(Хим.-токс. анализ летких ядов)

1
ЗАНЯТИЕ № 10.
ТЕМА: Исследование группы веществ, которые изолируются из биологического
материала методом дистилляции с водяным паром – „летучие” яды.
Открытие в дистилляте цианидной кислоты и формальдегида
химическими методами.
ЦЕЛЬ: Выучить условия проведения выделения „летучих” ядов из биологического
материала и научиться проводить дистилляцию. Научиться обнаруживать
в первом дистилляте цианидную кислоту, во втором - формальдегид.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Некоторые вещества из группы „летучих” ядов используются в
медицинской практике, а другие имеют широкое применение в химической и
пищевой промышленности, в технике, в быту и т.п. Широкое применение этих
веществ в народном хозяйстве приводит к отравлениям. Возникает необходимость в
открытии и определении „летучих” ядов в жидкостях организма (для диагностики
отравления с целью предоставления квалифицированной медпомощи) и во
внутренних органах (для посмертной диагностики) при проведении судебнотоксикологического исследования. Первым этапом этого исследования является
выделение указанных ядов из объектов исследования.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Теоретические основы перегонки с водяным паром, азеотропные смеси (курс
физической химии).
2. Основные пути поступления в организм, распределение и накопления ядов в
органах (курс биологической химии, фармакологии, токсикологической химии).
3. Пути и закономерности вывода из организма ядов (курс биологической химии,
физиологии, фармакологии, токсикологической химии).
4. Реакции открытия формальдегида (курс органической химии).
5. Токсичность цианидной кислоты и ее солей (курс неорганической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Метаболизм ксенобиотиков в организме. Пероксидное окисление липидов и
белков.
2. Классификации метаболизма лекарственных веществ.
3. I фаза биотрасформации ксенобиотиков в организме.
4. Общая
характеристика
„летучих”
ядов
(физико-химические
и
токсикологические свойства, причины отравлений).
5. Факторы от которых зависит выбор объектов и навесок для проведения ХТА.
6. Изолирование ядов путем дистилляции.
7. Основные этапы и условия изолирования „летучих” ядов методом дистилляции
с водяным паром.
8. Значение образования азеотропных смесей при перегонке с водяным паром для
предварительного открытия и определения „летучих” ядов.
9. Суть метода парофазного анализа.
10. Суть метода суховоздушной перегонки ядовитых веществ.
11. Суть метода микродиффузии.
12. Цианидная кислота и ее соли, применение, пути поступления, токсичное
действие, летальная доза, метаболизм, антидотная терапия, особенности
2
изолирования, открытие.
13. Формальдегид, применение, пути поступления, токсичное действие, летальная
доза, метаболизм, изолирование, открытие (специфические и неспецифичные
реакции).
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. При собирании первого дистиллята была взята пустая колба. Какое вещество
можно потерять и почему? Как правильно проводить ХТА.
2. При выполнении реакции со щелочным раствором резорцина образовался
розовый цвет. Какие „летучие” яды будете определять при дальнейшем
исследовании? Напишите соответствующие уравнения реакции.
3. Реакция дистиллята с реактивом Фелинга положительная. Какие „летучие” яды
могут реагировать с указанным реактивом? Проведите дальнейший ХТА дистиллята
на наличие этих ядов.
4. При проведении реакции на формальдегид с фуксинсульфитной кислотой
дистиллят окрасился в сине-фиолетовый цвет через 1 час. Возможно ли сделать
вывод об определении формальдегида в пробе? Ответ объясните.
5. В дистилляте найден формальдегид и ацетон. Возможно ли применить
йодометрический метод для количественного определения формальдегида?
Запишите уравнение реакций.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ЦАНИДНАЯ КИСЛОТА - НСN
Физико-химические свойства. Цианидная кислота - газ или бесцветная
жидкость (tкип. 25,6 °С, tпл. - 13,3 °С, плотность 0,699), имеет запах горького миндаля,
легко смешивается с водой и некоторыми органическими растворителями. При 13,3 °С цианидная кислота отвердевает, образуя волокнистую кристаллическую
массу. Цианидная кислота является слабой кислотой, ее вытесняют из солей даже
карбонатная кислота и слабые органические кислоты.
В природе цианидная кислота не встречается в свободном состоянии, а
лишь в виде химических соединений, к которым принадлежат гликозиды
(амигдалин, пруназин, дурин и др.). Амигдалин содержится в семенах горького
миндаля, косточках персиков, абрикосов, слив, вишен, в лавровом листке и т.п..
Этот гликозид под влиянием кислот расщепляется на глюкозу, бензальдегид и
цианидную кислоту. Пруназин содержится в пенсильванской вишне, дурин - в
просе. Цианидная кислота может образовываться во время горения целлулоида.
Следы этой кислоты содержатся в табачном дыме.
Соли синильной кислоты (цианиды) легко гидролизуются в воде. Во время
хранения водные растворы цианидов при доступе карбон (IV) оксида разлагаются:
KCN + Н2О + СО2  HCN + КНСО3;
KCN + 2Н2О  NH3 + НСООК.
Применение. Цианидная кислота и ее соли применяются для синтеза ряда
органических соединений, добывания золота, дезинфекции и дезинсекции, борьбы
со вредителями растений и т.д. Из соединений синильной кислоты, которые
используются в народном хозяйстве, большое значение имеют натрий и калий
цианиды.
3
Токсичное действие. Цианидная кислота и ее соли очень токсичны. За
токсичностью цианидная кислота превосходит много известных ядов. Поэтому с
цианидной кислотой и ее солями надо вести себя очень осторожно. Следует
помнить, что при добавлении сильных кислот к цианидам сразу же выделяется
цианидная кислота, которая может быть причиной тяжелых, а иногда и смертельных
отравлений. Разнообразные соединения цианидной кислоты (хлорциан, бромциан и
др.) могут быть причиной отравлений. Зарегистрированы случаи отравления людей
семенами миндаля. За данными М. Д. Швайковой (1975), смерть у взрослых может
наступить при употреблении 40-60 шт., а у детей - 10-20 шт. семян миндаля. При
вдыхании больших концентраций цианидной кислоты смерть может настать
мгновенно от остановки дыхания и сердца. Учитывая высокую токсичность
цианидной кислоты и ее солей, работать с ними в лаборатории можно лишь в
вытяжном шкафу с хорошей вентиляцией.
Цианидная
кислота
угнетает
активность
внутриклеточных
железосодержащих дыхательных ферментов. При угнетении цианидной кислотой
цитохромоксидазы клетки организма не усваивают кислород, который поступает с
кровью. Вследствие этого возникает клеточное кислородное голодание, несмотря на
то, что кровь насыщена кислородом. Цианиды также могут блокировать гемоглобин
крови, поднимая его функции.
Пути поступления. Цианидная кислота может поступать в организм с
воздухом, который выдыхается, и частично через невредимую кожу, цианиды через пищевод.
Метаболизм. Метаболитом цианидной кислоты является тиоцианат
(роданид), который образуется в организме во время конъюгации цианидов с серой
под влиянием фермента роданазы.
Особенность изолирования. Изолирование цианидной кислоты и
цианидов из биологического материала осуществляют перегонкой с водяным
паром. С этой целью 3-5 мл первого дистиллята собирают в пробирку, которая
содержит 2 мл 2 %-го раствора гидроксида натрия. Поскольку цианидная кислота
быстро разлагается в организме, исследование биологического материала на
наличие этой кислоты и ее солей желательно проводить сразу же после разреза
трупа.
Объекты исследования. При отравлении цианидной кислотой и
цианидами на химико-токсикологическое исследование берут желудок с
содержимым, печень и почки. Из-за быстрого разложения цианидной кислоты и
цианидов в тканях организма эти яды можно открыть в содержимом желудка и не
открыть в паренхиматозных органах.
O
H
C
H
ФОРМАЛЬДЕГИД
Физико-химические свойства. Формальдегид (альдегид муравьиной
кислоты) — газ, хорошо растворимый в воде, с острым специфическим запахом.
Водный раствор, который содержит 36,5-37,5 % формальдегида, называется
формалином. Формальдегид образуется при неполном сгорании метана, окислении
4
метилового спирта и т.п.. Формальдегид, который при комнатной температуре
является газом, легко полимеризируется с образованием параформальдегида.
Известно несколько продуктов полимеризации формальдегида. Один из полимеров
формальдегида называется триоксиметиленом (СН2О)3. Он имеет температуру
плавления 63-64 °С. В водных растворах из формальдегида образуется
параформальдегид. Он принадлежит к полиоксиметиленам, которые являются
продуктами полимеризации значительно большего количества молекул
формальдегида. Параформальдегид при нагревании, особенно при наличии кислот,
частично деполимеризуется с образованием формальдегида.
Применение. Формальдегид широко используют в промышленности для
добывания пластических масс и фенолформальдегидных смол, дубления кожи,
получение гексаметилентетрамина, синтетического каучука. Его используют также
для консервирования анатомических препаратов, протравления семян перед
посевом, дезинфекции помещений и т.п.
Действие на организм. Формальдегиду присуще антисептическое и
дезодорирующее действие. При вдыхании небольшие количества формальдегида
раздражают верхние дыхательные пути. Вдыхание больших концентраций
формальдегида может послужить причиной внезапной смерти вследствие отека и
спазма голосовой щели. Попадание формальдегида в организм через рот может
вызвать поражение слизистой оболочки рта, пищевода, тошноту, рвоту, пронос.
Формальдегид угнетает деятельность центральной нервной системы, которая может
привести к потере сознания, судорог. Под влиянием формальдегида развиваются
дегенеративные поражения печени, почек, сердца и головного мозга. Формальдегид
влияет на некоторые ферменты. 60-90 мл формалина является смертельной дозой.
Метаболизм. Метаболитами формальдегида является метиловый спирт и
муравьиная кислота, которые в свою очередь тоже метаболизуються.
Особенность изолирования. Формальдегид изолируют из биологического
материала перегонкой с водяным паром. Однако с помощью этого метода
перегоняются незначительные количества формальдегида. Считают, что
формальдегид в водных растворах находится в виде гидрата (метиленгликоля),
который тяжело перегоняется с водяным паром:
НСНО + НОН  СН2(ОН)2.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Проведение перегонки (дистилляции)
Биологический материал измельчают, помещают в колбу для перегонки,
прибавляют воду до образования густой кашеобразной смеси (смесь должна
занимать не больше 1/3 объема колбы). Колбу с содержимым ставят на холодный
водный нагреватель. Содержимое колбы подкисляют 10% раствором оксалатной
или тартратной кислоты до рН 2-3, быстро соединяют с аппаратом для перегонки и
нагревают водным нагревателем. Первую фракцию дистиллята (3 мл) собирают в
колбу с 2 мл 5 % раствора натрий гидроксида, а две следующие фракции по 25 мл.
(При необходимости собирают и больше фракций - до тех пор, пока дистиллят не
перестанет давать соответствующие реакции). Потом первую фракцию исследуют
на наличие цианидной кислоты, другую фракцию - на хлорпроизводные
5
алифатического ряда, спирты и другие „летучие” яды. При необходимости
продолжения исследования - остатки второй фракции дистиллята объединяют с
третьей фракцией дистиллята и подвергают дефлегмации. Исследование дефлегмата
на наличие „летучих” ядов проводят химическим методом и методом парофазного
газохроматографического анализа так же, как и дистиллят).
Исследование модельного дистиллята
Органолептический контроль. Визуально устанавливают наличие в
дистилляте помутнения, присутствия капель жидкостей более легких, или более
тяжелых за воду, определяют запах дистиллята.
Проведение химических реакций. Первую фракцию дистиллята, собранную в
3 мл раствора натрий гидроксида, исследуют на цианидную кислоту с помощью
химических реакций: образование берлинской лазури, образование роданида
ферума (III), образование бензидиновой сини, с пикриновой кислотой. Открытие
цианидов методом микродиффузии.
ОТКРЫТИЕ ЦИАНИДНОЙ КИСЛОТЫ И ЦИАНИДОВ
Реакции на цианидную кислоту выполняют под вытяжным шкафом.
1. Реакция образования берлинской лазури. При добавлении ферум (II)
сульфата к щелочному раствору цианидов образуется ферум (II) цианид, который
при взаимодействии с избытком цианидов, а потом с сульфатом или ферум (III)
хлоридом образует берлинскую лазурь:
HCN + NaOH  NaCN + Н2О;
2NaCN + FeSO4  Fe(CN)2 + Na2SO4;
Fe(CN)2 + 4NaCN  Na4[Fe(CN)6];
3Na4[Fe(CN)6] + 4FeCl3  Fe4[Fe(CN)6]3 + 12NaCl.
Во время образования берлинской лазури происходят и побочные реакции
между солями ферума и щелочью (образуются ферум гидроксид).
Для растворения ферум гидроксидов и нейтрализации избытка щелочи
прибавляют кислоту до появления кислой реакции. Большой избыток добавленной
кислоты может замедлить процесс образования берлинской лазури.
Методика выполнения реакции. К нескольким милилитрам дистиллята, собранным в
раствор щелочи, прибавляют 1-4 капли разбавленного раствора ферум (II) сульфата
и такой же объем разбавленного раствора ферум (III) хлорида. Смесь тщательно
взбалтывают и нагревают на пламени газовой горелки почти до кипения, потом
охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 10 %-й раствор хлоридной
кислоты до слабокислой реакции на лакмус. Появление синего осадка или синей
окраски свидетельствует о наличии цианидной кислоты (цианидов) в дистилляте.
Граница открытия - 20 мкг цианидной кислоты в 1 мл раствора. Предельная
концентрация - 1:100000. При количествах цианидной кислоты, которые превышают
30 мкг в 1 мл, образуется синий осадок, 20-30 мкг цианидной кислоты в 1 мл дает
зеленый или голубоватый цвет. При небольших количествах цианидной кислоты в
растворах синий цвет появляется только через 24-48 ч. При продолжительном
отсутствии синего осадка или синего цвета к смеси прибавляют 5 %-й раствор барий
хлорида. При этом выпадает осадок барий сульфата и происходит соосаджение
берлинской лазури.
