Группа веществ, изолируемых из биологического материала дистилляцией («Летучие яды»). - презентация

1 Группа веществ, изолируемых из биологического материала дистилляцией («Летучие яды»).

2 * Общая характеристика соединений. Токсикодинамика и токсикокинетика. Физико-химические основы метода перегонки с водяным паром. Методы дистилляции.

3 1. Синильная кислота HCN 2.Алкилгалогениды. СНСlз, С1 3 С-СН(ОН) 2, CCl 4, C 2 H 4 Cl 2, C 2 Cl 6 3. Альдегиды и кетоны алифатического ряда. СН 2 О, СНз-СO-СНз 4.Алканолы. СН 3 ОН, С 2 Н 5 ОН, С 3 Н 7 ОН, С 4 Н 9 ОН, C 5 H 11 OH. Диолы. СН 2 OH-СН 2 OH 5. Сложные эфиры алифатического ряда. Амилнитрит, амилацетат. 6. Карбоновые кислоты алифатического ряда. СНзСООН, СНз-СНOH-СООН. 7. Сероуглерод CS 2 8. Элементоорганические соединения жирного ряда. (C 2 H 5 ) 4 Pb (тетраэтилсвинец)

4 9. Ароматические углеводороды. С 6 Н 6 (бензол), Н 3 С-C 6 H 5 (толуол), ксилолы 10.Нитро- и аминопроизводные ароматического ряда. С 6 Н 5 NО 2 (нитробензол),C 6 H 5 NH 2 (анилин) 11. Оксипроизводные ароматического ряда.С 6 Н 5 ОН (фенол), крезолы, кислота салициловая 12. Фосфор и первые продукты его окисления и восстановления. Н 3 РО 2 (кислота фосфорноватистая), Н 3 РО 3 (кислота фосфористая), РН 3 (фосфин), ФОСы (эфиры фосфорных кислот) 13. Жидкие алкалоиды. Кониин, никотин, анабазин

5 Абсорбция происходит в альвеолах, в верхних отделах дыхательных путей Распределение. Растворители, всасывающиеся из желудочно- кишечного тракта в систему портальной вены, попадают в печень и выделяются с желчью. Они могут также элиминироваться органами дыхания. Константа скорости печеночной элиминации зависит от количества токсиканта. Константа скорости элиминация через легкие не зависит от концентрации растворителя в крови. Скорость переноса летучих ядов зависит от скорости артериального кровотока и коэффициента распределения растворителя в системе ткань – кровь. Механизм токсичности летучих ядов Поражение происходит в первую очередь в легких. Основной орган-мишень – ЦНС.

6 ИЗОЛИРОВАНИЕ ЛЕТУЧИХ ЯДОВ ИЗ БИОМАТЕРИАЛА МЕТОД ДИСТИЛЛЯЦИИ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ 1. Жидкости взаимно не растворимые 2. Жидкости ограниченно растворимые друг в друге (толуол, нитробензол, дихлорэтан, тетраэтилсвинец, хлороформ, диэтиловый эфир и др.) 3. Компоненты смешивающиеся в любых соотношениях (метанол, ацетон, формальдегид, этиленгликоль, уксусная кислота) Закон Дальтона Общее давление паров смеси (упругость) равно сумме парциальных давлений (упругостей) ее компонентов при данной температуре. Азеотропными называются смеси, у которых пар, находящийся в равновесии с жидкостью, обладает теми же свойствами, что и сама жидкая смесь. алкилгалогениды (хлороформ, ССl 4 ), этиловый и изоамиловый спирты, фенол, анилин и др.

