ХТА пестицидов. Химикотоксикологический анализ пестицидов
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Токсикологическое значение. Применяется в качестве контактного инсектицида и акарицида для борьбы с тлёй, клещами на плодовых деревьях и полевых культурах и др. Карбофос обладает выраженной антихолинэстеразной активностью. При отравлении карбофосом появляются слюнотечение, рвота, понос, одышка, цианоз. Изолирование и предварительный анализ извлечений проводится также, как при исследовании объектов при подозрении отравления метафосом. H3CO H3CO P S S - CH - COOC2H5 CH2 - COOC2H5 H3PO4 (NH4)3PO4 12MoO3 36 Основное исследование карбофоса: Проводится по реакциям окрашивания: с реактивом Марки – оранжевое окрашивание с диазотированной сульфаниловой кислотой – вишнево-красное окрашивание с сульфатом меди и хлороформом – желтое окрашивание хлороформного слоя по микрокристаллоскопическим реакциям: с реактивом Драгендорфа – характерные кристаллы с хлоридом ртути (II) – характерные кристаллы с иодмонохлоридом – ICl – характерные кристаллы Количественное определение: 1. фотоколориметрия – по реакции образования молибденовой сини 2. газожидкостная хроматография – детектор термоионный Производные фосфоновой кислоты Хлорофос - О,О-диметил-(1-гидрокси, 2,2,2-трихлор)-фосфонат Физические свойства: Хлорофос - белый кристаллический порошок, растворяется в воде, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. Технический хлорофос – это кристаллическая или пастообразная масса, содержащая около 80% действующего вещества. При хранении кристаллизуется. Этот препарат выпускается в виде 80% смачивающего порошка или в виде гранул. O OH P H3CO H3CO CH CCl3 37 Токсикологическое значение. Он применяется как контактный или кишечный инсектицид для обработки садов, виноградников, зерновых, бахчевых и др. 0,1-0,3% раствор хлорофоса применяется для борьбы с мухами, паразитами человека и животных, для обработки жилых помещений и т.д. Хлорофос относится к ядохимикатам средней токсичности. Проявляет раздражающее действие на кожу, понижает активность холинэстеразы в крови. Более выраженный холинэстеразный эффект имеет продукт разложения хлорофоса – О,О-диметил-2,2-дихлорвинилфосфата (ДДВФ). При хронических отравлениях хлорофосом наблюдается нарушение функции печени, заболевание сердечно-сосудистой системы и др. Метаболизм хлорофоса дихлорацетальдегид На второй фазе метаболизма – конъюгация продуктов окисления и гидролиза с глюкуроновой кислотой. Изолирование хлорофоса из биологического материала. В колбу вместимостью 500 мл вносят 100 г измельченного биологического материала и 150 мл воды, подкисленной серной кислотой до рН 2-2,5. Смесь оставляют на 2 ч, часто перемешивая, затем процеживают через марлю. К биоматериалу еще два раза прибавляют воду, подкисленную до рН 2-2,5 (по 75 мл) и каждый раз настаивают по 1 час, а затем сливают водные вытяжки. Объединенные кислые водные вытяжки центрифугируют. Центрифугат переносят в делительную воронку, прибавляют 30 мл хлороформа и смесь P H3CO H3CO OH O CH CCl3 2CH3OH + H3PO4 + Cl2CH-C O H 38 взбалтывают 10 мин. Хлороформную вытяжку сливают. Хлорофос из кислой вытяжки еще 4 раза экстрагируют хлороформом (по 30 мл). Хлороформные вытяжки объединяют и выпаривают при комнатной температуре досуха. Сухой остаток растворяют в 5 мл воды, полученный раствор фильтруют. Фильтрат используют для обнаружения хлорофоса. Предварительный анализ: Проводят так же, как при анализе на другие фосфорсодержащий пестициды. Основное исследование: Заключается в проведении реакций окрашивания, осаждения и изонитрильной пробы. с резорцином и NaOH – при нагревании розовое окрашивание с ацетоном и NaOH – при нагревании розовое окрашивание изонитрильная проба – неприятный запах обнаружение хлорофоса по продукту гидролиза (метаболиту) – дихлорацетальдегиду с помощью цветной реакции с 2,4- динитрофенилгидразином – сине-фиолетовое окрашивание