!!!
6
2. Реакция образования феррум (III) тиоцианата. Эта реакция
основывается на взаимодействии цианидов с раствором аммоний полисульфида,
вследствие чего образуется тиоцианат-ион, при добавлении к нему раствора ферум
(III) хлорида возникает кроваво-красный цвет:
KCN + (NH4)2S2 KCNS + (NH4)2S;
3KSCN + FeCl3  Fe(SCN)3 + 3KCI.
Методика выполнения реакции. К 2-3 мл исследуемого раствора прибавляют 3-5
капель 20 %-го раствора аммоний полисульфида и смесь выпаривают на водяной
бане до небольшого объема. К испаренной жидкости каплями прибавляют 8 %-й
раствор хлоридной кислоты до кислой реакции (за лакмусом), потом прибавляют 1
каплю 10 %-го раствора феррум (III) хлорида. Возникновение кроваво-красного
цвета свидетельствует о наличии цианидов в растворе. При взбалтывании
окрашенного раствора с диэтиловым эфиром цвет переходит в эфирный слой.
Граница открытия - 10 мкг цианидной кислоты в 1 мл.
3. Реакция образования бензидиновой сини. Соли купрума (II) с
цианидами образуют дициан (CN)2, при взаимодействии которого с водой
выделяется кислород, который окисляет бензидин. Продуктом окисления бензидина
является бензидиновая синь:
2HCN + Сu(СН3СОО)2  Сu(CN)2 + 2CH3COOH;
2Cu(CN)2  (CN)2 + 2CuCN;
(CN)2 + H2O  О + 2HCN;
2 H2N
H2N
NH2
HN
NH
*2HX + H2O
NH2 + O + 2HX
Методика выполнения реакции. Для этой реакции используют индикаторную
бумажку, смоченную смесью растворов купрум ацетата и бензидина. В колбу вносят
2-3 мл исследуемого раствора, к которому прибавляют 1 мл 10 %-го раствора
тартратной кислоты. Колбу сразу закрывают пробкой, к которой прикреплена
влажная индикаторная бумажка. Потом колбу нагревают несколько минут на
водяной бане. При наличии цианидной кислоты или ее солей в пробе бумажка
синеет.
4. Реакция с пикриновой кислотой. При добавлении пикриновой кислоты
и щелочи к цианидам образуется соль изопурпурной кислоты красного цвета.
OH
OK
NO2
O2N
OH
O2N
N
C
C
+ KOH + 2CN- + H2O
N
NO2
NO2
H
O
NH2
Методика выполнения реакции. К 1 мл щелочного дистиллята прибавляют 1 мл 0,5
%-го раствора пикриновой кислоты и слегка нагревают на водном обогревателе.
При наличии цианидов раствор приобретает красный цвет. Подобный цвет с
7
пикриновой кислотой дают и некоторые другие вещества (альдегиды, ацетон,
сульфиты и др.).
5. Реакция образования полиметинового красителя. При взаимодействии
цианидов с хлором образуется хлорциан, который потом взаимодействует с
пиридином при наличии щелочи при нагревании с образованием производного
глютаконового альдегида.
HCN + Сl2  ClCN + НСl
хлорциан
ClCN +
N
+
N
CN
Cl-
+H2O
-HCl
+C6H5-NH2
H
++
N
CN
OH
N
H
C
CN
O
H
-H2O
N
H
C
N-C6H5
H
CN
Методика выполнения реакции. Через 2-3 мл исследуемого раствора
пропускают хлор, к полученному продукту прибавляют 2 мл свежеперегнаного
пиридина и 2 мл 10 %-го раствора натрий гидроксида. Смесь нагревают на водяной
бане на протяжении 2-3 мин. При добавлении к смеси анилина наблюдают
появление оранжевого цвета.
6. Открытие цианидов методом микродиффузии. Цианидную кислоту и
ее соли можно открыть методом микродиффузии, основанном на реакции с
пиридином и барбитуровой кислотой.
Оценка результатов ХТА: делая вывод об отравлении цианидной
кислотой и цианидами на основании результатов химико-токсикологического
анализа биологического материала, следует учитывать то, что цианиды в
небольших количествах (около 6 мкг %) могут содержаться в моче людей, на
которых не действовали эти соединений. В моче курильщиков количество
цианидов может быть почти в 3 раза больше, чем в крови лиц, которые не курят. В
крови цианиды могут образовываться и посмертно.
Вторую фракцию дистиллята исследуют с помощью химических реакций:
на формальдегид - реакции с хромотроповой кислотой, с фуксинсульфитной
кислотой, с реактивом Фелинга, реакция восстановления ионов Аргентума,
метиловым фиолетовым, резорцином. Открытие формальдегида методом
микродиффузии.
ОТКРЫТИЕ ФОРМАЛЬДЕГИДА
1. Реакция с хромотроповой кислотой. Хромотроповая кислота (1,8диоксинафталин-3, 6-дисульфокислота) с формальдегидом при наличии сульфатной
кислоты дает фиолетовый цвет. Во время взаимодействия формальдегида с
хромотроповой кислотой концентрированная сульфатная кислота одновременно
является водоотнимающим средством и окислителем. Сначала сульфатная кислота
служит причиной конденсации формальдегида с хромотроповой кислотой, а потом
окисляет образованный продукт конденсации.
8
SO3H
HO
+ HCHO
SO3H
H2SO4
HO
HO
SO3H
OH
CH2
OH
HO
SO3H
SO3H
SO3H
HO
[O]
-H2O
SO3H
SO3H
CH
O
HO
OH
SO3H
SO3H
Для успешного прохождения этой реакции нужна сульфатная кислота,
концентрация которой должна быть не меньше чем 72 %.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 3-5 капель исследуемого
раствора или дистиллята, 4 мл 6 моль/л раствора сульфатной кислоты и несколько
кристалликов хромотроповой кислоты, потом пробирку нагревают на протяжении
10 мин на водном нагревателе до 60 °С. При наличии формальдегида в пробе
появляется сине-фиолетовый или красно-фиолетовый цвет.
Второй вариант выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл
исследуемого раствора, 0,2 мл 1 %-го раствора хромотроповой кислоты в
концентрированной
сульфатной
кислоте,
потом
прибавляют
5
мл
концентрированной сульфатной кислоты и взбалтывают. Появление синефиолетового или красно-фиолетового цвета свидетельствует о наличии
формальдегида в исследуемом растворе.
Граница открытия - 1 мкг формальдегида в пробе.
Не дают этой реакции альдегиды ацетатной, пропионовой и масляной
кислот, хлоралгидрат и т.п.. Эту реакцию дают вещества, которые во время
гидролиза, дегидратации или окисления образуют формальдегид.
2. Реакция с фуксинсульфитной кислотой. фуксинсульфитная кислота
(реактив Шиффа) с формальдегидом дает синий или сине-фиолетовый цвет.
9
NH-SO2-CH2-OH
NH-SO2H
HO3S
C
NH-SO2H
NH2 + HCHO
H2SO4
C
NH
NH-SO2-CH2-OH
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 23 капли концентрированной сульфатной кислоты. Содержимое пробирки
взбалтывают и охлаждают проточной водой, потом прибавляют 1 мл
фуксинсульфитной кислоты. Появление сине-фиолетового или красно-фиолетового
цвета свидетельствует о наличии формальдегида.
Раствор иногда окрашивается не сразу, а через 10-15 мин. Цвет может
появляться не только под влиянием формальдегида, но и под действием других
окислителей (хлора, оксидов нитрогена, кислорода воздуха и т.п.). Поэтому
появление цвета через 30 мин. после добавления реактивов не должно
рассматриваться как положительный результат реакции на формальдегид.
Эта реакция не специфическая для открытия формальдегида, ее дают
ацетальдегид, нитробензальдегид и др. Не дает указанной цвета хлоралгидрат. В
сильно кислой среде (рН=0,7) с фуксинсульфитной кислотой реагирует лишь
формальдегид. При рН=2,7 с фуксинсульфитной кислотой реагируют ацетальдегид,
фурфурол и т.п.
3. Реакция с метиловым фиолетовым. Метиловый фиолетовый, который
аналогично фуксину предварительно обесцвеченный натрий сульфитом, с
формальдегидом дает сине-фиолетовый цвет.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и
0,5 мл 10 %-го раствора сульфатной кислоты, потом прибавляют такой же объем
раствора метилового фиолетового, обесцвеченного натрий сульфитом или
гидросульфитом. При наличии формальдегида в пробе появляется сине-фиолетовый
цвет. Эта реакция не специфическая для открытия формальдегида, ее дают и
некоторые другие альдегиды.
4. Реакция с кодеином и сульфатной кислотой. При нагревании
формальдегида с кодеином при наличии концентрированной сульфатной кислоты
появляется синий цвет. Эта реакция базируется на том, что под влиянием
концентрированной сульфатной кислоты от кодеина отщепляется метокси-група, в
результате чего образуется морфин, который содержит фенольную группу. При
взаимодействии морфина с формальдегидом появляется синий цвет.
10
кодеин
морфин
Методика выполнения реакции. В фарфоровую чашку вносят 1 мл исследуемого
раствора и прибавляют 5 мл концентрированной сульфатной кислоты. После
охлаждения жидкости прибавляют 0,02-0,03 г кодеина. При наличии формальдегида
сразу или через 5-10 мин появляется сине-фиолетовый или красно-фиолетовый цвет.
Граница открытия - 0,02 мкг формальдегида.
5. Реакция с резорцином. Альдегиды реагируют с резорцином в его
таутомерной форме (кетоформе) с образованием окрашенного соединения.
O
OH
O
CH2
H
H
OH
OH
H2C=O
-H2O
OH
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора, 1
мл 1 %-го раствора резорцина в 10 %-м растворе натрий гидроксида. Смесь
нагревают на протяжении 3-5 мин. на водяной бане. Появление розового или
малинового цвета свидетельствует о наличии формальдегида. Эту реакцию дают
ацетальдегид, акролеин, фурфурол и т.п..
6. Реакция восстановления ионов аргентума. Из аммиачного раствора
солей аргентума формальдегид выделяет металлическое серебро:
2[Ag (NH3)2]+ + НСНО + H2O  2Ag + HCOO- + 3NH4++ NH3.
Методика выполнения реакции. В тщательно очищенную от жира пробирку вносят 5
капель 1 %-го раствора аргентум нитрата и каплями прибавляют 10 %-й раствор
аммиака до растворения осадка аргентум гидроксида, который образовался. К этому
раствору прибавляют 1 мл исследуемого раствора, потом смесь осторожно
нагревают на пламени горелки. При наличии формальдегида наблюдается
образование „серебряного зеркала”. Эта реакция успешно проходит при рН=8...9.
Нагревание пробирки должно быть умеренным. При высокой температуре
„серебряное зеркало” не образуется, а выпадает бурый осадок серебра.
11
Кроме формальдегида эту реакцию дают и некоторые другие
восстановители.
7. Реакция с реактивом Фелинга. При нагревании реактива Фелинга с
формальдегидом выпадает осадок купрум (I) оксида. Купрум (I) оксид красного
цвета. Цвет купрум (I) оксида зависит от размера частичек. Очень мелкие частички
имеют голубовато-зеленый цвет, а большие - красный. Поэтому при взаимодействии
реактива Фелинга с восстановителями в подавляющем большинстве случаев
выпадает желтый или красный осадок. В реактиве Фелинга, который является
смесью купрум сульфата, щелочи и сегнетовой соли, купрум входит в состав
комплексного иона.
2Cu(OH)2 + HCHO = Cu2O + HCOOH + 2H2O
Методика выполнения реакции. 1 мл исследуемого раствора вносят в пробирку, туда
же прибавляют 1-2 капли 10 %-го раствора натрий гидроксида до щелочной реакции
(за лакмусом), а потом - 2-3 капли реактива Фелинга. Жидкость интенсивно
взбалтывают и нагревают на пламени газовой горелки. Образование желтого или
красного осадка свидетельствует о наличии формальдегида в исследуемом растворе.
Эта реакция не специфическая. Кроме формальдегида ее дают и другие
альдегиды алифатического ряда.
8. Открытие формальдегида методом микродиффузии. Для открытия
формальдегида в тканях, крови и мочи используют метод микродиффузии, который
базируется на реакции с хромотроповой кислотой.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Метаболизм ксенобиотиков в организме. Пероксидное окисление липидов и
белков.
2. I фаза биотрасформации ксенобиотиков в организме.
3. Изолирование ядов путем дистилляции.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Составлять схему исследования дистиллята на наличие определенных
химических классов „летучих” ядов.
2. Проводить органолептическое исследование дистиллята.
3. Проводить химические реакции открытия в дистилляте цианидной кислоты,
формальдегида.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.: Высшая
школа, 1982. - c. 35-38, 78-86.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975. - с.
65-74, 83-86.
Приложению: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - с. 6-12, 19-24.
ТЕМА:
ЗАНЯТИЕ № 11.
Открытие в дистилляте галогенопроизводных
химическими методами.
алифатичного
ряда
12
ЦЕЛЬ: Научиться открывать во второй порции дистиллята галогенопроизводные
алифатичного ряда: хлороформ, хлоралгидрат,
тетрахлорметан
(чотиреххлористый углерод), дихлорэтан.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Среди
большого
количества
физиологически
активных
галогенпроизхводных алифатического ряда, которые могут послужить причиной
острых отравлений, встречаются вещества с разным выборочным действием на
разные органы и системы организма. Наибольше поражаются печень и почки.
