ЛЕКЦИЯ № 5 ТХ, 2021г. Лекция 5, 2021г Груп па веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией
 Скачать 20.23 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ № 5, 2021г Группа веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией. Методы изолирования (выделения) ядовитых веществ из биологических объектов экстракцией полярными растворителями. Характеристика биологических объектов. Сравнительная характеристика общих и частных методов. В эту группу включаются вещества различной химической природы, прежде всего лекарственные средства, наркотики и пестициды. К этой группе относятся соединения кислотного, нейтрального или основного характера. Их количество и химическое строение очень разнообразны, поэтому наиболее важными в настоящее время являются следующие: Вещества кислотного характера: 1.Органические кислоты: бензойная, салициловая, ацетилсалициловая, пикриновая 2.Барбитураты: барбитал, фенобарбитал, барбамил, этаминал натрия, бутабарбитал, гексенал, бензонал, циклобарбитал и др. Вещества нейтрального характера: 1.Небарбитуровые снотворные: ноксирон 2.Сердечные гликозиды 3.Многоатомные фенолы: гидрохинон, пирогаллол 4.Полинитропроизводные: динитробензол, динитротолуол, тринитротолуол 5.Производные анилина: фенацитин, анилиндиамин Вещества основного характера: 1.Алкалоиды: 1.1.Производные пиридина и пепиридина – жидкие алкалоиды 1.2.Производные тропана: атропин, кокаин и др. 1.3.Производные хинолина: хинин 1.4.Производные изохинолина – опийные алкалоиды 1.5.Производные индола: стрихнин, бруцин, резерпин 1.6.Производные пурина: кофеин, теобромин, теофиллин 1.7.Производные пирролизидина: платифиллин, саррацин 1.8.Ациклические: эфедрин 1.9.Стероидоподобные: вератрин 1.10.Неустановленного строения: аконитин 2.Синтетические вещества основного характера 2.1.Производные пиразола: антипирин, амидопирин 2.2.Производные пиперидина: промедол 2.3.Производные аминокислот ароматического ряда: новокаин, дикаин 2.4.Производные фенотиазина – аминазин Основы метода изолирования. Большинство нелетучих ядов, являясь слабыми кислотами или слабыми основаниями, способные существовать в водном растворе в виде ионизированных или неионизированных форм в зависимости от рН среды. Степень ионизации рассчитывают по уравнению Гендерсона отдельно для оснований и кислот. Важное значение имеет коэффициент распределения молекулярной формы, который определяется как Кр=  , где коэффициент распределения (Кр) равен отношению концентрации вещества в органической и водной фазе. При этом, чем больше Кр, тем эффективнее идет экстракция. Факторы, влияющие на эффективность изолирования нелетучих ядов На первой стадии (извлечение яда из объекта исследования, чаще твердой фазы, в водную) влияют: 1) растворимость яда; 2) степень измельченности объекта; 3) свойства экстрагента (способность легко проникать в ткани, растворяющая способность по отношению к яду и к анализируемому соединению). На второй стадии изолирования (извлечение яда из водной фазы в органический растворитель: 1) растворимость яда в зависимости от рН среды; 2) природа экстрагента в органическом растворителе, его объем, время и кратность экстракции. Методы изолирования нелетучих ядов: 1.Подкисленным этанолом 2.Подкисленной щавелевой кислотой 3.Подщелоченной водой 4.Частные методы изолирования Изолирование нелетучих ядов подкисленным этанолом: 1.Настаивание измельченного объекта с этиловым спиртом, подкисленным щавелевой кислотой до рН 2-3 в течение суток 2.Упаривание объединенных спиртовых извлечений при температуре 40-500С до густого остатка, при этом по каплям добавляют абсолютный спирт для осаждения белков 3.Упаривание фильтратов при той же температуре (40-500С) до густого остатка и разбавлений горячей водой для удаления жиров, пигментов и др. 4.Экстрагирование веществ кислого, нейтрального и слабо основного характера из водного фильтрата хлороформом при рН=2 (трехкратная экстракция). Отделение органической фазы и концентрирование полученного извлечения упариванием. При этом получается «кислое» извлечение – фракция А. 5.