Количественное определение проводится методом ГЖХ (детектор термоионный) и методом фотоколориметрии по реакции образования молибденовой сини (общий для всех ФОС) и по реакции с 2,4- динитрофенилгидразином. + NO2 NO2 NH-NH2 CHCl2C O H NaOH C2H5OH, t CHCl2 NO2 N-N=CH O N-ONa 39 ХАРАКТЕРИСТИКА И ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОРГАНИЧЕСКИХ ПЕСТИЦИДОВ Этилмеркурхлорид C 2 H 5 HgCl Физические свойства: Белое кристаллическое вещество со специфическим запахом, легколетуч, слабо растворяется в воде, лучше в спирте этиловом, ацетоне и растворах щелочей. Этилмеркурхлорид входит в состав препаратов гранозан, меркуран, меркургексан. Токсикологическое значение: Гранозан (смесь, содержащая 2% этилмеркурхлорида, 1% красителя, 1% минерального масла и наполнитель) применяется как фунгицид и бактерицид для предпосевной обработки семян зерновых, бобовых и других культур. Гранозан обладает кожнорезорбтивным действием, кумулируется в организме. Пары гранозана в 2 раза токсичнее паров ртути. При отравлении гранозаном уменьшается содержание эритроцитов в крови, отмечается белковая и жировая дистрофия печени. При нанесении гранозана на кожу появляются язвы и воспалительный инфильтрат. Остаточные количества гранозана в пищевых продуктах не допускаются! Изолирование этилмеркурхлорида из внутренних органов трупов и объектов растительного происхождения. В колбу вместимостью 250 мл вносят 25 г тщательно измельченного биологического материала (печень, почки) или такое количество объектов растительного происхождения (зерно, крупа, мука и др.), прибавляют 50 мл 3 М раствора хлороводородной кислоты. Смесь оставляют на 30-60 мин при периодическом взбалтывании содержимого колбы. Затем содержимое колбы цетрифугируют. Надосадочную жидкость сливают и объект снова заливают с 50 мл 3 М раствором хлористоводородной кислоты. Кислые водные вытяжки объединяют, добавляют хлороформ и раствор дитизона 40 в хлороформе и экстрагируют этилмеркурхлорид в виде этилмеркурдитизоната. Хлороформный слой при наличии этилмеркурхлорида окрашивается в желто- оранжевый цвет. Выделение этилмеркурхлорида из мочи. В делительную воронку вносят 50 мл мочи и 5 мл конц. хлористоводородной кислоты. Смесь оставляют на 30 мин при периодическом взбалтывании. Затем прибавляют 10 мл хлороформа и раствор дитизона в хлороформе, экстрагируют этилмеркурдитизонат. Хлороформный слой окрашивается в желто-оранжевый цвет. Выделение этилмеркурхлорида из крови. В колбу вместимостью 100 мл вносят 2 мл крови и 5 мл 0,1 М гидроксида натрия. Колбу нагревают на кипящей водяной бане в течение 5-10 мин до получения однородной жидкости. После охлаждения вносят 20 мл конц. хлористоводородной кислоты, смесь оставляют на 10-15 мин при частом помешивании, затем центрифугируют. Центрифугат взбалтывают с хлороформом и раствором дитизона в хлороформе. Хлороформный слой окрашивается в желто-оранжевый цвет. Обнаружение этилмеркурхлорида. 5. Тонкослойная хроматография. На линию старта хроматографической пластинки наносят 2-3 капли хлороформного раствора сухого остатка извлечения и каплю раствора «свидетеля» (хлороформного раствора этилмеркурдитизоната), помещают в камеру с системой растворителей: н- гептан-хлороформ 2:5. При наличии этилмеркурдитизоната на пластинке обнаруживаются желто-оранжевые пятна. После высушивания пластинку высушивают и обрабатывают парами брома. Пятна обесцвечиваются. После обработки пластинки взвесью иодида меди (I) появляются пятна красного цвета Cu 2 HgI 4 6. Проба с медными спиралями основана на способности металлической меди вытеснять ртуть из этилмеркурхлорида. При погружении хорошо очищенной медной проволоки в раствор, содержащий этилмеркурхлорид, выделяющая ртуть откладывается на медной спирали в виде серого налета. Для 41 обнаружения в сером налёте ртути её переводят в иодид, а затем в тетраиодмеркуриат меди (I) или проводят возгонку. В стакан вместимостью 400-500 мл