Поскольку хлороформ, хлоралгидрат, тетрахлорметан (чотиреххлористый углерод),
дихлорэтан широко используются в медицине, в промышленности, как
растворители, в лабораториях, как экстрагенты, то есть необходимость в их
открытии и количественном определении в жидкостях организма и во внутренних
органах при проведении судебно-токсикологического исследования.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Основные пути проникновения в организм, распределение и накопление ядов в
органах (курс биологической химии, фармакологии, токсикологической химии).
2. Пути и закономерности выведения из организма ядов (курс биологической химии,
физиологии, фармакологии, токсикологической химии).
3. Реакции характерные для хлороформа, хлоралгидрата, тетрахлорметана
(чотиреххлористого углерода), дихлорэтана (курс органической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. ІІ фаза биотрасформации ксенобиотиков в организме.
2. Изолирование ядов путем дистилляции.
3. Основные этапы и условия изолирования „летучих” ядов методом дистилляции
с водяным паром.
4. Суть метода парофазного анализа.
5. Суть метода суховоздушной перегонки ядовитых веществ.
6. Хлороформ, его применение, пути поступления, метаболизм, токсичное
действие, летальная доза, изолирование, открытие химическими методами.
7. Хлоралгидрат, его применение, пути поступления, метаболизм, токсичное
действие, летальная доза, изолирование, открытие химическими методами.
8. Тетрахлорметан (чотиреххлористый углерод), его применение, пути
поступления, метаболизм, токсичное действие, летальная доза, изолирование,
открытие химическими методами.
9. Дихлорэтан, его применение, пути поступления, метаболизм, токсичное
действие, летальная доза, изолирование, открытие химическими методами.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. Реакция дистиллята с реактивом Фелинга положительная. Какие „летучие” яды
могут реагировать с указанным реактивом?
2. Общие реакции на галогенопроизводные „летучие” яды положительные. Как в
этом случае доказать присутствие хлоралгидрата?
3. Как отличить хлороформ от хлоралгидрата и тетрахлорметана химическими
методами?
4. Вследствие передозировки хлоралгидратом человек в бессознательном состоянии
попала в больницу. Проведите ХТА анализ крови на наличие хлоралгидрата.
13
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ХЛОРОФОРМ - CHCl3
Физико-химические свойства. Хлороформ (трихлорметан) CHCl3 бесцветная прозрачная летучая жидкость с характерным запахом. Смешивается с
диэтиловым эфиром, этиловым спиртом и другими органическими растворителями,
слабо растворяется в воде. Под влиянием света, воздуха, влаги и температуры
хлороформ постепенно разлагается. При этом могут образовываться фосген,
фомиатная и хлоридная кислоты.
Применение.
Хлороформ
широко
применяется
в
химической
промышленности и химических лабораториях как растворитель. Раньше него
применяли в медицине для наркоза. Теперь хлороформ в смеси с другими
лекарственными препаратами используют для растираний.
Действие на организм. Пары хлороформа легко проникают в организм из
воздуха, который вдыхается. Хлороформ действует на центральную нервную
систему, вызывая наркоз. Он накапливается в тканях, богатых на жиры. Если
хлороформ поступил в организм в больших количествах, могут появиться
дистрофические изменения во внутренних органах, особенно в печени. При
отравлении хлороформом смерть наступает от остановки дыхания.
Метаболизм. Хлороформ, который попал в организм, быстро исчезает из
крови. Через 15-20 мин. с воздухом, который выдыхается, в несмененном виде
выделяется 30-50 % хлороформа. В течении часа через легкие выделяется до 90 %
хлороформа, который поступил в организм. Однако еще и через 8 часов в крови
можно открыть незначительное количество хлороформа. Часть хлороформа
метаболизирует. При этом как метаболиты образуются оксид карбона (IV) и
хлороводород.
Объекты исследования. При химико-токсикологических исследованиях
основными объектами анализа на наличие хлороформа в организме является воздух,
который выдыхается, богатые на жиры ткани трупов и печень.
ХЛОРАЛГИДРАТ – ССl3CHO*H2O
Физико-химические свойства. Хлоралгидрат - бесцветные кристаллы или
мелкокристаллический порошок с характерным острым запахом, слегка
горьковатый на вкус, растворяется в воде, этиловом спирте, диэтиловом эфире и
хлороформе.
Применение. Хлоралгидрат используют в медицине как успокоительное,
снотворное и аналгезирующее средство. Он применяется при психических
возбуждениях и как противосудорожное средство при эклампсии и других
заболеваниях.
Действие на организм. В больших дозах хлоралгидрат может вызвать
отравление. По токсичному действию хлоралгидрат близок к хлороформу.
Метаболизм.
Хлоралгидрат
быстро
всасывается
в
кровь
из
пищеварительного канала. В организме он метаболизирует. Метаболитами
хлоралгидрата является трихлорэтанол и трихлорацетатная кислота. Считают, что
токсичное действие хлоралгидрата на организм объясняется образованием
трихлорэтанола. Трихлорацетатная кислота может образовываться в организме
14
двумя путями: непосредственно из хлоралгидрата и с трихлорэтанола.
Трихлорэтанол выделяется из организма с мочой в виде глюкуронида.
Объекты исследования. После смерти, вызванной отравлением
хлоралгидратом, определенное количество его в неизмененном виде можно открыть
в печени и желудке.
ТЕТРАХЛОРМЕТАН - ССl4
Физико-химические свойства. Тетрахлорметан ССl4 - прозрачная
жидкость со своеобразным запахом (т. кип. 75-77 °С). Он смешивается в любых
соотношениях с ацетоном, бензолом, бензином, сероуглеродом и другими
органическими растворителями. В воде при 20 °С растворяется около 0,01 %
тетрахлорметана. Тетрахлорметан не является огнеопасным, его пары в несколько
раз тяжелее воздуха.
Применение. Тетрахлорметан широко применяется в промышленности как
растворитель жиров, смол, каучука. Он используется как консервант при обработке
меха, для выведения жирных пятен с одежды. Тетрахлорметан входит в состав
жидкостей для заполнения огнетушителей. Тяжелые пары тетрахлорметана
уменьшают контакт предметов, которые горят, с кислородом воздуха. Это
прекращает процесс горения. Однако при высокой температуре вследствие
разложения тетрахлорметана могут образовываться фосген и другие ядовитые
вещества. Его также используется в ветеринарии как протиглистное средство.
Действие на организм. Тетрахлорметан попадается в организм при
вдыхании его паров, может также поступать через невредимую кожу и
пищеварительный канал. Он неравномерно распределяется в организме. Количество
его в ткани, богатой на жиры, в несколько раз больше, чем в крови. Содержание
тетрахлорметана в печени и костном мозге значительно выше, чем в легких. В
эритроцитах крови трупов содержание тетрахлорметана приблизительно в 2,5 раза
выше, чем в плазме. Он имеет наркотическое действие, поражает центральную
нервную систему. Попадание в организм больших его доз вызывает тяжелые
дистрофические изменения в печени, почках, сердце и других органах. Смертельная
доза тетрахлорметана составляет 30-60 мл.
Метаболизм. Тетрахлорметан быстро выделяется из организма. Уже через
48 часов после поступления в организм его нельзя открыть в воздухе, который
выдыхается. Его метаболитами является хлороформ и оксид карбона (IV).
ДИХЛОРЭТАН - С2Н4С12
Физико-химические свойства. Известны два изомера дихлорэтана
(С2Н4С12): 1, 1-дихлорэтан и 1, 2-дихлорэтан. 1, 1-дихлорэтан (хлористый этилиден)
СН3-СНС12 - бесцветная жидкость (плотность 1,189 при 10 °С), которая кипит при
58 °С. 1, 2-дихлоретан (хлористый етилен) Сl-СН2-СН2-Сl - жидкость (плотность
1,252 при 20 °С), которая кипит при 83,7 °С, В промышленности 1, 2-дихлорэтан
применяется шире, чем 1, 1-дихлорэтан.
1, 2-дихлоретан слабо растворяется в воде, хорошо растворяется в
большинстве органических растворителей. Он устойчивый к действию кислот и
15
щелочей. Вспыхивает тяжело. Технический 1, 2-дихлорэтан содержит примеси
трихлорэтилена Сl-СН=ССl2.
Применение. В промышленности 1, 2-дихлоретан используют как
растворитель жиров, восков, смол, парафинов и других веществ. Его используют и в
химических лабораториях для экстракции многих органических веществ из водных
растворов. 1, 2-дихлоретан применяют для извлечения жира из шерсти животных,
для химчистки одежды.
Действие на организм. 1, 2-дихлорэтан более токсичный, чем 1, 1дихлорэтан. Пары 1, 2-дихлорэтана проникают в организм через дыхательные пути.
Это вещество в жидком состоянии может проникать в организм через невредимую
кожу. Известны случаи отравления 1, 2-дихлорэтаном, по ошибке употребленным
вместо спиртных напитков. Картина отравления 1, 2-дихлорэтаном похожа на
картине отравления тетрахлорметаном. 1, 2-дихлорэтан вызывает поражение
центральной нервной системы, печени, почек и сердечной мышцы.
После приема токсичной дозы 1, 2-дихлорэтана наблюдаются рвота, пронос,
боли в участке печени, вздутость живота, уремия. 15-50 мл 1, 2-дихлорэтана в
подавляющем большинстве случаев вызывает смерть. В литературе есть сведения о
том, что 1, 2-дихлорэтан имеет канцерогенное и мутагенное действие на организм.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Особенности выделения дихлорэтана из биологического материала.
Выделение дихлорэтана из биологического материала осуществляют перегонкой с
водяным паром. Для исследования берут первые порции дистиллята. В случаях,
когда есть специальные указания провести исследование биологического материала
на наличие 1, 2-дихлорэтана, получают около 300 мл дистиллята, который
перегоняют повторно и собирают первые 200 мл дистиллята. Этот дистиллят
дважды перегоняют с дефлегматором. Последний дистиллят (объемом 10 мл),
полученный перегонкой жидкости с дефлегматором, исследуют на наличие 1, 2дихлорэтана.
Исследование модельного дистиллята
Органолептический контроль. Визуально устанавливают наличие в
дистилляте помутнения, присутствия капель жидкостей более легких, или более
тяжелых за воду, определяют запах дистиллята.
Проведение химических реакций.
Вторую фракцию дистиллята начинают исследовать с помощью химических
реакций на галогенопроизводные алифатического ряда (хлороформ, тетрахлорметан,
хлоралгидрат, 1, 2-дихлорэтан).
ОТКРЫТИЕ ХЛОРОФОРМА
Хлороформ, который содержится в дистилляте, можно открыть за наличием
хлора в его молекуле, а также с помощью реакций Фудживара, образования
изонитрила, реакции с резорцином, с реактивом Фелинга и т.п.. Большинство этих
реакций дают и некоторые другие хлорсодержащие вещества, которые имеют
токсикологическое значение.
16
1. Реакция отщепления хлора. При нагревании хлороформа со спиртовым
раствором щелочи происходит отщепление атомов хлора, которые можно открыть с
помощью реакции с аргентум нитратом после подкисления полученного раствора
нитратной кислотой:
СНСl3 + 4NaOH → 3NaCl + HCOONa + 2Н2ОБ;
NaCl + AgNO3 → AgCl +NaNO3.
Перед выполнением этой реакции необходимо убедиться в том, что в исследуемом
растворе (дистилляте) и в реактивах нет ионов хлора.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1-2 мл исследуемого раствора и
1 мл 10 %-го спиртового раствора натрий гидроксида. Пробирку осторожно
нагревают на пламени газовой горелки на протяжении 3-5 мин. После охлаждения
раствора его подкисляют 10 %-м раствором нитратной кислоты до кислой реакции
за лакмусом и прибавляют 0,5 мл 1 %-го раствора аргентум нитрата. Появление
белого осадка, растворимого в аммиаке, свидетельствует о наличии хлороформа в
исследуемом растворе.
Эта реакция не специфическая, ее дают хлоралгидрат, тетрахлорметан,
дихлорэтан и др.
2. Реакция Фудживара. Хлороформ и ряд других галогеносодержащих
соединений можно открыть с помощью реакции Фудживара, которая основывается
на взаимодействии этих веществ с пиридином при наличии щелочи. Во время
взаимодействия хлороформа с пиридином и щелочью образуется полиметиновый
краситель. Сначала образуется соль пиридиния.
+H2O
CHCl3 +
N
+
N
CHCl2
-
Cl -HCl
H
++ OH
N
CHCl2
N
H
C
O
H
CHCl2
Под влиянием щелочи соль пиридиния превращается в производное
глутаконового альдегида, во время гидролиза которой образуется глутаконовый
альдегид, который имеет цвет.
Описано два варианта реакции Фудживара. Первый вариант: наблюдают цвет
полученного глутаконового альдегида. Второй вариант: к полученному
глутаконовому альдегиду прибавляют ароматический амин или другое соединение,
которое содержит подвижный атом гидрогена, а потом наблюдают цвет.
Методика выполнения реакции. К 2-3 мл исследуемого раствора прибавляют 2 мл
свежеперегнаного пиридина и 2 мл 10 %-го раствора натрий гидроксида. Смесь
нагревают на водяной бане на протяжении 2-3 мин. При наличии хлороформа в
исследуемом растворе появляется красный цвет.
Эта реакция не специфическая. Кроме хлороформа ее дают хлоралгидрат,
тетрахлорметан, дихлоретан, трихлорацетатная кислота, трихлорэтилен и т.п..
3. Реакция с резорцином. При нагревании хлороформа с резорцином при
наличии щелочи появляется розовый или малиново-красный цвет.
СНСl3 + 4NaOH → 3NaCl + HCOONa + 2Н2О
17
O
OH
O
H
CONa
H
H
OH
OH
O
H-C ONa
-H2O
OH
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 1
мл 10 %-го свежеприготовленного раствора резорцина в 10 %-м растворе натрий
гидроксида. После нагревания пробирки на кипящей водяной бане на протяжении 510 мин появляется розовый или малиновый цвет. Параллельно выполняют
контрольный опыт.
Эту реакцию кроме хлороформа дают тетрахлорметан, хлоралгидрат и т.п..
Не дает этой реакции дихлорэтана.
4. Реакция образования изонитрила. При нагревании хлороформа с
первичными аминами и щелочью образуется изонитрил, который имеет неприятный
запах:
СНСІ3 + RNH2 + 3КОН → RN=C + 3КС1 + ЗН2О.
Методика выполнения реакции. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 10
капель 10 %-го спиртового раствора натрий гидроксида и одну каплю водного
раствора анилина. Жидкость нагревают на водяной бане на протяжении 1-2 мин.
Появление неприятного запаха изонитрила свидетельствует о наличии хлороформа
в пробе. Эту реакцию дают тетрахлометан, хлоралгидрат и др. Дихлорэтан не дает
этой реакции.
Изонитрильную реакцию выполняют под вытяжным шкафом. Для
разложения изонитрила в использованных для выполнения реакции пробирках их
кипятят с 10 %-м раствором сульфатной кислоты.
5. Реакция с реактивом Фелинга. Во время взаимодействия хлороформа
со щелочью образуется соль муравьиной (формиатной) кислоты:
СНСІ3 + 4NaOH → HCOONa + 3NaCl + 2H2O
Реактив
Фелинга,
который
содержит
внутрикомплексное
соединение
K2Na2[Cu(С4Н3О6)2], образующегося во время взаимодействия ионов купрума (II) с
сегнетовой солью, при нагревании окисляет муравьиную кислоту и ее соли. В
результате реакции выпадает осадок оксида купрума (II) красного цвета:
K2Na2[Cu(С4Н3О6)2] + 2Н2О → 2KNaC4H4O6 + Сu(ОН)2;
2Сu(ОН)2 + HCOONa → Сu2О + CO2 + 2Н2О + NaOH.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 2 мл исследуемого раствора, 2
мл 10 %-го раствора натрий гидроксида и 5 капель реактива Фелинга, смесь
нагревают на водяной бане. При наличии хлороформа в исследуемом растворе
выпадает желтый осадок, который потом переходит в красный.
Кроме хлороформа эту реакцию дают хлоралгидрат, формальдегид,
ацетатный альдегид. Не дают этой реакции 1, 2-дихлорэтан, дихлорэтил,
тетрахлорметан и т.п.
18
ОТКРЫТИЕ ХЛОРАЛГИДРАТА
Хлоралгидрат дает все реакции, которые в химико-токсикологическом
анализе применяют для открытия хлороформа. Это объясняется тем, что реакции,
которые используются в химико-токсикологическом анализе на хлоралгидрат,
осуществляют при наличии щелочи, под влиянием которой хлоралгидрат
разлагается с выделением хлороформа:
СС13СНО + NaOH → СНС13 + HCOONa.
Чтобы отличить хлоралгидрат от хлороформа, может быть использована
реакция с реактивом Несслера. Эту реакцию дает хлоралгидрат, который содержит
альдегидную группу. Не дает этой реакции хлороформ.
1. Реакция с реактивом Несслера. Во время взаимодействия
хлоралгидрата с реактивом Несслера выделяется свободная ртуть:
СС13СНО + К2[HgI4] + 3КОН → Hg + СС13СООК + 4КІ + 2Н2О.
Методика выполнения реакции. К нескольким каплям исследуемого раствора
прибавляют 2-3 капли реактива Несслера и взбалтывают жидкость. При наличии
хлоралгидрата в исследуемом растворе образуется кирпично-красный осадок,
который позже становится грязно-зеленым.
Эту реакцию не дают хлороформ, тетрахлорметан, дихлорэтан и хлористый
этилен. С реактивом Несслера дают реакцию альдегиды и некоторые другие
восстановители.
2. Отличие хлоралгидрата от хлороформа. Кроме реакции с реактивом
Несслера для того чтобы отличить хлоралгидрат от хлороформа может быть
использованная такая проба: дистиллят, полученный после перегонки ядовитых
веществ с водяным паром, проверяют на наличие хлорпроизводных углеводов с
помощью реакций на хлороформ. При наличии хлорпроизводных часть дистиллята
2-3 раза взбалтывают с новыми порциями диэтилового эфира (по 5 мл). Эфирные
извлечения объединяют и фильтруют через сухой фильтр. Фильтрат собирают в
фарфоровую чашку и выпаривают диэтиловый эфир при комнатной температуре.
Если в дистилляте был хлороформ, то при выпаривании диэтилового эфира он
испаряется вместе с этим растворителем. Для подтверждения наличия
хлоралгидрата в остатке к нему прибавляют 5-7 капель воды. Полученный раствор
исследуют на наличие хлоралгидрата с помощью описанных выше реакций (реакция
Фудживара, реакция образования изонитрила, реакция с реактивом Фелинга и др.).
3. Предварительная проба на хлоралгидрат в моче. С этой целью
используют описанную выше предварительную пробу, которая основывается на
реакции Фудживара.
ОТКРЫТИЕ ТЕТРАХЛОРМЕТАНА
В химико-токсикологическом анализе для открытия тетрахлорметана СС14
в дистиллятах применяют реакции, большинство из которых дают и другие
хлорпроизводные углеводородов.
1. Реакция отщепления хлора. Тетрахлорметан можно открыть за
наличием в его молекуле атомов хлора.
СС14 + 4NaOH = CO2 + 4NaCl + 2H2O
Методика выполнения реакции. См. открытие хлороформа.
19
2. Реакция Фудживара. При нагревании СС14 с пиридином при наличии
щелочи появляется красный цвет.
+H2O
CCl4 +
+
N
N
-
Cl -HCl
H
+ + OH
N
N
H
CCl3
CCl3
C
O
H
CCl3
Методика выполнения реакции. См. открытие хлороформа.
3. Реакция образования изонитрила. Тетрахлорметан во время
взаимодействия с анилином образует изонитрил, имеющий неприятный запах.
ССІ4 + RNH2 + 4КОН → RN=C + 4КС1 + 3Н2О.
Методика выполнения реакции. См. открытие хлороформа.
4. Реакция с резорцином. При нагревании СС14 с резорцином при наличии
щелочи появляется розовый или малиново-красный цвет.
Методика выполнения реакции. См. открытие хлороформа.
5. Реакция с 2, 7-диоксинафталином. Для открытия тетрахлорметана в
дистиллятах, а также в разных технических жидкостях применяют реакцию с 2, 7диоксинафталином, во время которой появляется светло-бурый цвет, которой
переходит в зелено-желтый.
Методика выполнения реакции. Каплю исследуемой жидкости вносят в пробирку,
прибавляют 2 мл циклогексанола, крупинку натрий гидроксида и несколько
кристалликов 2, 7-диоксинафталина. Смесь кипятят на протяжении 45-60 с. Потом
раствор сливают с натрий гидроксида, который не растворился, охлаждают,
прибавляют к нему 2 мл ледяной ацетатной кислоты и 4 мл этилового спирта и
взбалтывают. При наличии СС14 исследуемый раствор приобретает светло-бурый
цвет, который переходит в зелено-желтый. В этой реакции хлороформ дает темнокрасный цвет.
ОТКРЫТИЕ 1, 2-ДИХЛОРЕТАНА
В химико-токсикологическом анализе для открытия 1, 2-дихлорэтана
используют реакции, которые дают и другие хлорпроизводные углеводородов.
Кроме общих реакций на хлорпроизводные углеводородов для открытия 1, 2дихлорэтана применяют и некоторые специфические реакции.
1. Реакция Фудживара. При нагревании 1, 2-дихлорэтана с пиридином при
наличии щелочи появляется красный цвет.
+H2O
C2H2Cl2 +
N
+
N
C2H2Cl
-
Cl -HCl
H
+ + OH
N
C2H2Cl
N
H
Методика выполнения реакции. См. открытие хлороформа.
C
O
H
C2H2Cl
20
2. Реакция отщеплення атомов хлора. При нагревании дихлорэтана со
щелочью отщепляются атомы хлора, которые можно открыть с помощью реакции с
аргентум нитратом. Однако отщепление атомов хлора от молекулы 1, 2-дихлорэтана
при нагревании с водным раствором щелочи происходит тяжелее, чем от молекулы
хлороформа, хлоралгидрата и т.п..
В. А. Назаренко и Н. В. Лапкина (1952) показали, что атомы хлора
значительно легче отщепляются от молекул дихлорэтана, если нагреть его с
раствором щелочи или натрий карбоната под давлением (в запаянной ампуле):
Сl-СН2-СН2-Сl + Na2CO3 + Н2О → НО-СН2-СН2-ОН + 2NaCl + СО2.
Методика выполнения реакции. В ампулу вместительностью 1 мл вносят 0,5 мл
дистиллята (или 1 каплю препарата) и 0,5 мл 10 %-го раствора натрий карбоната.
Ампулу запаивают и на 1 час помещают в кипящую воду. После охлаждения ее
открывают. Содержимое ампулы переносят в пробирку, прибавляют 10 %-й раствор
нитратной кислоты до кислой реакции на лакмус и 3-5 капель 1 %-го раствора
аргентум нитрата. Появление белого осадка аргентум хлорида свидетельствует о
наличии 1, 2-дихлорэтана в пробе.
Эту реакцию дают хлороформ, хлоралгидрат, тетрахлорметан, 1, 1дихлоретан (хлористый этилиден) и т.п..
3. Реакция образования этиленгликоля и открытие его после
переведения в формальдегид. Эта реакция основывается на том, что при
нагревании дихлоретана с раствором натрий карбоната в запаянной ампуле
образуется этиленгликоль.
Во время взаимодействия этиленгликоля с калий перйодатом КJО4
образуется формальдегид:
НО-СН2-СН2-ОН + КІО4 → 2НСНО + КІО3 + Н2О.
Формальдегид, который образуется в этой реакции, открывают с помощью
реакции с хромотроповой или фуксинсульфитной кислотой.
Методика выполнения реакции. В ампулу вместительностью 1 мл вносят 0,5 мл
дистиллята (или 1 каплю препарата) и 0,5 мл 10 %-го раствора натрий карбоната.
Ампулу запаивают и на протяжении 1-2 часа нагревают в кипящей воде. После этого
ампулу вынимают из кипящей воды, охлаждают, открывают и содержимое
переносят в пробирку. К этой жидкости каплями прибавляют 10 %-й раствор
сульфатной кислоты до кислой реакции на лакмус, а потом 2 капли 5 %-го раствора
калий перйодата в 0,05 моль/л растворе сульфатной кислоты. Через 5 мин.
формальдегид открывают с помощью реакции с хромотроповой или
фуксинсульфитной кислотой.
Не дают этой реакции хлороформ, хлоралгидрат, тетрахлорметан, 1, 1дихлорэтан и т.п.
4. Реакция образования ацетиленида купрума. При нагревании 1, 2дихлорэтана в запаянной ампуле с раствором натрий гидроксида образуется
ацетилен, который во время взаимодействия с солями купрума (1) дает ацетиленид
купрума (ацетиленистую медь) розового или вишнево-красного цвета:
Сl-СН2-СН2-Сl + 2NaOH → НCСН + 2NaCl + 2Н2О;
НССН + 2CuNO3 + 2NH4OH → CuCCCu + 2NH4NO3 + 2H2O.
21
Методика выполнения реакции. В ампулу вместительностью 1 мл вносят 0,5 мл
дистиллята (или каплю жидкости, которую исследуют на наличие дихлорэтана) и
0,5 мл 30 %-го раствора натрий гидроксида. Ампулу запаивают и нагревают в
кипящей воде на протяжении 1 ч. После этого ампулу охлаждают, открывают и
содержимое переносят в пробирку. К содержимому пробирки прибавляют 30 %-й
раствор ацетатной кислоты до появления кислой реакции на лакмус, 2 капли
cвежеприготовленного аммиачного раствора соли купрума (1). Появление розового
или красно-фиолетового цвета свидетельствует о наличии 1, 2-дихлоретана в пробе.
Эту реакцию дает также 1, 1-дихлорэтан (хлористый этилиден).
Не дают этой реакции хлороформ, хлоралгидрат и тетрахлорметан.
5. Реакция с хинолином. Для открытия 1, 2-дихлорэтана в технических
жидкостях используют реакцию с хинолином. При нагревании дихлорэтана с
хинолином образуется цианиновый краситель.
Cl-
+
N
C2H2Cl
CH
N
C2H2Cl
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 0,2-0,3 мл свежеперегнанного
хинолина, прибавляют каплю исследуемой жидкости или каплю этой жидкости в
толуоле. Смесь нагревают на пламени газовой горелки или на глицериновой бане
(около 200 °С) на протяжении 3-4 мин. При медленном нагревании появляется
бурый или буровато-красный цвет. При быстром нагревании жидкость приобретает
синевато-красный цвет.
Кроме 1, 2-дихлорэтана при нагревании с хинолином дают цвет хлористый,
бромистый и йодистый этил. Не дают цвета хлороформ, хлоралгидрат,
тетрахлорметан, 1, 1-дихлорэтан (хлористый этилиден) и др.
Для того чтобы отличить 1, 2-дихлорэтан от хлороформа, хлоралгидрата и
тетрахлорметана, могут быть использованы изонитрильная реакция, реакция с
резорцином и реактивом Фелинга. Этих реакций 1, 2-дихлорэтан не дает.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. II фаза биотрасформации ксенобиотиков в организме.
2. Изолирование ядов путем дистилляции.
3. Общие и специфические реакции на галогенпроизводные алифатического
ряда.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить органолептическое исследование дистиллята.
2. Проводить химические реакции открытия в дистилляте хлороформа,
хлоралгидрата, тетрахлорметана, дихлорэтана.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. - К.: Высшая
школа, 1982. - c. 98-105.
22
2. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - М.: Медицина, 1975. - с.
74-83.
Приложению: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям по
токсикологической химии. - М.: Медицина, 1976. - с. 5-18.
2. Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений.- Под
ред. Р.В. Бережного и др. - 1980. - 416 с.
3. Полюдек-Фабини R, Бейрих Т. Органический анализ. - Л.: Химия,
1981. - 624с.
ЗАНЯТИЕ № 12.
ТЕМА: Открытие в дистилляте спиртов (одноатомных и многоатомных)
химическими методами.
ЦЕЛЬ: Научиться открывать во второй порции дистиллята метанол, этанол,
изоамиловый спирты, этиленгликоль.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Среди всех „летучих” ядов” наиболее распространенные - спирты. Их
используют в разных сферах народного хозяйства. Часто употребление
подделанных алкогольных напитков приводит к тяжелым отравлениям, иногда с
летальных концом. Поэтому необходимо уметь открывать спирты не только в
биологическом материале (крови, печени, и т.п.), а и в алкогольных напитках.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Основные пути проникновения в организм, распределение и накопления ядов в
органах (курс биологической химии, фармакологии, токсикологической химии).
2. Пути и закономерности выведения из организма ядов (курс биологической химии,
физиологии, фармакологии, токсикологической химии).
3. Реакции характерные для одноатомных и многоатомных спиртов (курс
органической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Влияние разнообразных факторов на метаболизм лекарственных веществ.
2. Изолирование ядов путем дистилляции.
3. Основные этапы и условия изолирования „летучих” ядов методом дистилляции
с водяным паром.
4. Суть метода парофазного анализа.
5. Суть метода суховоздушной перегонки ядовитых веществ.
6. Метанол. Применение, летальная доза, метаболизм, токсичное действие,
особенности изолирования, открытие.
7. Этанол. Применение, летальная доза, метаболизм, токсичное действие,
особенности изолирования, открытие.
8. Изоамиловый спирт. Применение, летальная доза, метаболизм, токсичное
действие, особенности изолирования, открытие.
9. Этиленгликоль. Применение, летальная доза, метаболизм, токсичное действие,
особенности изолирования, открытие.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
23
1. При выполнении реакции этерификации с салициловой кислотой ощущался
специфический запах. Какие вещества из группы „летучих” ядов образуют
ароматные эфиры с салициловой кислотой?
2. Исследуемый дистиллят в кислой среде с фуксинсульфитной кислотой
образовывал фиолетовый цвет. Возможно ли открытие метанола в таком случае?
3. Какая вспомогательная подготовка дистиллята необходима для исследования
метанола? Какими вспомогательными реакциями можно доказать присутствие
метанола?
4. В моче и крови найдены этанол. Обязательно ли выполнять количественное
определение на алкоголь и почему?
5. В дистилляте найден этанол. Имеет ли судебно-химическое значение реакция
образования метилсалицилата на метанол в этих условиях?
6. Как необходимо обработать дистиллят, прежде чем приступить к исследованию
на фенол и изоамиловый спирт?
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ
Физико-химические свойства. Метиловый спирт (метанол) - бесцветная
жидкость (т. кип. 64,5 °С, плотность 0,79), смешивается в любых соотношениях с
водой и многими органическими растворителями. Метиловый спирт - яд, горит
бледно-голубым некоптящим пламенем. С кальций хлоридом дает соединение
СаС12*4СН3ОН, а с барий оксидом образует кристаллы ВаО*2СН3ОН. Метиловый
спирт по запаху и вкусу почти не отличается от этилового. Известны случаи
отравления метиловым спиртом, случайно употребленным вместо этилового.
В свободном состоянии в природе метиловый спирт почти не встречается.
Распространены его производные - эфирные масла, сложные эфиры и т.п.. Раньше
метиловый спирт добывали сухой перегонкой дерева. Поэтому до сих пор
неочищенный метиловый спирт, полученный сухой перегонкой дерева, называют
древесным спиртом. Сейчас используется несколько промышленных синтетических
способов добывания метилового спирта.
Применение. Метиловый спирт широко используют в промышленности как
растворитель лаков, красок, как исходное вещество для добывания хлористого
метила, диметилсульфата, формальдегида и ряда других химических соединений.
Он применяется для денатурации этилового спирта, входит в состав антифриза.
Пути поступления. Метиловый спирт может попадать в организм через
пищеварительный канал, а также с воздухом, который вдыхается, в котором
находится пары этого спирта. В незначительных количествах метиловый спирт
может проникать в организм через кожу.
Действие на организм. Токсичность метилового спирта зависит от
обстоятельств отравления и индивидуальной чувствительности организма. Под
влиянием метилового спирта происходит поражение сетчатки глаза и зрительного
нерва, иногда наступает неизлечимая слепота.
Возникновение слепоты ряд авторов объясняют действием не метилового
спирта, а его метаболитов (формальдегида и муравьиной кислоты). Метиловый
спирт усиливает окислительные процессы и кислотно-основное равновесие в
24
клетках и тканях. В результате этого возникает ацидоз. Отравление метиловым
спиртом в ряде случаев заканчивается смертью. Опасность появления слепоты
возникает уже после употребления 4-15 мл метилового спирта. Смертельная доза
принятого всередину метилового спирта составляет 30-100 мл. Смерть наступает в
результате остановки дыхания, отека головного мозга и легких, коллапса или
уремии. Местное действие метилового спирта на слизистые оболочки оказывается
сильнее, а наркотическое действие - слабже, чем этилового спирта.
Одновременное поступление метилового и этилового спиртов в организм
уменьшает токсичность метилового спирта. Это объясняется тем, что этиловый
спирт уменьшает скорость окисления метилового спирта почти на 50 %, а потому,
снижает его токсичность.
Метаболизм. Метиловый спирт, который поступил в организм,
распределяется между органами и тканями. Наибольшее количество его
накапливается в печени, потом в почках. Меньшее количество этого спирта
накапливается в мышцах, жире и головном мозге. Метаболитом метилового спирта
является формальдегид, который окисляется до муравьиной кислоты. Часть этой
кислоты расщепляется на карбон (IV) оксид и воду. Некоторое количество
метилового спирта, который не метаболизирует, выделяется с воздухом, который
выдыхается. Он может выделяться с мочой в виде глюкуронида. Однако с мочой
могут выделяться и небольшие количества неизмененного метилового спирта.
Метиловый спирт окисляется в организме медленнее, чем этиловый.
Делая вывод об отравлении метиловым спиртом, следует иметь в виду, что
в организме (в норме) может содержаться 0,01-0,3 мг % метилового спирта и около
0,4 мг % муравьиной кислоты.
ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ
Физико-химические свойства. Этиловый спирт С2Н5-ОН (этанол,
этиловый алкоголь, винный спирт) - бесцветная, летучая жидкость с характерным
запахом, жгучая на вкус (плотность 0,813-0,816, т. кип. 77-77,5 °С). Этиловый спирт
горит синеватым пламенем, смешивается в любых соотношениях с водой,
диэтиловым эфиром и многими другими органическими растворителями,
перегоняется с водяным паром.
Этиловый спирт добывают брожением крахмалсодержащих продуктов
(зерна, картофеля), фруктов, сахара и т.п. Добытый брожением этиловый спирт
отгоняют и получают спирт-сырец, который очищают ректификацией. Спирт-сырец
и самогон, изготовленный в домашних условиях, содержат некоторое количество
сивушных масел. Сивушные масла относительно медленно метаболизируют в
организме. Поэтому продолжительность действия их на организм больше, чем
этилового спирта.
Применение этилового спирта. Этиловый спирт широко применяют в
промышленности как растворитель и исходный продукт для добывания многих
химических соединений. Этот спирт используют в медицине как дезинфицирующее
средство. В химических лабораториях он применяется как растворитель, входит в
состав многих спиртных напитков.
25
Путь поступления. Этиловый спирт может попадать в организм
несколькими путями: при приеме в середину, при внутривенном введении, а также
через легкие в виде паров с воздухом, который вдыхается.
Действие на организм. Этиловый спирт, который поступил в организм,
действует на кору головного мозга. При этом наступает опьянение с характерным
алкогольным возбуждением. Это возбуждение не является результатом усиления
процесса возбуждения, а возникает из-за ослабления процесса торможения. Под
влиянием алкоголя процессы возбуждения преобладают над процессами
торможения. В больших дозах этиловый спирт вызывает угнетение функций как
спинного, так и продолговатого мозга. При этом может возникать состояние
продолжительного глубокого наркоза с потерей рефлексов и угнетением жизненно
важных центров. Под влиянием этилового спирта может настать смерть вследствие
паралича дыхательного центра.
О токсичности этилового спирта свидетельствуют случаи
острых отравлений им. За последнее десятилетие острые отравления
этиловым спиртом занимают первое место (около 60 %) среди
отравлений другими токсичными веществами. Алкоголь не только
вызывает острые отравления, а и оказывает содействие внезапной
смерти от других заболеваний (прежде всего сердечно-сосудистой
системы).
Степень токсичности этилового спирта зависит от дозы,
концентрации его в напитках, наличия в нем сивушных масел и
других примесей, которые прибавляются к напиткам для
определенного запаха и вкуса. Ориентировочно смертельной дозой
для человека считается 6-8 мл чистого этилового спирта на 1 кг массы
тела. В перерасчете на всю массу тела это составляет 200-300 мл
этилового спирта. Однако эта доза может изменяться от
чувствительности до этилового спирта, условий его приема
(прочность напитков, наполнение желудка пищей) и т.п.. В одних
человек смерть может настать после приема 100-150 г чистого
этилового спирта, в то время как у других лиц смерть не настанет
даже после употребления 600-800 г его.
Повторные приемы алкоголя приводят к привыканию, в
результате чего малые его дозы перестают вызвать предыдущее
состояние эйфории. Чтобы вызвать эйфорию, таким лицам со
временем нужна повышенная доза этилового спирта. Одновременно с
привыканием вырабатывается страсть, а потом развивается
алкогольная зависимость (алкоголизм), которая характеризуется
26
досадными переживаниями без употребления алкоголя и сильным
желанием повторных его употреблений.
В результате продолжительного приема этилового спирта
возникает ряд тяжелых нарушений функций организма: цирроз
печени, перерождение сердечной мышцы и почек, стойкое
расширение сосудов лица (особенно сосудов носа), дрожание мышц,
галюцинации, буйный бред (белая горячка), перерождение мужских и
женских половых желез, вследствие чего от алкоголиков рождаются
дети с умственной и физической недостаточностью. Кроме того,
алкогольное опьянение часто является причиной несчастных случаев
в быту, на производстве, транспорте и т.п.. Значительное количество
правонарушений и преступлений осуществляется в состоянии
алкогольного опьянения.
Итак, алкоголизм - большое социальное зло, с которым
необходимо вести решительную борьбу.
Распределение в организме. Этиловый спирт неравномерно
распределяется в тканях и биологических жидкостях организма. Это
зависит от количества воды в органе или биологической жидкости.
Количественное
содержимое
этилового
спирта
прямо
пропорциональный количеству воды и обратно пропорциональный
количеству жировой ткани в органе. Содержимое воды в организме
составляет близко 65 % общей массы тела. Из этого количества 75-85
% воды содержится в крови. Учитывая большой объем крови в
организме, в ней накапливается значительно большее количество
этилового спирта, чем в других органах и тканях. Поэтому
определение этилового спирта в крови имеет большое значение для
оценки количества этилового спирта, который поступил в организм.
Есть определенная зависимость между количеством этилового спирта
в крови и мочи. В первые 1-2 часа после употребления этилового
спирта (спиртных напитков) концентрация его в моче кое-что низшая,
чем в крови. В период элиминации содержимое этилового спирта в
моче, взятой катетером из мочеточника, превышает содержимое его в
крови. Эти данные имеют большое значение для установления
времени, которое прошло с момента приема этилового спирта к
моменту исследования.
Большое значение в диагностике опьянений и отравлений
этиловым спиртом имеют результаты количественного определения
27
этого спирта, которые выражают в промилле °/оо, что означает
«тысячная частица».
При оценке результатов количественного определения
этилового спирта в крови следует учитывать, что этот спирт может
образовываться в трупах от мизерных количеств до 2,4/оо. В первые
2-3 сутки после смерти этиловый спирт определенной мерой
раскладывается под влиянием алкогольдегидрогеназы, которая в
настоящее время еще сохраняет ферментативную активность.
В отличие от крови, в моче трупов образования этилового
спирта не происходит. Поэтому для оценки степени опьянения
проводят определение этилового спирта как в крови, так и в моче.
Вывод о степени опьянения и о смертельных отравлениях
этиловым спиртом делают на основе результатов определения его в
крови. При открытии в крови меньше чем 0,3 0/00 этилового спирта
делают вывод об отсутствии влияния этого спирта на организм.
Легкое опьянение характеризуется наличием в крови 0,5-1,50/00
этилового спирта. При опьянении средней степени в крови
оказывается 1,5-2,5 0/00,а при сильному - 2,5-3,0 0/00 этилового спирта.
При тяжелом отравлении в крови содержится 3-5 0/00, а при
смертельному – 5-6 0/00 этилового спирта.
Метаболизм. Около 2-10 % этилового спирта выделяется из
организма в несмененном виде с мочой, выдыхаемым воздухом,
потом, слюной, калом и т.п.. Остаток этого спирта метаболизируется
несколькими путями. Определенное количество этилового спирта
окисляется с образованием воды и оксида карбона (IV). Кое-что
большая часть его окисляется к ацетатному альдегиду, а потом к
ацетатной кислоте.
Антабус, циамид, тетурам и некоторые другие вещества
тормозят превращение в организме ацетатного альдегида на
ацетатную кислоту. Если человеку, который принял этиловый спирт,
ввести эти вещества, это приведет к накоплению в крови ацетатного
альдегида, который вызывает отвращение к алкоголю.
ИЗОАМИЛОВЫЙ СПИРТ
Химический^-химические-физико-химические
свойства.
Изоамиловый спирт ( бутанол-1, или изобутилкарбинол) (СН3)2СН-СН
2-СН 2-ВОН есть оптически неактивной жидкостью (т. кип. 132,1 °С,
плотность 0,814 при 20 °С) с неприятным запахом.
28
Изоамиловый спирт ( метилбутанол-4) - основная составная
часть сивушных масел. В состав сивушного масла входят также
оптически активный изоамиловый спирт СН 3-СН 2-СН(СН3)-СН 2-ВОН (
метилбутанол-1), изобутиловий спирт и н-пропиловий спирт. Кроме
этих спиртов в сивушных маслах в незначительных количествах
содержатся жирные кислоты, их эфиры и фурфурол. Наличием
метилбутанолу-1 в сивушных маслах объясняется их резкий
неприятный запах и высокая токсичность.
Изоамиловый спирт является побочным продуктом спиртового
брожения соединений, которые содержатся в свекле, картофеля,
фруктах, зерне пшеницы, ржи, ячменя и других сельскохозяйственных
культурах.
Основным продуктом спиртового брожения есть этиловый
спирт, который содержит определенное количество сивушных масел.
Однако при спиртовом брожении сивушные масла образовываются не
за счет углеводов, а за счет аминокислот, которые есть продуктами
гидролиза белков. Так, в условиях спиртового брожения изоамиловый
спирт ( метилбутанол-1) образовывается из лейцина, а оптически
активный изоамиловый спирт ( метилбутанол-1) - из изолейцина. Для
очищения от сивушных масел спирта-сырца, полученного при
спиртовом брожении, осуществляют ректификацию этого спирта.
Ниже рассмотрено применения и действие на организм
метилбутанола-лишь 1, как одного из наиболее токсичных
компонентов сивушных масел.
Применение.
Изоамиловый
спирт
используют
в
промышленности как растворитель, а также для приготавливания
эссенций с приятным фруктовым запахом. Некоторые из этих
эссенций применяются в парфюмерии. Изоамиловый спирт
используют для добывания амилацетата, из которого изготовляют
нитроцелюлозни лаки, и амилнитрита, который применяется в
медицине.
Действие на организм. Изоамиловый спирт в 10-12 раз более
токсичный, чем этиловый. Он действует на центральную нервную
систему, имеет наркотические свойства. При приеме изоамилового
спирта появляется головная боль, дурнота, рвота. Симптомы
отравления оказываются уже после употребления 0,5 г изоамилового
спирта, смерть может вызвать прием вглубь 10-15 г этого спирта.
29
Случаются случаи смертельных отравлений самогоном и другими
водочными изделиями кустарного производства, которые содержат
изоамиловый спирт и другие компоненты сивушных масел.
Метаболизм. Часть изоамилового спирта, который попал в
организм, превращается в альдегид изовалериановой кислоты, а потом
на изовалериановую кислоту. Некоторое количество несмененного
изоамилового спирта и указанных метаболитов выделяется из
организма с мочой и воздухом, который выдохнется.
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ
Физико-химические свойства. Этиленгликоль (НО-СН 2-СН 2ВОН) есть одним из представителей двухатомных спиртов, которые
имеют токсикологическое значение. Это бесцветная маслянистая
жидкость (т. кип. 197 °С), сладковатая на вкус. Этиленгликоль
смешивается с водой в любых соотношениях, тяжело растворяется в
диэтиловом эфире, хорошо - в этиловом спирте. этиленгликоль
перегоняется с водяным паром.
Применение. Этиленгликоль использую в технике как мастило
для шарикоподшипников и особенно как антифриз (смесь жидкостей,
которую применяют для предотвращения замерзания воды, которая
охлаждает двигатели автомобилей). Технический этиленгликоль
иногда окрашивают в винно-красный или другой цвет.
Пути поступления. Этиленгликоль может поступать в
организм через травный канал и кожу. В связи с малой летучестю
этиленгликолю лишь незначительные количества его могут поступать
в организм с воздухом, который вдыхается.
Действие на организм. После попадания в организм
этиленгликоль действует как сосудистый и протоплазматический яд,
который удручает окислительные процессы и служит причиной
дегенеративные изменений сосудов.
Метаболизм. Метаболизм этиленгликолю сложный. Основной
путь метаболизма этого препарата заключается в том, что он
окисляется к альдегиду гликолевой кислоты НО-СН 2-СНО, который
дальше окисляется к гликолевой кислоты НО-СН 2-СООН, что
раскладывается на оксид карбона (IV) и муравьиную кислоту. Часть
этиленгликолю в организме превращается в оксалатную кислоту,
которая может быть причиной повреждения почек вследствие
30
откладывания оксалатов в почечных канальцах. Оксид карбона (IV),
как метаболит этиленгликолю, выделяется из организма с воздухом,
который выдохнется. Остальные метаболитов и часть несмененного
этиленгликоля выделяются из организма с мочой.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Особенность изолирования метанола из биологического
материала
Учитывая летучесть метилового спирта при изолировании его
из биологического материала перегонкой с водной парой, приемник
для дистиллята следует охлаждать холодной водой или льдом.
Полученный дистиллят содержит, как правило, незначительное
количество метилового спирта. Поэтому этот дистиллят подвергают
дво- или трехразовой перегонке с дефлегматором. Только после
дефлегмации в дистилляте определяют наличие метилового спирта.
Особенность
изолирования
этиленгликоля
из
биологического материала. Метод выделения етиленгликолю из
объектов химико-токсикологического анализа предложен Н. В.
Лапкиною и В. А. Назаренко. Этот метод основывается на
использовании бензола как селективного переносчика этиленгликоля
из объектов в дистиллят. Бензол вместе с парой этиленгликоля и
небольшим количеством водной пары переносятся в дистиллят. Вода,
которая перегоняется при этом, практически содержит весь
этиленгликоль.
На исследование берут печень трупа, в которой после
отравления содержится больше этиленгликолю, чем в других органах.
При острых отравлениях этиленгликолем исследуют и желудок с
содержимым. Для изолирования етиленгликоля пользуются
специальным аппаратом. До 10 г печени или содержимого желудка
прибавляют 5 г кристаллической оксалатной кислоты, смесь
растирают к получению мелко розтертої массы, которую переносят в
круглодонну колбу вместительностью 100 мл, прибавляют 50 мл
бензола.
Колбу
закрывают
вертикально
поставленным
холодильником, который имеет устройство для улавливания воды.
Потом колбу устанавливают на водный нагреватель и нагревают. Пара
бензола
и
этиленгликоля,
которая
захватывается
водой,
конденсируется в холодильнике и попадается в специальное
31
устройство. Поскольку в этом устройства (насадке) бензол
(плотностью 0,879 г/мл) находится над водой, он стекает в колбу, а
вода и этиленгликоль, который содержится В воде, остаются в
насадке. После окончания перегонки прибор разбирают и пипеткой
отбирают из насадки необходимое для анализа количество жидкости.
Исследование дистиллята
Органолептический контроль. Визуально устанавливают
наличие в дистилляте помутнения, присутствия капель жидкостей
более легких, или более тяжелых за воду, определяют запах
дистиллята.
Проведение химических реакций.
ОТКРЫТИЕ МЕТИЛОВОГО СПИРТА
Для открытия метилового спирта применяют ограниченное
количество реакций. Большинство из них осуществляют после
переведения его в формальдегид. Наличие метилового спирта можно
открыть реакцией с салициловой кислотой.
1. Реакция образования метилового эфира салициловой
кислоты. В пробирку вносят 1 мл дистиллята или другого
исследуемого раствора, прибавляют 0,03-0,05 г салициловой кислоты
и 2 мл концентрированной сульфатной кислоты, потом смесь
осторожно нагревают на пламени горелки. При наличии метилового
спирта в исследуемом растворе ощущается характерный запах
метилового эфира салициловой кислоты.
С помощью этой реакции можно открыть 0,3 мг метилового
спирта в пробе.
Эта реакция не специфическая, поскольку при данных условиях
этиловый спирт образовывает с салициловой кислотой этиловый
эфир, запах которого напоминает запах метилового эфира
салициловой кислоты.
2. Окисление метилового спирта. Большинство реакций
открытия метилового спирта базируется на окислении его к
формальдегиду и определении последнего с помощью цветных
реакций.
Прежде чем начать окисление метилового спирта к
формальдегиду, следует проверить наличие этого альдегида в
исследуемом растворе.
32
Для окисления метилового спирта в формальдегид используют
калий перманганат или другие окислители:
5СН3ВОН + 2КМnО4 + 3H2SO4  5НСНО + 2MnSO4 + K2SO4 +
8Н2ОБ.
Во время взаимодействия ионов мангану с излишком калий
перманганата может образовываться оксид мангану (IV):
ЗМn2+ + 2МnО7- + 2Н2ОБ  5МnО2 + 4Н+.
Для связывания излишка калий перманганта и марганца (IV) оксида
прибавляют натрий сульфит или другие востановители (натрий гидросульфит,
оксалатную кислоту и т.п.).
Описано несколько вариантов реакции окисления метилового
спирта. Выбор этих вариантов зависит от содержимого метилового
спирта в пробе и от объема исследуемого раствора.
Методика выполнения реакции. 1. До 2 мл исследуемого раствора или дистиллята
прибавляют 1 мл раствора калий перманганата, который содержит фосфатную
кислоту (смесь 100 мл 3 %-го раствора калий перманганата и 15 мл 87 %-го раствора
фосфатной кислоты). Жидкость нагревают при 50 °С на водном нагревателе на
протяжении 10 мин., потом для связывания излишка окислителя прибавляют 1 мл 5
%-го раствора оксалатной кислоты в разбавленной (1:1) сульфатной кислоте.
2. В микропробирку вносят каплю исследуемого раствора,
прибавляют каплю 5 %-го раствора фосфатной кислоты и каплю 5 %го раствора калий перманганата. Жидкость тщательно перемешивают
на протяжении 1 мин., прибавляют небольшое количество натрий
гидросульфита, потом содержимое пробирки взбалтывают к его
обесцвечиванию. Если в пробирке появится нерастворимый бурый
осадок марганца (IV) оксида, то прибавляют еще каплю раствора
фосфатной кислоты и немного натрий гидросульфита .
3. Открытие метилового спирта после его окиснення. После
окисления метилового спирта к формальдегиду последний
определяют с помощью реакций с хромотропной кислотой,
фуксинсульфитной кислотой и резорцином. Из этих реакций
специфической на метиловый спирт (после его окисления) есть
реакция с хромотропной кислотой. Не дают этой реакции этиловый,
пропиловый, бутиловый, амиловый и изоамиловый спирты.
Некоторые вещества, которые содержат спиртовые группы, при
выполнении этой реакции могут давать желтую или коричневую
цвета.
4. Метод микродиффузии. Открытие метилового спирта с
помощью метода микродиффузии приведено выше.
33
5. Предыдущая проба на метиловый и этиловый спирты в
крови и моче. В моче и крови метиловый спирт можно открыть с
помощью предыдущей пробы. До 1 мл мочи прибавляют 1 мл 10 %-го
раствора калий дихромата в 50 %-му растворе сульфатной кислоты.
Появление зеленой цвета свидетельствует о наличии метилового и
этилового спиртов в моче. При наличии 150 мг % этих спиртов в моче
цвета появляется на протяжении 10 с, а при количествах, которые
превышают 75 мг % - на протяжении 45 с. Поскольку такую реакцию
дают некоторые другие спирты и соединения, способные окислятся
калий дихроматом, наличие метилового спирта необходимо
подтвердить другими предыдущими пробами.
Дополнительные исследования:
Методика выполнения реакции.
а) 5 мл крови или 10 мл мочи вносят в аппарат для перегонки
ядовитых веществ с водной парой и осуществляют перегонку.
Собирают первые 5 мл дистиллята, в котором определяют наличие
метилового или этилового спирта. С этой целью 1 мл дистиллята
смешивают с 1 мл 50%-го раствора сульфатной кислоты и 0,1 г натрий
салицилата, потом смесь нагревают на водном нагревателе. Появление
характерного
запаха
метилсалицилата
или
этилсалицилата
свидетельствует о наличии в дистилляте соответствующего спирта;
б) до 2 мл дистиллята прибавляют 1-2 капле 10 %-го раствора
натрий гидроксида, потом несколько капель раствора йода в калий
йодиде к появлению стойкой желтой цвета. После этого смесь
нагревают на водном нагревателе. Образование желтых кристаллов
или появление специфического запаха йодоформа свидетельствует о
том, что в крови или мочи содержится этиловый спирт. Ацетон дает
такую самую реакцию, как и этиловый спирт;
в) в пробирку вносят 2 мл дистиллята, 0,5 мл 5 %-го раствора
сульфатной кислоты и каплями прибавляют 5 %-и раствор калий
перманганата, пока перманганат не перестанет обесцвечиваться.
Потом в пробирку каплями прибавляют 10 %-и раствор оксалатной
кислоты. К этой жидкости прибавляют 0,1 г хромотроповой кислоты и
осторожно по стенкам пробирки доливают 1,5 мл концентрированной
сульфатной кислоты с таким расчетом, чтобы кислота попала под
дистиллят и не смешалась с ним. Появление красной или фиолетовой
34
цвета на границе деления двух жидкостей свидетельствует о наличии
метилового спирта в дистилляте.
Эту предыдущую пробу используют для открытия метилового
и этилового спиртов в моче и крови.
ОТКРЫТИЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
При исследовании органов трупов (желудка с содержимым,
печени, почек и других органов) на наличие этилового спирта его
отгоняют с водной парой. Для открытия этилового спирта в
дистиллятах используют качественные реакции, а для открытия его в
крови и мочи применяют методы газожидкостной хроматографии.
1. Метод микродиффузии. Этиловый спирт можно открыть
методом микродиффузии.
2. Реакция образования йодоформа. При нагревании
этилового спирта с раствором йода и щелочью образовывается
йодоформ (СНЕ3), что имеет специфический запах:
И2 + 2NaOH  NаOI + NaИ + H2O;
C2H5OH + NaOI  СН3СНО + NaИ + Н2ОБ;
CH3CHO + 3NаОИ  И3С-СНО + 3NaOH;
И3С-СНО + NaOH  CHI3 + HCOONa.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого
раствора и 2 мл 5 %-го раствора натрий гидроксида или карбоната. К
этой смеси каплями прибавляют 1 % раствор йода в 2 %-м растворе
калий йодида к появлению слабо-желтой цвета. Потом смесь
несколько минут нагревают на водном нагревателе (50 °С). При
наличии этилового спирта ощущается запах йодоформа. При
относительно больших количествах этилового спирта в пробе
образовываются кристаллы йодоформа в форме шестиугольников и
звездочек.
Граница открытия - 0,04 мг этилового спирта в 1 мл раствора. Эта реакция
неспецифичная на этиловый спирт, ее дают ацетон, молочная кислота и т.п..
3. Реакция этерификации. Для этерификации этилового
спирта применяют натрий ацетат и хлористый бензоил.
3а. Реакция образования ацетатноэтилового эфира.
Этиловый спирт с натрий ацетатом при наличии сульфатной кислоты
образовывает ацетатноэтиловий эфир со специфическим запахом:
2CH3COONa + 2С2Н5ВОН + H2SO4  2СН3СООС2Н5 + Na2SO4 +
2Н2ОБ.
35
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого
раствора и 0,1 г высушенного натрий ацетата, потом осторожно
каплями прибавляют 2 мл концентрированной сульфатной кислоты.
Смесь нагревают на пламени горелки (лучше нагревать пробирку на
парафиновом или глицериновом куполе) к выделению пузырьков газа.
Возникновение специфического запаха ацетатноэтилового эфира
свидетельствует о наличии этилового спирта в исследуемом растворе.
Граница открытия - 15 мкг этилового спирта в 1 мл раствора.
Запах ацетатноэтилового эфира ощущается выразительнее,
если содержимое пробирки вылить в 25-кратный объем воды.
3б. Реакция образования этилбензоату. Распознанию запаха
этилбензоата мешает излишек бензоилхлорида, который имеет
неприятный запах. Поэтому для разрушения излишка бензоилхлорида
прибавляют раствор щелочи.
Методика выполнения реакции. До 1 мл исследуемого раствора
прибавляют 1-2 капле бензоилхлорида. При частом взбалтывании
смеси к ней прибавляют каплями 10 %-и раствор натрий гидроксида к
исчезновению душного запаха бензоилхлорида. Появление запаха
этилбензоата свидетельствует о наличии этилового спирта в пробе.
Этот запах лучше ощущается после нанесения нескольких капель
реакционной смеси на клочок фильтровальной бумаги. Реакции
мешает метиловый спирт, поскольку запах этилбензоата напоминает
запах бензоинометилового эфира.
4. Реакция образования ацетальдегида. Этиловый спирт
окисляется калий дихроматом, калий перманганатом и некоторыми
другими окислителями к ацетальдегиду:
3С2Н5ВОН + K2Cr2О7 + 4H2SO4  3СН3CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +
7Н2ОБ.
Методика выполнения реакции. До 1 мл исследуемого раствора
прибавляют 10 %-и раствор сульфатной кислоты к кислой реакции
среды (за лакмусом). К этой смеси каплями прибавляют 10 %-и
раствор калий дихромата до тех пор, пока жидкость не станет
оранжево-красной. Смесь оставляют на несколько минут при
комнатной температуре. При наличии этилового спирта в
исследуемом растворе появляется запах ацетальдегида. Во время этой
реакции может образоваться и некоторое количество ацетатной
36
кислоты. Побочная реакция образования ацетатной кислоты снижает
чувствительность реакции открытия ацетальдегида.
5. Окисленне этилового спирта и открытие его за
ацетальдегидом. Ацетальдегид, который образуется при окислении
этилового спирта, можно выявить с помощью реакции с натрий
нитропрусидом и морфолином. С этой целью 2-3 капле раствора,
который содержит ацетальдегид, наносят на стекляную капельну
пластинку или фильтровальную бумагу и прибавляют каплю реактива
(свежеприготовленная смесь одинаковых объемов 20 %-го водного
раствора морфолина и 5 %-го водного раствора натрий нитропрусида).
При наличии ацетальдегида в растворе возникает синяя цвет.
Граница открытия - 1 мкг ацетальдегида в пробе.
Эту реакцию дают акролеин и некоторые другие альдегиды.
Реакцию с морфолином и натрий нитропрусидом дает пропионовый
альдегид лишь при высокой его концентрации. Формальдегид не дает
этой реакции. Поэтому реакцию окисления этилового спирта к
ацетальдегиду и выявлению его с морфолином и натрий
нитропрусидом можно применять для различия метилового и
этилового спиртов.
ОТКРЫТИЕ ИЗОАМИЛОВОГО СПИРТА
Для изолирования изоамилового спирта из объектов
биологического происхождения используют метод перегонки с
водной парой. Исследование дистиллятов на наличие изоамилового
спирта проводят для решения вопроса об отравлении самогоном,
спиртом-сырцом или другими суррогатами этилового спирта.
Для открытия изоамилового спирта используют реакцию
Комаровского, которая основывается на переведении высших спиртов
в окрашенные соединения с помощью ванилина, бензальдегида, nдиметиламинобензальдегида, салицилового альдегида и других
ароматических альдегидов. Кроме реакции Комаровского для
открытия изоамилового спирта используют реакцию окисления его к
изовалериановой кислоты и реакцию образования изоамилацетата.
Все эти реакции дают положительный эффект лишь при
отсутствии воды или при наличии небольшого количества ее в смеси
реагирующих веществ. Поэтому перед выполнением пересчитанных
реакций изоамиловый спирт экстрагируют из дистиллята
диэтиловым эфиром. Эфирную вытяжку разделяют на четыре
37
части, каждую из них вмещают в фарфоровую чашку и выпаривают.
В полученных остатках определяют наличие изоамилового спирта.
1. Реакция с салициловым альдегидом. Изоамиловый спирт с
салициловым альдегидом при наличии концентрированной
сульфатной кислоты дает цвет (реакция Комаровського). За одними
данными, в этой реакции концентрированная сульфатная кислота
отнимает воду от изоамилового спирта, в результате чего
образовывается
изоамилен
(СН3)2СН-СН=СН2,
который
взаимодействует с салициловым альдегидом. Согласно другим
данным,
концентрированная
сульфатная
кислота
окиснює
изоамиловый спирт. Альдегид изовалерианової кислоты, которые
образовывается при этом, вступает в реакцию конденсации с
салициловым альдегидом.
Методика выполнения реакции. В фарфоровую чашку к остатку после
выпаривания диетилового эфира прибавляют 1 мл 1 %-го спиртового
раствора салицилового альдегида и 3 мл концентрированной
сульфатной кислоты и вмещают на 3 мин. на кипящий водный
нагреватель. Появление розово-красной цвета свидетельствует о
наличии изоамилового спирта в пробе. При большом количестве
изоамилового спирта цвета жидкости появляется без нагревания.
Эту реакцию дают спирты, которые имеют больше трех атомов
карбона в молекуле. Не дают этой реакции метиловый и этиловый
спирты.
2. Реакция с n-диметиламинобензальдегидом. Изоамиловый
спирт
с
n-диметиламинобензальдегидом
при
наличии
концентрированной сульфатной кислоты дает цвет (реакция
Комаровського).
Методика выполнения реакции. В фарфоровую чашку к остатку после
выпаривания эфира вносят 5-10 капель 5 %-го раствора nдиметиламинобензальдегиду в концентрированной сульфатной
кислоте. Появление темно-красной цвета свидетельствует о наличии
изоамилового спирта в пробе. При разбавлении жидкости водой цвета
переходит в фиолетовое.
Эту реакцию не дают метиловый и этиловый спирты, ее дают
высшие спирты.
38
3. Реакция образования изоамилацетату. Эта реакция
базируется на потому, что при взаимодействии натрий ацетата с
изоамиловым спиртом при наличии концентрированной сульфатной
кислоты образовывается изоамилацетат, который имеет запах
грушевой эссенции:
2CH3COONa + H2SO4  2СН3СООН + Na2SO4;
(СН3)2СН-СН 2-СН2ВОН+СН3СООН  (СН3)2СН-СН 2-СН ООС-СН3 +
Н2ОБ.
Методика выполнения реакции. К остатку в фарфоровой чашке
прибавляют 2 капле концентрированной сульфатной кислоты и около
0,03 г высушенного натрий ацетата. При слабом нагревании
фарфоровой чашки ощущается запах изоамилацетату (запах грушевой
эссенции). Этот запах становится более выраженным, если под конец
реакции к смеси реагирующих веществ 25-добавить кратный объем
воды.
4. Окисление изоамилового спирта к изовалерианової
кислоты.
Изоамиловый спирт под действием калий перманганата при
наличии концентрированной сульфатной кислоты окисляется к
альдегиду изовалерианової кислоты (СН3)2СН-СН 2-СНО, а потом - к
изовалерианової кислоты
(СН3 сн-)СН 2-СООН.
Методика выполнения реакции. Остаток в фарфоровой чашке
смывают в пробирку с помощью диэтилового эфира, который потом
выпаривают досуха. К остатку в пробирке прибавляют 3-5 капель 10
%-го раствора калий перманганата и такой самый объем
концентрированной сульфатной кислоты. Пробирку нагревают на
кипящем водном нагревателе на протяжении 1-2 мин. После этого
появляется слабый запах альдегида изовалерианової кислоты, а
позднее - запах изовалерианової кислоты.
ОТКРЫТИЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
Для открытия этиленгликоля применяют цветные и микрокристалоскопические реакции.
1. Реакция окиснення этиленгликоля перйодатом и
открытие формальдегида, который образовался при этом. Эта
реакция основывается на окисненни этиленгликоля натрий или калий
39
перйодатом. В результате реакции образуется формальдегид, который
можно открыть с помощью фуксинсульфитної кислоты:
HO-СН 2-СН 2-ВОН + KIO4 + Н+  2НСНО + HIO3 + Н2ОБ + К+.
Во время выполнения этой реакции излишек ионов йодата и
перйодата связывают раствором сульфитной кислоты, а потом
прибавляют фуксинсульфитную кислоту. Методика выполнения
реакции. До 3-5 мл дистиллята прибавляют 5 капель 12 %-го раствора
сульфатной кислоты, 5 капель 5%-го раствора калий перйодата в 5 %му растворе сульфатной кислоты и взбалтывают. Через 5 мин.
прибавляют 3-5 капель раствора свежеприготовленной сульфитной
кислоты, а потом 4 капли раствора фуксинсульфитной кислоты. При
наличии этиленгликоля через 3-20 мин. появляется красно-фиолетовая
или розовая цвета.
2. Окисление этиленгликоля нитратной кислотой и
открытие оксалатной кислоты. При многоразовом выпаривании
этиленгликоля с нитратной кислотой образуется оксалатная кислота,
которая с солями кальция образует кристаллы оксалата этого металла,
которые имеют характерную форму. Эти кристаллы в некоторых
случаях появляются на 2-3 сутки.
Методика выполнения реакции. к части дистиллята прибавляют 5 мл
концентрированной нитратной кислоты и выпаривают досуха на
водном нагревателе (повторяют операцию не меньше 3 раз). Сухой
остаток растворяют в 2-3 мл дистиллированной воды, проверяют
раствор на отсутствие следов нитратной кислоты с раствором
дифениламина (при положительной реакции исследуемый раствор
выпаривают досуха и операцию проводят к полному удалению
нитратной кислоты). Остаток растворяют в дистиллированной воде,
подлщелачивают раствором аммоний гидроксида и прибавляют 1 мл
5% раствора кальций хлорида. Смесь оставляют на 2-3 сутки в темном
месте.
3. Реакция с купруму сульфатом. При добавлении к
этиленгликолю купрум сульфата и щелочи образуется соединение,
которое имеет синюю цвет.
40
Методика выполнения реакции. До 2-3 мл исследуемого раствора
прибавляют 1-2 мл 10 %-го раствора натрий гидроксида и несколько
капель 10 %-го раствора купрум сульфата. Появление синей цвета
этиленгликолята купрума свидетельствует о наличии этиленгликоля в
растворе.
Эту реакцию применяют для исследования этиленгликоля в
технических жидкостях.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Изолирование ядов путем дистилляции.
2. Методы открытия метанол, этанол,
этиленгликоль.
изоамиловый
спирты,
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить органолептическое исследование дистиллята.
2.
Проводить химические реакции открытия в дистилляте метанол, этанол,
изоамиловый спирты, этиленгликоль.
ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.:
Высшая школа, 1995. - с. 117-126, 129-132, 155-157.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. К.: Высшая школа, 1982. - c. 105-110.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - Г.:
Медицина, 1975. - с. 83-116.
Приложению: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям
по токсикологической химии. - Г.: Медицина, 1976. - с. 1951.
2. Руководство по судебно-медицинской экспертизе
отравлений. - Под ред. Р.В. Бережного и др.-1980. - 416 с.
3. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ.-Л.:
Химия, 1981. - 624 с.
ЗАНЯТИЕ № 13.
ТЕМА: Открытие в дистилляте фенола, крезолов, ацетона, ацетатной
кислоты, тетраэтилсвинца химическими методами.