Подщелачивание оставшегося после разделения водного слоя до рН 9-10, трехкратная экстракция хлороформом, отделение органической фазы и упаривание. При этом образуется «щелочное» извлечение – фракция Б. Достоинства метода: 1) Универсален, так как этанол – хороший растворитель 2) Происходит очистка от балластных веществ. Недостатки метода: 1) Длительность (8-10 рабочих дней); 2) Многостадийность; 3) Дороговизна. Изолирование нелетучих ядов водой, подкисленной щавелевой кислотой: 1.Настаивание измельченного объекта с водой, подкисленной щавелевой кислотой до рН=2-3 в течение 2 ч 2.Трехкратная экстракция из водного фильтрата хлороформом при рН=2. Отделение органической фазы и концентрирование полученного извлечения упариванием. Получается «кислое» извлечение – фракция А, в которой можно определять качественный, а затем количественный состав. 3.Подщелачивание оставшегося после разделения фаз водного слоя раствором аммиака до рН=9-10, экстрагирование хлороформом (трехкратная экстракция). Отделение органической фазы и концентрирование упариванием. Получается щелочное извлечение – фракция Б. Достоинства метода: 1) быстрота (в течение 1 рабочего дня); 2) меньше количество операций, поэтому дешевле, чем предыдущий. Недостаток метода – образование стойких эмульсий. Изолирование барбитуратов подщелоченной водой. 1.Настаивание измельченного объекта с водой, подщелоченной 20% NaОН до рН=10 в течение 30 минут. 2.Очистка водного извлечения путем насыщения вольфроматом натрия в кислой среде до рН=2 с последующим фильтрованием 3.Эктсрагирвоание эфиром и концентрирование упариванием. Достоинства метода: качественный анализ с получением чистых извлечений. Недостаток метода: при обработке вольфраматом натрия барбитураты осаждаются вместе с белками. Частный метод изолирования алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой (метод В.Ф. Крамаренко) 1. Настаивание измельченного объекта с водой, подкисленной 20% серной кислотой до рН=2-3 в течение 2 ч 2. Очистка водного извлечения от белков путем насыщения сульфатом аммония в течение 1 часа и фильтрование. 3.Экстракция эфиром для очистки от жиров, пигментов, смол. Эфирные извлечения отбрасывают. 4.Подщелачивание водного извлечения 20% NaОН до рН=9-10 и трехкратная экстракция хлороформом. Отделение органической фазы и концентрирование упариванием. Достоинства метода: быстрота, хорошая очистка Недостаток метода: потеря некоторых веществ из-за соэкстракции. Особенности исследования биологических жидкостей (кровь, моча, плазма, слюна, промывные воды желудка). На второй стадии изолирования используют часто жидкость-жидкостную экстракцию. При этом вместе с ядами могут экстрагироваться сопутствующие вещества, что требует дальнейшей очистки. Иногда применяют сорбцию на синтетических смолах, активированном угле, селикагелях. При этом не проводят изолирование, однако при неизвестном яде возникает опасность его потери из-за недостаточной сорбции. Очистка изолируемых веществ от сопутствующих компонентов биоматериала. Очистку проводят для того, чтобы получить более точные результаты в связи с удалением соэкстрактивных веществ, маскирующих окраску, снижающих чувствительность реакций. Без очистки часто получаются завышенные результаты количественного определения. На первом этапе изолирования проводят: 1.Удаление механических загрязнений фильтрованием или центрифугированием. 2.Осаждение примесей органическими растворителями (спирт, ацетон, ТХУ – трихлоруксусная кислота) или насыщенными электролитами (NaCl). На втором этапе изолирования или после него проводится реэкстракция, т.е. переведение вещества из одной жидкой фазы в другую при изменении рН, сублимация (возгонка) и хроматография. Производные барбитуровой кислоты (барбитураты) в ХТА Классификация барбитуратов 1.Двузамещенные: барбитал, фенобарбитал, барбамил, этаминал натрия 2.Трехзамещенные: гексенал, бензонал, бензобамил 3.Тиобарбитураты: тиопентал натрия. Для барбитуратов характерно кето-енольная таутомерия (превращение гидроксильных групп в кето-группы). Химико-токсикологическое исследование проводят по следующей схеме: 1.Изолирование из объекта 2.Очистка полученного извлечения 3.Идентификация (качественный анализ) 4.Количественное определение Идентификация барбитуратов - химические методы анализа 1.С солями кобальта в щелочной среде – образуется комплекс красновато-фиолетового цвета 2.С солями меди в присутствии пиридина – образуется комплекс красно-фиолетового цвета, а для тиобарбитуратов – зеленого. 3.С солями ртути в присутствии дифинилкорбазона (ДФК) образуется комплекс сине-фиолетового цвета. 4.С мурексидом образуется розовое или красное окрашивание. Физико-химические методы анализа 1.Хроматография в слое силикагеля в системе растворителей: хлороформ-ацетон, толуол-ацетон-этанол-аммиак (45:45:7,5:2,5), хлороформ-бутанол-аммиак. Проводят ТСХ (тонкослойную хроматографию) – идентификацию проводят по величине РФ, обрабатывают пластины дифинилкорбазолом и сульфатом ртути. Появляются красные или сине-фиолетовые пятна. 2.Спектроскопическое исследование. Количественное определение барбитуратов проводят методом УФ-спектроскопия при различных рН и различных длинах волны. Двузаме щенные при рН=10 – 240 нм, при рН=13 – 255-260 нм. Трехзамещенные: при рН=10 и 13 при длине волны 245 нм. Тиобарбитураты: снимают показания при рН=2 – 239 и 290 нм, при рН=10 – 255 и 310 нм, при рН=13 – 310 нм. Токсикокинетика барбитуратов. Всасывание. Все барбитураты – слабые кислоты. При физиологическом значении рН легко всасываются в желудке и тонком кишечнике способом пассивной диффузии. Распределение. Барбитураты распределяются по тканям и биологическим жидкостям. На концентрацию барбитуратов в организме влияют: степень ионизации молекул, жирорастворимость, степень связывания с белками, интенсивность кровотока. Выделение. Наиболее устойчив барбитал (на 65-85 % выводится в неизвененном состоянии с мочой). Барбамил, этаминал натрия и бутабарбитал почти полностью разрушаются в печени и выводятся почками в виде следов. Гексенал и тиопентал полностью разрушаются в печени. Метаболизм. 1.Окисление радикалов в пятом положении до спиртов, кетонов и кислот. 2.Потеря радикала у атома азота в случае трехзамещенных и превращение их в двузамещенные путем деметилирования, дебензоилирования, десульфирования. 3.Гидролиз (распад пиримидинового кольца). Развитие отравление барбитуратами Существует четыре клинических синдрома: 1.Комтаозное состояние и другие неврологические расстройства (оглушенность, сон, отсутствие рефлексов). 2.Нарушение дыхания. 3.Нарушение функции сердечнососудистой системы. 4.Трофическое расстройство, нарушение почек. Смертельная доза барбитуратов – одномоментный прием 10 лечебных разовых доз каждого из препаратов или их смеси. Алкалоиды в ХТА Алкалоиды – органические азотистые основания сложного состава, встречающиеся в растениях (реже в животных организмах) и обладающие сильным фармакологическим действием. Классификация алкалоидов 1. Производные пиридина, пипиридина и хинолизидина (жидкие алкалоиды): а) моноциклические (кониин, ареколин) б) бициклические (анабазин, никотин) в) полициклические (пахикарпин); 2. Производные тропана (атропин, гиосциамин, скополамин, кокаин); 3. Производные хинолина (хинин) 4. Производные изохиналина (опийные алкалоиды): а) производные фенонтрен-изохинолина (морфин, кодеин, дионин, апоморфин, героин); б) производные бензил-изохинолидина (папаверин, наркотин); 5. Производные индола (стрихнин, бруцин, резерпин); 6. Производные пурина (кофеин, теобромин, теофилин); 7. Производные 1-метил-пиролизидина (саррацин, платифиллин); 8. Ациклические: эфедрин; 9. Стероидоподобные: вератрин; 10. Неустановленного строение (аконитин). |