребность  в эфедрине, его получают и  синтетическим путем. Находящийся  в растениях эфедрин является  левовращающим, а синтетический  — правовращающим. К числу синтетических  препаратов относится эфетонин, являющийся рацематом эфедрина [3].

Подготовка пробы  и выделение из пробы.

Основание эфедрина растворяется в этиловом спирте (1 : 1), воде (1:36), диэтиловом эфире и хлороформе. Гидрохлорид эфедрина растворяется в воде (1:4), этиловом спирте (1 : 17), практически не растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе. Эфедрин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов.