2. Методичка лет.яды. Учебнометодическое пособие по токсикологической химии для студентов 4 курса очного отделения фармацевтического факультета. Лабораторные работы
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
8. СПИРТЫ ВЫСШИЕ (С 3 -С 5 ) Токсикологическое значение Высшие спирты широко применяются в промышленности в качестве растворителей лаков, красок, а также в производстве амилацетата, амилнитрита, валериановой кислоты. Уксусноамиловые эфиры известные под названием «Грушевая эссенция» используются для приготовления парфюмерных композиций. Пропиловый спирт используется в качестве растворителя смол, эфирных масел. Изопропиловый спирт чаще всего используют в качестве антифриза, реже - как растворитель. Бутиловые спирты применяются в качестве растворителей в парфюмерной и фармацевтической промышленности, в органическом синтезе, для изготовления тормозной жидкости, для денатурированиия этилового спирта. В окружающую среду могут попадать в виде выбросов в атмосферу и со сточными водами при производстве синтетического каучука, спиртов, лаков, красок, пластмасс. Амиловый и изоамиловый спирты используются в лакокрасочной промышленности, при производстве ПАВ, в органическом синтезе. Отравления высшими спиртами в чистом виде происходят относительно редко. В основном отравления вызваны приемом самогона или некачественных спиртных напитков, содержащих в своем составе сивушные масла. В большинстве случаев отмечено сочетание различных алкогольных напитков. Высшие спирты по механизму действия отнесены к наркотическим ядам с раздражающим местным действием. Отравление чаще всего наступает в результате перорального приема, но иногда может происходить перкутанно, при длительном контакте с большой площадью поверхности кожи. Наркотический эффект при приеме высших спиртов выражен слабо и часто наблюдается на фоне приема этилового спирта. В качестве диагностических признаков характерны быстрая потеря сознания без периода возбуждения, а затем продолжительное коматозное состояние. Высшие спирты медленно всасываются из желудочно-кишечного тракта (задерживаясь в желудке и тонком кишечнике до 1 суток) как в чистом виде, так и в составе сивушных масел, самогоне. Выделение из организма высших спиртов так же происходит медленно. При высоких дозах летальный исход 28 наблюдается, как правило, на 1-2 суток вследствие сердечного ритма вплоть до фибрилляции и мембранотоксического действия. Большой чувствительностью к высшим спиртам отличается сетчатка и зрительный нерв. Продукты нарушений центральной нервной системы, дыхания, кардиотоксического (нарушение метаболизма высших спиртов), обладают, кроме того, гепато - и нефротоксическим действием. Амиловый спирт, обладая наркотическим действием, поражает ЦНС, вызывая сильное местное раздражающее действие, что приводит к некрозу слизистых оболочек. Смертельная доза при приеме внутрь 10-15 г. Биотрансформация высших спиртов происходит в печени под влиянием алкогольдегидрогеназы вначале до соответствующего альдегида, а затем до кислоты. При отравлении пропанолом и изопропанолом отмечается характерный запах ацетона в выдыхаемом воздухе, либо от крови и мочи. До 20% выводится с мочой и выдыхаемым воздухом. Смертельная доза высших спиртов составляет 10-15 г, однако доза это достаточно сильно варьирует и зависит от индивидуальной чувствительности организма. На исследование направляют кровь, мочу. При летальном исходе - печень, почки, головной мозг, а также стенку желудка и тонкого кишечника. Реакции обнаружения высших спиртов (на примере изоамилового спирта) Пробоподготовка дистиллята при исследовании на группу высших спиртов проводится для того, чтобы сконцентрировать спирты и удалить воду, мешающую проведению реакций. Дистиллят извлекают эфиром, эфирное извлечение вносят в сухие фарфоровые чашки и выпаривают досуха. Реакции проводят с остатком. 