вносят 100 г исследуемого объекта (напр., зерно) и 8 кусков хорошо очищенной свернутой в спираль медной проволоки. В стакан приливают 150 мл 12% раствора хлористоводородной кислоты. Смесь нагревают до кипения, кипятят 10 мин и оставляют на сутки при комнатной температуре. Затем спирали вынимают, промывают водой, этиловым спиртом и диэтиловым эфиром. В тщательно вымытую пробирку вносят небольшой кристаллик иода и медные спирали. Сверху пробирку обворачивают бинтом, смоченным холодной водой. На стенках пробирки наблюдают появление желтого или красного налета иодида ртути. Возгон иодида ртути обрабатывают раствором иода в иодиде калия. К полученному раствору добавляют 3 мл смеси, состоящей из растворов сульфата меди, сульфита натрия и гидрокарбоната натрия. При наличии ртути появляется оранжево-красная окраска тетариодмеркуриата меди (I) Cu 2 HgI 4 Количественное определение. Экстракционная фотометрия. Измерение оптической плотности хлороформного раствора, полученного на основе реакции образования этилмеркурдитизоната. 42 Характеристика и химико-токсикологический анализ синтетических пиретроидов К синтетическим пиретроидам (СП) относятся производные циклопропанкарбоновых кислот: эфиры хризантемовой, перметриновой и дельтаметриновой кислот. Из каждой группы СП выбрано по одному представителю, в то время как число СП, имеющих одинаковую или близкую структуру, но разные названия, огромно. 1. Эфиры 3-(2,2-диметилвинил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты (хризантемовой кислоты): аллетрин, ресметрин, цисмерин, фенотрин. Ресметрин C CH 3 C H 3 C H 3 CH H 3 C C O O CH 2 O CH 2 5-бензил-3-фурилметил-хризантемат 2. Эфиры 3-(2,2-дихлорвинил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты (перметриновой кислоты): перметрин, циперметрин (8 изомеров), цифлутрин. Циперметрин C CH 3 Cl Cl CH H 3 C C O O CH O CN (R,S)- -циано-3-феноксибензил(±;цис-транс)-3-(2,2-дихлорвинил)-2,2- диметилциклопропанкарбоксилат 3. Эфиры 3-(2,2-дибромвинил)-2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты (дельтаметриновой кислоты): дельтаметрин (синонимы: декаметрин, бутокс, дельтацид, децис). 43 Дельтаметрин C CH 3 Br Br CH H 3 C C O O CH O CN (S)- -циано-3-феноксибензил(1R,цис)-3-(2,2-дибромвинил)-2,2- диметилциклопропанкарбоксилат К СП относятся также вещества, не являющиеся производными циклопропанкарбоновой кислоты, но сходные по характеру действия. Производные изовалериановой кислоты: фенвалерат (сумицидин, тирад, суми-альфа, циболт). Фенвалерат CH 3 H 3 C C O O CH O CN CH CH Cl-C 6 H 4 -циано-3-феноксибензил-2-(4-хлорфенил)-3-метилбутират Формы выпуска: 7. Концентраты эмульсий 8. Аэрозоли 9. Смачивающиеся порошки 10. Дусты Применение: инсектициды. Часто сочетают с пиперонилбутоксидом (синергист) или с ФОС, например: Бифетрин (дельтаметрин+фентион) Децис-квик (дельтаметрин+хентенофос) В 1994 г появились отечественные препараты: пирвол и креоприор. В ветеринарии применяются зоошампуни «Тузик», содержащий 2% циперметрина и «Дружок» - 2,5% дельтаметрина. Против москитов используются карандаши «Иней» и «Заполярный». 44 Физические свойства: Жидкие – перметрин, циперметрин, S-фенвалерат Пастообразные – ресметрин Кристаллические - - и -циперметрин, дельтаметрин. СП летучи, относительно не летуч циперметрин. СП термолабильны. Разлагаются при температуре 170 0 С – -циперметрин, при температуре 220 0 С - -циперметрин СП – вещества нейтрального характера, хорошо растворимы в органических растворителях и плохо растворимы в воде. СП разлагаются под действием влаги, света и кислорода воздуха. СП – липофильные соединения, распределяются в липоидные ткани. Токсические действие: На кожу: зуд, жжение, эритема. При поступлении внутрь: нейротоксическое действие: тремор, судороги, параличи, мышечная слабость, глубокая депрессия; высокие дозы – отёк нервных окончаний, разрывы и перерождение нервных тканей. Хронические отравления протекают без