7 Однофазная система Если индивидуальная температура кипения вещества низкая (ацетон, метиловый спирт), то оно перегоняется быстро и полностью. При высокой Т кип обычно полноты отгонки не достигается. Достоинства метода: 1. Происходит изолирование и одновременная очистка анализируемых веществ 2. Изолируются вещества, которые разлагаются при температуре кипения, имеют высокую температуру кипения и вещества нерастворимые в воде 3. Извлекаются вещества разных классов химических соединений. Недостатки метода: 1. Длительность 2. Трудоемкость 3. Требуется специальная аппаратура 4. Необходимость знания физико-химических параметров изолируемых веществ

8 Объекты судебно-химического исследования. Подготовка проб Объекты - внутренние органы трупа, кровь, моча. При подозрении на отравление хлорорганическими веществами дополнительно направляется сальник и 1/3 головного мозга, метанолом - 1/3 головного мозга, этанолом - кровь из крупных вен, моча, мышечная ткань. Изолирование летучих ядов Измельчение объекта. Смешивание с водой до густой кашицы. Подкисление до рН 2-3. Перегонка. Подкисление превратит нелетучие соли синильной кислоты (цианиды калия, натрия), в виде которых она находится в биологическом объекте, в свободную HCN, являющуюся легко летучим соединением

9 Нельзя воспользоваться сильными минеральными кислотами, т.к. это привело бы: 1) к разрушению молекулы HCN (гидролиз), что приведет к ее потере и не до открытию: аммонийная соль муравьиной кислоты 2) к переоткрытию фенола в результате гидролиза его сернокислых эфиров, являющихся нормальной частью биологического материала:

10 Аппаратура и техника перегонки Рис. Установка для изолирования летучих ядов перегонкой с водяным паром. 1 - парообразователь; 2 – колба с объектом исследования; 3 - холодильник; 4 – приемник дистиллята, 5 – охлаждающий кристаллизатор.

11 СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА * Источники отравления: 1. ядра горького миндаля, абрикоса, вишни, лавровишни и др. растений семейства Rosaceae, содержащие гликозид амигдалин 2. фасеолюнатин – гликозид индийских бобов (Phaseolus lunatus) 3. линамарин – гликозид семян льна 4. манник водяный, содержащим гликозид, отщепляющий HCN 5. дициан [(CN) 2 ], хлор- и бромцианы (ClCN, BrCN) 6. горение целлулоида 7. Следы HCN содержатся также в табачном дыме!

12 Смертельная доза чистой синильной кислоты - 0,05 0,1 г; цианида калия 0,150,25 г, ядер горького миндаля штук, а у детей 1012 шт, Горькоминдальной воды (Aqua Amygdalarum amararum) мл

13 * Биотрансформация синильной кислоты 1. Гидролиз 2. Превращение в роданиды под влиянием фермента роданазы: KCNKSCN. 3. Соединение с гемоглобином крови. 4. Связывание с цистеином. 5. Присоединение к веществам, содержащим альдегидную группу, например к сахарам: * При хранении: KCN + СО 2 + НОН = КНСО 3 + HCN

14 * Качественное обнаружение синильной кислоты реакция образования берлинской лазури. NaOH + HCN = NaCN + Н 2 О FeSO 4 + 2NaCN = Fe(CN) 2 + Na 2 SO 4 Fe(CN) 2 + 4NaCN = Na 4 [Fe(CN) 6 ] 3Na 4 [Fe(CN) 6 ] + 2Fe 2 (SO 4 ) 3 = Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 + 6Na 2 SO 4

15 * Количественное обнаружение синильной кислоты При исследовании свежего трупного материала - объемное определение: взаимодействие HCN с 0,1 н (или 0,01 н при малых количествах HCN) раствором AgNO 3. Непрореагировавший нитрат серебра оттитровывают 0,1 н (или 0,01 н) раствором роданида аммония или калия при индикаторе железоаммонийные квасцы. При не вполне свежем трупном материале такой способ количественного определения неприменим, так как сероводород, содержащийся в объекте исследования, будет реагировать с нитратом серебра, образуя сульфид серебра. В таких случаях обычно применяют весовой метод определения CN.

16 ЯДОВИТЫЕ ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ Хлороформ и хлоралгидрат Токсикологическое значение и метаболизм. Хлороформ является хорошим растворителем эфиров, лаков, некоторых алкалоидов. Как вещество, способное вызывать наркоз, хлороформ применяется в медицине. Хлоралгидрат используется в медицине в качестве быстродействующего снотворного средства. Конечными продуктами метаболизма хлороформа являются НС1 и СО 2. Основные метаболиты хлоралгидрата в организме человека: СС1 3 -СН 2 ОН трихлорэтана, возможно СС1 3 -СООН (частично) трихлоруксусная кислота и глюкуронид трихлорэтанаа СС1 3 -СH 2 -С 6 Н 9 O 6. Все метаболиты выделяются с мочой.

17 Четыреххлористый углерод Токсикологическое значение и метаболизм. -как хороший растворитель жиров, лаков, смол, восков, каучука и т. п., а также для удаления жировых пятен -в качестве консервирующего вещества для меховых изделий. -в ветеринарной практике в качестве противоглистного средства. В результате всасывания его из кишечника, особенно в присутствии жиров, при неосторожном применении его имели место отравления. -как средство для гашения пожаров, особенно для тушения горящей нефти, бензина и т. п. Основные метаболиты - СНС1 3 (хлороформ), оксид углерода (IV).

18 1,2-дихлорэтан (хлористый этилен) и трихлорэтилен Токсикологическое значение и метаболизм. Дихлорэтан -являясь прекрасным растворителем жиров, смол, масел, восков и парафинов, он используется в разнообразных экстракционных процессах -для обработки кожи перед дублением -для извлечения жира из шерсти -изолирования алкалоидов из растительного сырья, химической чистки и т.д. -исходный продукт для синтеза различных веществ (двухатомных спиртов и их эфиров, аминов, непредельных соединений, например хлористого винила, и др.). -используется также как антисептик и как инсектофунгицид в пушном хозяйстве при токсокарозе и унцинариозе серебристо-черных лисиц. Трихлорэтилен также широко применяется в качестве растворителя, консерванта яиц, средства борьбы с паразитами и для других целей. Смертельной дозой дихлорэтана при приеме внутрь считается мл В организме трихлорэтилен подвергается превращениям с образованием трихлоруксусной кислоты (СС1 3 СООН) и трихлор-этанола (СС1 3 -СН 2 ОН). Последний конъюгирует с глюкуроновой кислотой

19 АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Формальдегид и формалин Токсикологическое значение и метаболизм. -при изготовлении искусственных смол и пластических масс -при различных синтезах -в красочной и текстильной промышленности -в производстве мыла -для протравливания семян и обработки помещений, тары, инвентаря, транспортных средств -в лабораториях и музеях для сохранения препаратов -в медицине. Введенный внутрь формальдегид выделяется частично в неизмененном состоянии, большая часть его окисляется до муравьиной кислоты, затем до углекислоты и воды.

20 Ацетон Токсикологическое значение и метаболизм. Являясь хорошим растворителем нитроклетчатки, ацетил клетчатки и смол, ацетон в больших количествах используется при производстве бездымного пороха, искусственного шелка и т.д.; он является исходным материалом для получения каучука и некоторых лекарственных веществ. Незначительная часть ацетона, поступившего в организм, превращается в CO 2, который выделяется с выдыхаемым воздухом. Некоторое количество ацетона выделяется из организма в неизменном виде с выдыхаемым воздухом и через кожу, а некоторое – с мочой.

21 КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ Уксусная кислота Токсикологическое значение и метаболизм. Различные препараты уксусной кислоты применяются в медицине, а также в химической и пищевкусовой промышленности, в фармации. Метаболитом уксусной кислоты является ацетальдегид, превращающийся частично в этиловый спирт и частично разлагающийся с образованием CO 2 и воды. Смертельной дозой считают 15 г.

22 Качественное определение 1. Реакция образования индиго

23 2. Образование окиси какодила 3. Реакция образования уксусно-этилового эфира 4. Реакция с хлоридом железа (III)

24 ФЕНОЛЫ Фенол Токсикологическое значение и метаболизм. Фенолы применяются для изготовления искусственных смол конденсацией с формальдегидом, являются исходным продуктом для синтеза некоторых органических красителей, салициловой кислоты, пикриновой кислоты, применяются для дезинфекции и дезинсекции. Они используются и в качестве инсектицидов, антиоксидантов, химических реактивов и т. д. Одноатомные фенолы, в частности карболовая кислота, ядовиты. Изредка имеют место умышленные отравления карболовой кислотой, встречаются отравления и в результате смешения ее с другими веществами.

25 * Метаболизм Из организма фенолы выводятся с мочой в связанном с серной и глюкуроновой кислотами состоянии Смертельной дозой считают 8-15 г.

26 Крезолы Токсикологическое значение и метаболизм. Общая формула: HO-C 6 H 4 -CH 3. Крезолы содержатся в каменноугольной смоле. Используются для получения смол, красителей, дезинфицирующих средств и т.д. Смесь из трёх изомеров крезолов (трикрезол) - главная составная часть неочищенной карболовой кислоты. Очищенная смесь изомеров - составной частью креозота (очищенной буковой древесной смолы). Смесь крезолов входит в состав креолина (смесь технического мыла и неочищенных крезолов) и лизола (смесь крезолов с калийным мылом). Лизол применяется для дезинфекции медицинского инструментария, а креолин используется в ветеринарии как дезинфицирующее средство.

27 Метаболизм: Небольшое количество крезолов в организме подвергается окислению. Из о- и м-крезолов образуются диокситолуолы, а п-крезол превращается в 3,4-диокситолуол и п- оксибензойную кислоту. И несвязанные крезолы, и их метаболиты выделяются из организма почками в виде конъюгатов с сульфатами и глюкуроновой кислотой. Незначительное количество крезолов, поступивших в организм, выделяется в несвязанном виде с выдыхаемым воздухом.

28 Ароматические нитропроизводные Нитробензол Токсикологическое значение и метаболизм Нитробензол в качестве пахучего вещества применяется в различных отраслях промышленности (мыловарение, производство сапожных кремов и др.), для растворения красок. При вскрытии характерным является долго сохраняющийся запах нитробензола, напоминающий запах синильной кислоты. Окраска крови и органов – шоколадная. Кровь вязкая, долго не свёртывается. Наблюдается венозная гиперемия всех органов. Из органов трупа нитробензол исчезает довольно быстро, восстанавливаясь сероводородом, образующимся при гниении: C 6 H 5 NO H 2 S = C 6 H 5 NH H 2 O + 3 S

29 Качественное обнаружение. 1. Переведение нитробензола в динитробензол C 6 H 5 NO 2 + [NO 2 ] + + [HSO 4 ] - H 2 SO 4 + C 6 H 4 (NO 2 ) 2 остаток растворяют в ацетоне, смешивают с раствором щёлочи в метиловом спирте – при наличии динитробензола возникает фиолетовое окрашивание. 2. Восстановление нитробензола в анилин водородом в момент выделения: Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 C 6 H 5 NO H = 2 H 2 O + C 6 H 5 NH 2 Реакция идёт через ряд промежуточных стадий: Образовавшийся анилин извлекают эфиром и исследуют реакциями на анилин.

30 Анилин Токсикологическое значение и метаболизм Качественное обнаружение. 1. Часть дистиллята смешивают с растворами серной кислоты и бихромата калия – постепенно наступает почернение вследствие образования анилинового чёрного 2. Часть дистиллята смешивают с насыщенным раствором брома в воде – белый осадок триброманилина: 3. При взаимодействии с хлорамином и фенолом анилин и его производные образуют индофенол, щелочная соль которого окрашена в синий цвет:

31 4. Реакция образования азокрасителя. Количественное обнаружение Основано либо на переведении его в триброманилин (весовое или объёмное определение), либо на переведении в азокраситель (колориметрическое или фотоэлектроколориметрическое определение).