1. Получение изоамилацетата К остатку в фарфоровой чашке прибавляют 2 капли кислоты серной концентрированной и 0,03 г высушенного порошка натрия ацетата. Нагревают на водяной бане. Ощущается характерный запах амилацетата (запах грушевой эссенции). Запах ощущается более отчетливо, если к реакционной смеси добавить в 20-25 кратный объем воды. 2С 5 H 11 OH + 2СН 3 СОONa + H 2 SO 4 → H 3 C−CO−OC 5 H 11 + Na 2 SO 4 + 2 H 2 O 2. Реакция Комаровского (с салициловым альдегидом) К сухому остатку в фарфоровой чашке прибавляют 1 мл 1% спиртового раствора альдегида салицилового и 3 мл кислоты серной концентрированной. Чашку помещают на водяную баню на 3 мин. Появление розово-красной окраски указывает на наличие спирта изоамилового в пробе. При больших количествах спирта изоамилового окраска жидкости появляется без нагревания. Примечание. Выполнение реакции Комаровского без пробоподготовки.1 мл дистиллята смешивают с 0,5 мл 1% раствором альдегида салицилового (реактив перед добавлением энергично встряхивают). Затем осторожно по стенке прибавляют 1-2 мл кислоты серной концентрированной и осторожно нагревают на 29 кипящей водяной бане в течение 3-5 мин. На границе раздела двух фаз появляется розово- красное кольцо. 3. Реакция окисления калия перманганатом в среде кислоты серной кон- центрированной К остатку в фарфоровой чашке прибавляют 3-5 капель 10% раствора калия перманганата и 5-10 капель кислоты серной концентрированной. Пробирку надевают на кипящей водяной бане в течение 1-2 мин. Появляется едва уловимый приятный запах изовалерианового альдегида, затем неприятный запах гнилого сыра, характерный для изовалериановой кислоты, который вновь переходит в приятный запах изоамилового эфира изовалериановой кислоты. t, С 5C 5 H 11 OH+ 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 →5С 4 Н 9 -COH+ 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 Н 2 О t ْ,С 5C 4 H 9 COH+2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5C 4 H 9 COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 +3H 2 O t, С C 4 H 9 COOH + C 5 H 11 OH + H 2 SO 4 → C 4 H 9 −CO−OC 5 H 11 + H 2 O Количественное определение алифатических спиртов: 1) Алкилнитритный метод газожидкостной хроматографии. 9. ФЕНОЛ Токсикологическое значение Фенол применяется для изготовления искусственных смол, являются исходным продуктом для синтеза некоторых органических красителей, салициловой кислоты. Применяется для дезинфекции и дезинсекции, а также в качестве антиоксидантов, химических реактивов. Широкое применение фенола в производстве пластмасс, попадание их в воздух при недостаточной вентиляции могут привести к промышленным отравлениям. При попадании фенола в организм он быстро всасывается, отравление протекает бурно. Наблюдается жжение и боль в желудке и кишечнике, ощущается запах фенола изо рта. Метаболизирует фенол в организме путем гидроксилирования по пара - положению и последующего окисления до хинона за счет чего моча приобретает оливковый или черно-оливковый цвет, а так же образует эфиры с глюкуроновой и серной кислотами. Смертельной дозой фенола считают 8-15 г. При вскрытии трупов ощущается запах фенола, слизистая оболочка рта, пищевода и желудка покрыта молочно- белыми пятнами. Реакции обнаружения фенола Исследование дистиллята проводят после пробоподготовки, так как проведению реакций на фенол мешают карбоновые кислоты и этанол, которые мо- 30 гут находиться в дистилляте. Дистиллят подщелачивают натрия гидрокарбонатом и извлекают эфиром. Эфирное извлечение выпаривают досуха, растворяют в воде и проводят качественные реакции на фенол. 1. Реакция с бромной водой К 1 мл полученного раствора прибавляют 3-5 капель бромной воды. Образуется желтовато-белый осадок, растворимый в избытке реактива. OH OH Br Br Br + 3 Br 2 + 3 HBr 2. Реакция с железа хлоридом (III) К 1 мл полученного раствора прибавляют 1-2 капли 5 свежеприготовленного раствора железа хлорида (III). Появляется сине- фиолетовое окрашивание, исчезающее от добавления воды, спирта, кислоты уксусной. OH OFeCl 2 + FeCl 3 + HCl Количественное определение: при необходимости проведения количе- ственного определения фенолов производят отгонку с водяным паром из новой порции биологического материала. Весовой метод применяют при больших количествах фенола. К дистилляту прибавляют бромную воду до сохранения слабо желной окраски. Образовавшийся осадок отфильтровывают через взвешенный тигель с пористым дном, промывают его водой и сушат до постоянного веса в вакууме или в сушильном шкафу при температуре 90 °С. Объемный метод броматометрического определения применяют при малых количествах фенола. Определение проводят после пробоподготовки дистиллята как описано выше. 10. КИСЛОТА УКСУСНАЯ Токсикологическое значение Различные препараты уксусной кислоты применяются в медицине, а также в химической и пищевой промышленности, в фармации. Уксусная кислота действует местно слабее, чем неорганические, сильно диссоциированные кислоты, но резко проявляется ее резорбтивное действие. При контакте с кожей ледяная уксусная кислота вызывает ожоги и образование пузырьков. После приема внутрь отмечается поражение верхней части пищевого канала, появляется кровавая рвота, понос, развивается гемолитическая анемия, гемоглобинурия, 31 уремия. При вдыхании паров кислоты уксусной происходит раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, развивается бронхопневмония, воспаление глотки. Отмечены случаи отравления уксусной кислотой (главным образом уксусной эссенцией), принятой внутрь. Смертельной дозой считают 10-20 г уксусной эссенции или 200-300 мл уксуса. Характерный запах кислоты уксусной, выделяемый с рвотными массами, выдыхаемым воздухом, а при вскрытии трупов иногда исходящий от полостей тела, позволяет в большинстве случаев определить причину отравления без обращения к химической экспертизе. Кислоты уксусная является естественной составной частью организма и выделяется с мочой и экскрементами, а потому в следах может быть определена химико- токсикологическим исследованием в виде естественной составной части. Метаболизирует кислота уксусная до ацетальдегида, частично превращается в спирт этиловый и частично разлагается с образованием оксида углерода (IV) и воды. Реакции обнаружения кислоты уксусной Химико-токсикологическое исследование на наличие кислоты уксусной проводят только при специальных заданиях или при наличии соответствующих указаний в материалах дела. 1. Реакция с железа хлоридом (III) К 2-3 мл дистиллята прибавляют 1 каплю 5% свежеприготовленного раствора железа хлорида (III). Появление красной окраски указывает на наличие ацетат иона в дистилляте. 9CH 3 СOONa+3FeCl 3 +2H 2 O→[(CH 3 COO) 6 Fe 3 (OH) 2 ] CH 3 COO + 2СН 3 COOH+ 9NaCl 2. Получение этилацетата В пробирку вносят 3-5 мл дистиллята и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл спирта этилового и 2 мл кислоты серной концентрированной, а затем смесь осторожно нагревают в пламени горелки. При наличии ацетатов в дистилляте появляется специфический запах этилацетата. t,°С 2C 2 H 5 OH + 2CH 3 COONa + H 2 SO 4 → 2СН 3 −CO−OC 2 H 5 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O Количественное определение: дистилляции подвергают новую порцию биологического материала. 1) Ацидиметрическое титрование. Избыточное количество 0,1 М раствора натра едкого оттитровывают 0,1 М раствором кислоты хлористоводородной в присутствии индикатора метилового оранжевого. 2) Метод газожидкостной хроматографии. 32 11. ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ Токсикологическое значение Этиленгликоль (ЭГ) представляет собой бесцветную или слегка желтоватую, сиропообразную, сладковатую на вкус жидкость без запаха с относительной плотностью 1,11. Среди близких к этиленгликолю по химической природе соединений наибольшее практическое значение имеют простые неполные эфиры этиленгликоля - монометиловый и моноэтиловый, которые носят общее название «целлозольвы». Этиленгликоль применяется в органическом синтезе для получения динит- рата этиленгликоля при изготовлении динамита, в производстве целлозольвов и сложных эфиров, диоксана и т. д. Он служит пластификатором в производстве целлофана, полиэфиров, синтетических волокон, применяется как растворитель красок при производстве чернил, а также в кожевенной, текстильной, табачной, фармацевтической, парфюмерной промышленности. Этиленгликоль используется в качестве компонента различных технических жидкостей. Водные растворы ЭГ обладают низкими температурами замерзания (до -65 °С) и применяются как антифризы, тормозные и балансировочные жидкости, антиобледенители и т. п. Целлозольвы используются в качестве растворителей, некоррозивных антифризов, антикристаллизационных присадок к моторным топливам и т. д. Этиленгликоль и его эфиры способны вызывать поражения репродуктивной системы, эмбриона, обладают мутагенными и канцерогенными свойствами, подавляют синтез белка и ДНК, отрицательно влияют на кровь, головной мозг, паренхиматозные органы. Острые ингаляционные отравления этиленгликолем мало вероятны из-за его низкой летучести, однако возможно развитие хронической интоксикации при длительном воздействии паров и, особенно, аэрозоля этого яда. Этиленгликоль способен проникать в организм через кожу, однако подавляющее большинство отравлений развивается в результате его приема внутрь. Целлозольвы, обладающие значительно большей летучестью, способны вызывать ингаляционные интоксикации. Наиболее часто отмечаются пероральные отравления. В большинстве случаев смертельными дозами являлись 100-150 мл жидкостей, содержащих этиленгликоля. Попадая в желудок, этиленгликоль быстро всасывается в кровь и относительно равномерно распределяется в органах и тканях. Максимальная концентрация ЭГ в крови наблюдается спустя 1-4 часа после его пероралыюго поступления в организм. Период полувыведения ЭГ непродолжителен и составляет у людей 3-4,5 ч. Этиленгликоль быстро элиминируется из организма и уже через несколько часов после приема его концентрация в моче становится значительно выше, чем в крови. Яд не кумулирует в органах и тканях. Отравления летальными дозами этиленгликоля сопровождаются быстрым развитием острой почечной недостаточности. Наркотические свойства этиленгликоля выражены в незначительной степени. Высокая осмотическая активность этиленгликоля и его метаболитов способствует перераспределению жидкости по осмотическому градиенту с развитием гидротической дегенерации клеток. Токсичность этиленгликоля определяется в немалой степени продуктами его биотрансформации. Большая часть поступившего в организм эти- 33 ленгликоля подвергается биотрансформации в печени и почках под действием ферментов алкогольдегидрогеназы, альдегидоксидазы или адьдегиддегидрогеназы. Основным путем метаболизма этиленгликоля в организме является образование гликолевого альдегида и глиоксаля, затем гликолевой кислоты, с последующим окислением ее до глиоксиловой кислоты и далее до муравьиной и углекислого газа, либо окисление глиоксиловой кислоты до щавелевой и глицина. Продукты метаболизма выводятся с выдыхаемым воздухом и с мочой. Изолирование этиленгликоля из биологических жидкостей (метод Гуляевой) К 10 мл крови прибавляют 15 мл ацетона, смесь тщательно перемешивают стеклянной палочкой и центрифугируют в течение 20 мин при 3000об/мин. Выделившийся водно-ацетоновый слой декантируют в стаканчик, куда прибавляют 0,5 г активированного угля. Взвесь фильтруют в выпарительную чашку, при этом фильтр промывают несколькими порциями ацетона, которые присоединяют к основному фильтру. Затем фильтрат выпаривают под вентилятором в потоке горячего воздуха (температура 60 °С) до исчезновения запаха ацетона. Полученное водное извлечение переносят в мерную пробирку, и после измерения объема (1,0- 1,5 мл) исследуют хроматографическими методом. К 10-50 мл мочи прибавляют активированный уголь из расчета 0,2 г на 10 мл объекта, полученную взвесь фильтруют через увлажненный фильтр в вы- парительную чашку, фильтр промывают несколькими порциями воды очищенной (или ацетона - при необходимости проведения исследования на этилкарбитол, диэтиленгликоль), которые присоединяют к основному фильтрату. Фильтрат выпаривают на кипящей водяной бане приблизительно до 1,0-1,5 мл. К остатку прибавляют 15 мл ацетона и 10-15 г безводного натрия сульфата. Полученную смесь тщательно растирают пестиком и оставляют на 30 мин при периодическом перемешивании. Затем ацетоновое извлечение сливают с осадка и фильтруют в выпарительную чашку, а остаток вновь дважды экстрагируют ацетоном. К объединенному ацетоновому извлечению прибавляют приблизительно 2 мл воды очищенной, и ацетон испаряют в токе горячего воздуха до исчезновения его запаха. Полученное водное извлечение переносят в мерную пробирку, и после измерения объема (1,0-2,0 мл), исследуют. Изолирование этиленгликоля из внутренних органов (метод Гуляевой) К 20 г мелко измельченной ткани печени, почки или стенки мочевого пузыря, смесь тщательно перемешивают, прибавляют 20 мл ацетона и настаивают в течение 30 мин. Затем ацетоновое извлечение сливают с объекта исследования, а последний вновь настаивают 30 мин. с новой порцией ацетона (20 мл). Водно-ацетоновые извлечения фильтруют в стаканчик, куда прибавляют 0,5 г активированного угля. Взвесь фильтруют в выпарительную чашку, при этом 34 фильтр промывают несколькими порциями ацетона, которые присоединяют к основному фильтрату, затем фильтрат выпаривают приблизительно до объема 1,0-1,5 мл. К остатку прибавляют 15 мл ацетона и, после перемешивания, 10- 15 г безводного натрия сульфата. Далее поступают как при изолировании этиленгликоля из биологических жидкостей. 1. Реакция окисления калия перйодатом и последующим обнаружением формальдегида К 3-5 мл дистиллята прибавляют 5 капель 12% раствора кислоты серной, 5 капель 5% раствора калия перйодата в 5% растворе кислоты серной и взбалтывают. Через 5 мин. прибавляют 3-5 капель раствора кислоты серной, а затем 4 капли раствора кислоты фуксинсернистой. При наличии этиленгликоля через 3-20 мин появляется красно-фиолетовое или розовое окрашивание. +[O] СН 2 (ОН)− СН 2 (ОН) → 2 HCOH + КJO 3 + Н 2 O KJO 4 2. Реакция окисление этиленгликоля кислотой азотной до кислоты щавелевой с последующим ее обнаружением Часть дистиллята окисляют кислотой азотной (ρ = 1,400) при выпаривании в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. Остаток растворяют в воде, нейтрализуют водным раствором аммония гидроксида и прибавляют раствор кальция хлорида. Выпадение кристаллического осадка (возможно через 2-3 суток), нерастворимого в кислоте уксусной и растворимого в кислоте хлористоводородной и имеющего характерную форму кристаллов указывает на наличие этиленгликоля в дистилляте. [O] CH 2 (ОН)−CH 2 (ОН) →HO−CH(О)−CH(О)−OH (NH 4 ) 2 C 2 O 4 + CaCl 2 →CaC 2 O 4 ↓ + 2NH 4 Cl 3. Реакция образования меди гликолята К 2-3 мл исследуемого раствора прибавляют 1-2 мл 10% раствора натра едкого и несколько капель 10% раствора меди сульфата. Появление голубой окраски указывает на наличие этиленгликоля в дистилляте. Эту реакцию применяют для исследования этиленгликоля в технических жидкостях. CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 |