Контрольная работа по "Токсикологической химии"

На хроматограмме отображается пик:

 

 

 

 

 

Этот  метод может применяться для качественного и количественного определения исследуемого вещества.

Качественной характеристикой являются:

• время удерживания изоамилнитрита в колонке (это отрезок времени, который проходит с момента ввода вещества в колонку до появления максимума пика вещества на хроматограмме), используя в качестве метчика (стандарта) метанол.
•   Удерживаемый объем — это объем газа-носителя, необходимый для вымывания

всего количества вещества из колонки, который численно равен произведению скорости газа- носителя U на время удерживания t:

V=U*t

• Количественное определение — метод внутреннего стандарта - наряду с исследуемым веществом вводится вещество-стандарт в известном количестве, а при расчете учитывается соотношение  высот (или площадей) соответствующих им пиков. Расчет концентрации вещества проводят по калибровочной кривой, откладывая на оси абсцисс концентрацию, а по оси ординат — отношение высот (или площадей) пиков исследуемого вещества и внутреннего стандарта.

 

 

 

 

 

7. Метаболизм вещества.

В организм изоамиловый спирт попадает через ЖКТ и легкие, всасывание начинается быстро, уже во рту и пищеводе, но основная масса спирта всасывается в желудке или в кишечнике. Механизм всасывания - простая диффузия, молекулы его транспортируются в кровь в неизменном виде. Скорость всасывания зависит от концентрации и количества спирта, от степени и характера наполнения желудка и кишечника.

Часть дозы изоамилового спирта, поступившего в организм, превращается в альдегид изовалериановой кислоты, а затем в изовалериановую кислоту. Некоторое количество неизмененного изоамилового спирта и указанных выше метаболитов выделяются из организма с мочой и с выдыхаемым воздухом.

Изоамиловый спирт окисляется в организме медленнее, чем этиловый и медленнее выводится из него.

8. Токсикологическое значение. Изоамиловые спирты широко применяются в народном хозяйстве в качестве растворителей лаков, в производстве амилацетата, амилнитрита, валериановой кислоты, бездымного пороха. Уксусноамиловые эфиры, обладающие приятным запахом и известные под названием «грушевая эссенция», используются как растворители лаков для приготовления парфюмерных композиций.

Имели место отравления искусственными эссенциями, содержащими сложные эфиры амиловых спиртов.

Амиловые спирты рассматриваются токсикологией как ядовитые вещества, обладающие сильно раздражающими и наркотическими свойствами. У человека при остром отравлении наблюдаются раздражения глаз и особенно дыхательных путей, головная боль, тошнота, рвота, поверхностное дыхание. Изоамиловый спирт обладает резко выраженным местным действием, вызывая при приемах внутрь некроз слизистой оболочки желудка, а также резорбтивным действием, поражая нервную систему и органы выделения. При отравлении амиловыми спиртами наблюдается также двойное видение, глухота, бред. В отдельных случаях наступает смерть. Симптомы отравления наблюдаются при приеме внутрь 0,5 г амиловых спиртов. Содержание 0,3% сивушных масел в спиртных напитках считается недопустимым. Смертельная доза при приеме внутрь изоамилового спирта составляет 10 – 15 г. При судебно-медицинском исследовании трупа серьезным наводящим указанием является специфический запах изоамилового спирта. Неоднократно наблюдались производственные отравления амиловыми спиртами.

 

5. При газохроматографическом анализе крови на содержание этилового спирта на хроматограмме получены 2 пика: этилнитрита (h=2,80) и внутреннего стандарта – изопропилнитрита (h=3,15). Используя метод внутреннего стандарта определить количественное содержание этанола в крови и оценить степень алкогольного опьянения. Котангенс угла наклона калибровочной крови на графике 2,12.

 

Этиловый спирт подлежит обязательному количественному определению при судебно-химических исследованиях.

Метод ГЖХ — основан на переведении этанола в более летучее соединение - этиловый эфир азотистой кислоты (этилнитрита).

 

 

 

 

 

 

 

Метод внутреннего стандарта - в качестве внутреннего стандарта используют изопропанол, который добавляют в известном количестве во флакон с пробой.

 

Расчет по котангенсу угла наклона калибровочной кривой, который рассчитывается заранее по растворам веществ с известной концентрацией (1, 3 или 5 промилле).