симптомов, или наблюдается потеря аппетита. Картина вскрытия: дистрофические изменения в паренхиматозных органах, отёк головного мозга. Объекты исследования: 1. Продукты, обработанные СП. 2. Кровь, моча. 3. Секционный материал. Изолирование: 1. Жидкостная экстракция - непосредственно из объектов: гексаном, петролейным эфиром, хлороформом, ацетонитрилом; 45 - из водных извлечений, полученных из биологических объектов (рН 2-3): органическими растворителями (гексаном, петролейным эфиром, хлороформом, ацетонитрилом); 2. Твердофазная экстракция Из плазмы крови и мочи: к 1 мл объекта добавляют 10 мл 70% метанола, перемешивают. Полученную смесь вносят в патрон с сорбентом (модифицированным силикагелем) со скоростью не более 5 мл/мин, затем промывают 5 мл воды. Промывные воды отбрасывают. СП элюируют 2 мл хлороформа. Процент экстракции СП из плазмы крови составляет 81-93%, из мочи – 90-102%. Очистка извлечений: 1. Осаждение при охлаждении. Водно-ацетоновые извлечения из биологических объектов охлаждают при температуре 0-3 0 С в течение 6-24 часов, затем экстрагируют гексаном. Возможно вымораживание извлечения при температуре -20 0 С. 2. Жидкость-жидкостное распределение. Основано на различныой растворимости экстрактивных веществ (ЭВ) и СП в гексане и ацетонитриле. Методики очистки распределением в системе ацетонитрил- гексан с последующей реэкстракцией из водно-ацетонитрильного раствора в гексан или смесь эфир-гексан 1:1 успешно используются для определения СП в растительных объектах. Для анализа продуктов животного происхождения необходимо проводить дополнительную очистку. 3. Очистка с помощью тонкослойной хроматографии. На линию старта хроматографической пластинки наносят 1/10 извлечения в виде точки и 9/10 извлечения в виде полосы, помещают в камеру с системой растворителей. После хроматографирования обрабатывают реагентом- проявителем только зону, соответствующую 1/10 извлечения. Слой сорбента, находящийся на уровне проявившегося пятна в зоне 9/10 извлечения, соскабливают и элюируют. 46 4. Колоночная хроматография. Методы колоночной хроматографии (в макро- и мини- вариантах) на различных адсорбентах разработаны применительно к исследованию экстрактов из различных пищевых продуктов с целью определения остаточных количеств пестицидов различных химических групп. При исследовании на СП с целью очистки от ЭВ часто применяют нейтральные сорбенты: оксид алюминия, флорисил (силикат магния), силикагель (оксид кремния). Для достижения хорошей очистки малополярных пестицидов от ЭВ является использование для элюирования смесей расторителей относительно низкой полярности (гексан, дихлорметан-гексан, ацетонитрил- дихлорметан-гексан), при котором более полярные ЭВ удерживаются на сорбенте. С увеличением полярности элюирующей смеси увеличивается часть ЭВ в элюате и эффект очистки уменьшается. 5. Гель-хроматография. Используются сорбенты: сефадекс (полидекстрановый гель), полистирольные гели. Методики очистки аналогичны методикам проведения колоночной хроматографии. При разработке методик анализа из трупного материала на СП наибольшее внимание должно быть уделено этапу пробоподготовки. Анализ извлечений: 1. Тонкослойная хроматография. Реагенты-проявители: - облучение УФ-светом – флуоресцирующие пятна - реактив Драгендорфа в модификации Мунье – оранжевые пятна - 0,3% раствор перманганата калия и нагревание – светло-желтые пятна - пары брома и о-толидин в ацетоне – синие пятна - для СП, содержащих CN-группу – с 2,4-динитрофенилгидразином – желтые пятна 2. Газо-жидкостная хроматография. - Неподвижная жидкая фаза: 5% SE-30, 3% OV-17 - Детекторы: ПИД (пламенно-ионизационный), ДЭЗ (электронного захвата), ТИД (термоионный) 47 - Режимы хроматографирования: изотермический или с программированием температуры 3. Хромато-масс-спектрометрия. Детектирование по масс-спектрам. Сравнение с собственными исследованиями стандартных образцов или библиотекой масс-спектров. |