сtg a = C(иссл.в-ва)*h (вн.ст.)/h(иссл.в-ва)

отсюда: C(иссл.в-ва) = сtg a * h(иссл.в-ва) / h (вн.ст.)

С (спирта) =  2,12 *  2,80 /  3,15 = 1,88  промилле

Данные о количественном содержании этанола в крови  лежат в основе клинико-лабораторной диагностики степени опьянения. По установленной зависимости м/у содержанием этанола в крови и функциональным состоянием организма. Таким образом в данном случае наблюдается при 1,88  промилле — опьянение средней степени.

 

6. Соединения кадмия, имеющие токсикологическое значение. Изолирование. Дробный метод их обнаружения и определения в минерализате. Оценка результатов химико-токсикологического анализа.

 

Соединения кадмия, имеющие токсикологическое значение

Кадмий применяется в промышленности для получения легкоплавких сплавов, для замены висмута в типографском шрифте или для замены олова при эмалировании посуды. Сульфид кадмия является одним из компонентов светящихся красок, используется для росписи на фарфоре и т. д. Сульфат кадмия также применяется для изготовления красок. Другие соединения кадмия (хлорид, бромид, иодид, нитрат, карбонат, ацетат) применяются в гальванотехнике, керамике, они входят в состав средств для чистки изделий из серебра. Ряд растворимых соединений кадмия применяется в химических лабораториях в качестве реактивов.

Металлический кадмий и его оксид, применяемые в технике для получения сплавов, при высокой температуре могут улетучиваться и попадать в организм с вдыхаемым воздухом. Пары металлического кадмия и его оксида являются токсичными. Известны бытовые отравления соединениями кадмия. При изготовлении фруктовых соков, варенья в посуде, в состав эмали которой входит кадмий, он может реагировать с кислотами, содержащимися в фруктах. При этом образуются соли, оказывающие токсическое действие на организм.

Всасывание соединений кадмия происходит через ЖКТ, а паров - через дыхательные пути. Растворимые соединения кадмия денатурируют белки, содержащиеся в стенках пищевого канала. Поступившие в кровь ионы кадмия соединяются с сульфгидрильными группами ферментов, нарушая их функции. Соединения кадмия накапливаются главным образом в печени и почках. Они могут вызывать жировое перерождение печени. Соединения кадмия выделяются из организма в основном через почки с мочой и стенками кишок. В ряде случаев при отравлении соединениями кадмия отмечается кишечное кровотечение.

 

Изолирование. Дробный метод их обнаружения и определения в минерализате.

Исследование минерализатов на наличие соединений кадмия

 

При исследовании минерализатов на наличие ионов кадмия их переводят в комплекс с диэтилдитиокарбаматом натрия. Этот комплекс экстрагируют хлороформом, а затем разлагают соляной кислотой. В солянокислом растворе определяют наличие ионов кадмия.

 

Выделение ионов кадмия из минерализата.

В минерализате содержится ряд ионов, которые могут мешать обнаружению кадмия при помощи соответствующих реакций. Поэтому вначале производят выделение ионов кадмия из минерализата. С этой целью к минерализату прибавляют диэтилдитиокарбамат натрия NaДДТК, который с ионами кадмия дает устойчивое внутрикомплексное соединение Сd(ДДТК) 2:

 

 Поскольку с NaДДТК могут давать комплексные соединения и другие находящиеся в минерализате ионы, их маскируют при помощи глицерина и сегнетовой соли (калий-натрий тартрата). Образовавшийся Сd(ДДТК) 2 экстрагируют хлороформом, а затем разлагают его соляной кислотой. В солянокислом растворе определяют наличие ионов кадмия при помощи реакций с сульфидом натрия, бруцином и пиридином (в присутствии бромида калия).

• Реакция с сульфидом натрия — основана на способности солей кадмия взаимодействовать с сульфидом натрия с образованием сульфида кадмия в виде осадка желтого цвета.

 

 

• С гексациано(II)ферратом калия - с образованием комплекса, выпадающего в осадок в виде мути или белого цвета.

 

 

Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение.

• С бруцином (МКС) -  с образованием кристаллов бесцветных призматической формы

 

 

 

Реакция имеет положительное судебно-химическое значение.

• с пиридином - с образованием кристаллов бесцветных призматической формы

 

 

 

 

 

Реакция имеет положительное судебно-химическое значение.

7. При минерализации 100 г печени получен минерализат объемом 200 мл.

 

Качественный анализ минерализата дробным методом показал наличие катионов серебра. Рассчитать количественное содержание серебра в биологическом объекте (на 100 г), если на титрование 20 мл минерализата затрачено 8,2 мл 0,01 Н раствора роданида аммония (индикатор - железоаммонийные квасцы). Т Ag + / NH4SCN =0,001079 г/мл.

 

Метод роданометрический - основан на свойстве катионов серебра осаждаться под действием тиоцианата аммония.

 

 

 

 

 

Ответ: количественное содержание серебра в биологическом объекте = 0,044 г.

 

8. Составить примерный план анализа  при подозрении на отравление  производными барбитуровой кислоты (барбитал, барбамил).

 Химические формулы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические свойства- белые кристаллические вещества без запаха, горького вкуса. Растворимы в эфире, хлороформе, спирте. Имеют высокие t плавления (более 100 град.), способны возгоняться без разложения, что используется при их очистке от посторонних примесей при выделении из биологического материала.

 

Химические свойства- В водных растворах барбитураты обладают кислотными свойствами за счет лактимной формы. Кислотные свойства обусловлены тем, что атомы водорода гидроксильных групп способны отщепляться в виде ионов и замещаться на атом Ме, образуя солеобразные соединения. На лактим-лактамной таутомерии основано получение их натриевых производных, которые, в отличие от лактамных форм, хорошо растворяются в воде. В то же время Na-производные плохо растворяются в органических растворителях, в отличие от лактамных форм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На этом же свойстве основано исследование в УФ-области спектра, т.к. таутомерные формы обладают различным светопоглощением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этапы химико-токсикологического исследования:

1. Изолирование из биологического материала (воды желудка, диализат, кровь, моча)

Извлечение барбитуратов проводится экстракцией органическим растворителем (эфир, хлороформ, дихлорэтан и др.).

2. Очистка извлечения от балластных веществ (от жиров, белков, пигментов и др.).  Зависит от количества  изолированного вещества.

При больших количествах используют экстракционный метод очистки и микросублимацию.

При малых количествах - хроматографические методы (ТСХ, ВЭЖХ и др.)

Экстракционный метод очистки — основан на способности барбитуратов  к имидо-имидольной таутомерии и на различной растворимости имидной и имидольной форм в воде и органических растворителях. При экстракции барбитуратов раствором гидроксида натрия из органической фазы, тем самым освобождаются от сопутствующих веществ, нерастворимых в воде. А при выделении барбитуратов из водной фазы при подкислении водного раствора (рН=2) -экстрагирование  органическим растворителем (барбитурат извлекается в него), в водной фазе остаются балластные вещества. Нерастворимые в органическом растворителе.

Микросублимация — основана на способности барбитуратов возгоняться без разложения при нагревании. Возгонка проводится в нагревательной камере прибора Кофлера.

Лучше всего применить методы ТСХ, ВЭЖХ, т.к. они позволяют очистить выделенные вещества от примесей, разделить ряд барбитуратов при их совместном присутствии, отделить их от метаболитов и провести предварительную идентификацию по величине Rf.

3. Идентификация

Химические методы

Общие реакции комплексообразования с солями тяжелых Ме (Co, Cu, Hg)— основана на кислотных свойствах (кислотные формы предварительно переводят в соли).

• С солями кобальта в щелочной среде, образуются комплекс, окрашенный в красно-фиолетовый цвет. Реакция не специфична для барбитуратов (ее дают также теобромин, теофиллин и др.)

• реакция с солями меди (химизм аналогичен) в присутствии пиридина с образованием комплекса красно-фиолетового цвета состава Cu * Pyr * Barb2
• с солями ртути в присутствии дифенилкарбазона (ДФК), комплексы - сине-фиолетового цвета. Реакция не специфична для барбитуратов.

Микрокристаллоскопические реакции

1. Реакция выделения кислотной  формы

Барбитал - выделяется в виде б/цветных, прозрачных прямоугольных призм.

Барбамил - б/цветных, прозрачных пластинок и призм с заостренными концами, группирующихся в сфероиды.

2. С хлорцинкйодом