ЦЕЛЬ: Научиться выделять и обнаруживать во второй порции
дистиллята фенол, крезолы, ацетон, ацетатную кислоту,
тетраэтилсвинец.
41
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Ацетон распространенно используется в быту и на
производстве как растворитель. Ацетатную кислоту используют в
пищевой промышленности. Тетраэтилсвинец используют как
антидетонатор в бензине. Существует вероятность отравления
данными веществами. Часто с целью самоубийства используют
именно их. Поэтому необходимо уметь обнаруживать спирты не
только в биологическом материале (крови, печени, и т.п.), а и в
воздухе, который выдохнется.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Основные пути проникновения в организм, распределение и
накопления ядов в органах (курс биологической химии,
фармакологии, токсикологической химии).
2. Пути и закономерности вывода из организма ядов (курс
биологической
химии,
физиологии,
фармакологии,
токсикологической химии).
3. Реакции характерные для фенолов, кетонов, карбоновых кислот
(курс органической химии).
4. Реакции открытия плюмбуму (курс неорганической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Разложение трупов (гниение, тление, мумификация, образование
жировосков) и возможность открытия в них ядов.
2. Изолирование ядов путем дистилляции.
3. Особенности изолирования „летучих” ядов (ацетатной кислоты,
тетраэтилсвинцю, фенола) при дистилляции с водной парой.
4. Ацетон. Применение, летальная доза, метаболизм, токсическое
действие, особенности изолирования, открытие.
5. Фенол. Крезолы. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
6. Тетраэтилсвинец. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
7. Ацетатная кислота. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. Как необходимо обработать дистиллят, прежде чем приступить к
исследованию на фенол и изоамиловый спирт?
2. Проявите фенол в дистилляте в присутствии салициловой кислоты.
42
3. Проявите фенол в дистилляте в присутствии ацетатной кислоты.
4. Какие „летучие” яды реагируют с ферум (ИИИ) хлоридом? Какое
судейско-химическое значение предоставляется этой реакции при
открытии фенолов?
5. Чему необходимо разделить фенол и салициловую кислоту при их
совместном присутствии в дистилляте?
6. Как разделить фенол и салициловую кислоту при их совместном
нахождении в дистилляте, используя физико-химические свойства
указанных веществ?
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
АЦЕТОН
Физико-химические
свойства.
Ацетон
СН3-CO-СН3
(диметилкетон, пропанон) - бесцветная жидкость (т. кип. 56,3 °С) с
характерным запахом. Он смешивается с водой, этиловым спиртом и
диэтиловим эфиром в любых соотношениях. Из водных растворов
ацетон высаливается натрий хлоридом, кальций хлоридом, натрий
карбонатом (жидкость разделяется на два пласта). Ацетон хорошо
растворяет соли многих неорганических кислот и некоторые
органические соединения. Ацетон добывают сухой перегонкой
дерева, каменного угля, а также путем синтеза.
Применение. Ацетон широко используют в промышленности
как
растворитель
для
выделения
ряда
веществ,
для
перекристаллизации химических соединений, химической чистки,
добывание хлороформа и т.п.. Пара ацетона более тяжелая за воздух.
Поэтому в помещениях, где испаряется ацетон, возникает опасность
отравления при вдыхании его пары.
Действие на организм. За фармакологическими свойствами
ацетон принадлежит к веществам, которые имеют наркотическое
действие. Он имеет кумулятивные свойства. Ацетон медленно
выводит из организма. Он может попадаться в организм с воздухом,
который вдыхается, а также через травный канал и кожу. После
поступления ацетона в кровь часть его попадается в главный мозг,
селезенку, печень, поджелудочную железу, нырки, легкие и сердце.
Содержимое ацетона в этих органах кое-что меньший, чем в крови.
Метаболизм. Незначительная часть ацетона, который
поступил к организму, превращается в оксид карбона (IV), что
43
выделяется с выдыхаемым воздухом. Некоторое количество ацетона
выделяется из организма в несмененном виде с воздухом, который
выдохнется, и через кожу, некоторая - с мочой.
Делая вывод об отравлении ацетоном, следует иметь в виду,
который определенный количество его может содержаться в крови и
мочи лиц, которые страдают на диабет и некоторые другие
заболевания.
Кроме
того,
ацетон
является
метаболитом
изопропилового спирта.
ФЕНОЛ
Физико-химические свойства. Фенол – С6Н 5-ВОН, - это тонкие длинные
иглистые кристаллы или бесцветная кристаллическая масса со своеобразным
запахом. На воздухе он постепенно розовеет. Фенол растворяется в воде в
соотношении 1:20, легко растворяется в этиловом спирте, диэтиловом эфире,
хлороформе, жирных маслах, растворах щелочей.
Применение. Фенол применяют в медицинской практике как
дезинфицирующее средство. Он широко используется в химической
промышленности для добывания многих химических соединений
(красителей, пластических масс, фармацевтических препаратов,
средств защиты растений).
Действие на организм. Фенол всасывается в кровь через
слизистые оболочки и кожу, а потом распределяется в органах и
тканях. Фенол, который постает в организм через травный канал,
вызывает боли в желудке, рвоту, пронос, иногда с примесями крови.
Моча отравленных фенолом имеет оливковый или оливково-черный
цвет. При пероральном поступлении в организм 10-15 г фенола
наступает смерть. После разреза трупов лиц, которые отравились
фенолом, наибольшее количество его можно найти в почках, потом в
печени, сердце, крови и головном мозге.
Метаболизм. Часть фенола связывается в организме с белками,
часть окисляется с образованием гидрохинона и пирокатехину.
Несвязанный фенол и его метаболиты (гидрохинон и пирокатехин)
выделяются с мочой в виде кон'югатив с сульфатами и глюкуроновой
кислотой.
КРЕЗОЛЫ
Химический^-химические-физико-химические
свойства.
Крезолы НО-С6Н 4-СН3 (метилфенолы, метилоксибензолы) есть
44
производными фенола, в которых один атом гидрогена замещен
метильной группой. В зависимости от положения метательной группы
относительно фенольной крезолы делятся на о-, м- и п-крезолы.
крезол^-крезол-в-крезол - кристаллы с характерным запахом (т. пл. 30,9 °С),
труднорасстворимый в воде, легкорастворимый в этиловом спирте, ацетоне,
бензине, бензоле, хлороформе, растворах щелочей. Он не растворяется в растворах
карбонатов щелочных металлов и аммиака.
крезол^-крезол-м-крезол - жидкость (т. пл. 10,9 °С), которая
растворяется в разных растворителях так же, как и крезол^-крезол-вкрезол.
п-Крезол - призматические кристаллы (т. пл. 34 °С), которые
растворяются почти так же, как и крезол^-крезол-в-крезол.
Применение. Крезолы содержатся в каменноугольной смоле.
Они
используются
для
добывания
смол,
красителей,
дезинфицирующих средств и т.п.. Смесь трех изомеров крезолов
является составной частью креозота (очищенной буковой древесной
смолы). Смесь крезолов входит в состав креолина (смеси
технического мыла и неочищенных крезолов) и лизола (смеси
крезолов с калийным мылом). Лизол применяют для дезинфекции
медицинского инструментария, креолин - в ветеринарии как
дезинфицирующее средство.
Действие на организм. Пара крезолов проникает в организм
через легкие. Жидкие крезолы могут поступать в организм через
травный канал, слизистые оболочки и кожу. После поступления в
организм крезолы распределяются в тканях и органах, в которых их
еще можно открыть через 12-14 часа после всыпания в кровь.
Действие крезолов на организм подобный действию фенола. Однако
раздражающее и прижигающее действие крезолов на кожу
выраженная сильнее, чем у фенолов.
Метаболизм. Небольшое количество крезолов в организме
окисляется. З о- и м-крезолов образовываются диокситолуоли, пкрезол превращается в 3, 4-диокситолуол и п-оксибензойную кислоту.
Как несвязанные крезолы, так и указанные выше метаболиты
выделяются из организма через почки в виде коньюгатив с
сульфатами и глюкуроновою кислотой. Незначительное количество
крезолов, которые попали в организм, выделяется в несвязанном виде
с выдыхаемым воздухом.
45
ТЕТРАЭТИЛПЛЮМБУМ (тетраэтилсвинец)
Химический^-химические-физико-химические
свойства.
Тетраетилплюмбум (ТЭС) (С2Н5)4Рb - прозрачная бесцветная
жидкость (т. кип. 195-200°С с разложением), что имеет
раздражающий запах. Очень разбавленные растворы ТЭС имеют
приятный фруктовый запах. ТЭС почти не растворяется в воде, легко
растворяется в бензине, хлороформе, этиловом спирте, диэтиловом
эфире и некоторых других органических растворителях. Он также
хорошо растворяется в жирах и маслах. ТЭС перегоняется с водной
парой. Он горит на воздухе, образуя белый-желто-белый дым. ТЭС
раскладывается
под
влиянием
температуры,
солнечного,
ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Он начинает
раскладываться при 135 °С, а при 400°С раскладывается со взрывом.
Под влиянием кислот и галогенов ТЭС раскладывается с
образованием триэтил- и диэтилпоходных плюмбума, а при
дальнейшем разложении образуются неорганические соли плюмбума.
Применение. ТЭС представляет свыше 50 % так называемой
этилированой жидкости, которую прибавляют к бензину как
антидетонатор. Бензин с добавкой ТЭС (этиловой жидкости)
называется этилированым. Жидкость, которую используют для
этилирования бензина, окрашивают в красный, оранжевый или синий
цвет. ТЭС, этиловая жидкость и этилированный бензин токсичные.
Действие на организм. ТЭС и Тес-вместимые жидкости есть
причиной отравлений после попадания их в организм с воздухом во
время дыхания и через невредимую кожу. При отравлении
тетраэтилплюмбумом наблюдаются разлады нервной системы, зрения,
состояние возбуждения, появляются головные боли, бессонницу,
судороги и другие явления. Смерть наступает на протяжении первых
2-5 суток после острого отравления. Если за это время смерть не
настала, позднее оказываются признака хронического отравления
свинцом.
АЦЕТАТНАЯ КИСЛОТА
Химический^-химические-физико-химические
свойства.
Безводная (ледяная) ацетатная кислота СН3СООН - это бесцветная
гигроскопическая жидкость или бесцветные кристаллы с резким
запахом. Она смешивается с водой, этиловым спиртом и диэтиловим
46
эфиром в любых соотношениях. Эта кислота перегоняется с водной
парой. Ацетатную кислоту добывают брожением некоторых
органических веществ и путем синтеза. Эта кислота содержится в
продуктах сухой перегонки дерева. В небольшом количестве
ацетатная кислота может содержаться и в организме человека.
Применение. Ацетатную кислоту используют для синтеза
красителей, добывание ацетата целлюлозы, ацетона и многих других
веществ. В виде уксуса и ацетатной эссенции она применяется в
пищевой промышленности и быту для приготавливания пищи.
Действие на организм. Отмеченные случаи отравления
ацетатной кислотой (преимущественно ацетатной эссенцией),
употребленной внутрь. 10-20 г ацетатной эссенции или 200-300 мл
уксуса является смертельной дозой. Ацетатная кислота действует на
кровь и почки. При контакте с кожей ледяная ацетатная кислота
служит причиной ожогов и образование пузырей. После приема
концентрированной ацетатной кислоты или ацетатной эссенции
внутрь уязвляется верхняя часть травного канала, появляется кровавое
рвота, пронос, развиваются гемолитична анемия, гемоглобинурия,
анурия и уремия. При вдыхании пары ацетатной кислоты происходит
раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, могут развить
бронхопневмония, катаральный бронхит, воспаление глотки и т.п..
Метаболизм.
Метаболитом
ацетатной
кислоты
есть
ацетальдегид, который частично превращается в этиловый спирт и
раскладывается с образованием оксида карбона (IV) и воды.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Особенности изолирования фенола из биологического материала
Фенол, который содержится в трупном материале, выделяют
перегонкой с водной парой, как и другие вещества этой группы ядов.
В ряде случаев возникает необходимость проводить открытие и
количественное определение фенола в моче.
В моче людей и животные, отравленных фенолом, он может
находиться в несвязанном виде и в виде коньюгатов с сульфатами или
глюкуроновой кислотой. Для изолирования несвязанного фенола из
мочи ее подкисляют слабым раствором ацетатной кислоты, потом
фенол отгоняют с водяной парой. Дистиллят, в который может
перейти как фенол, так и часть ацетатной кислоты, нейтрализируют
47
натрий гидрокарбонатом, после этого фенол экстрагируют из
дистиллята органическим растворителем. Полученную вытяжку
используют для открытия и количественного определения фенола.
Особенности изолирования тетраэтилплюмбума
Для выделения тетраэтилплюмбума из исследуемых объектов
пользуются прибором, изображенным на рис. _. Этот прибор
отличается от аппарата для перегонки с водной парой токсичных
веществ из биологического материала (см. рис. _) лишь тем, что в
приборе для выделения тетраэтилплюмбума дополнительно
установленный уловитель этого соединения (6) спиртовым раствором
йода.
Измельченные органы трупа вносят в колбу прибора для
выделения тетраэтилплюмбума и отгоняют его с водной парой.
Дистиллят собирают в приемник 5 и уловитель 6, которые содержат
до 30 мл спиртового раствора йода. Собирают 50-100 мл дистиллята.
После окончания перегонки содержимое приемника и
уловителя объединяют и оставляют при комнатной температуре на 30
мин. При этом ТЭС раскладывается раствором йода:
(С2Н5)4Рb + И2 → Рb2 + 2С4Н10.
После отстаивания жидкости на протяжении 30 мин. ее переносят в
фарфоровую чашку и на водном нагревателе выпаривают досуха. Сухой остаток
растворяют в 50 %-му растворе нитратной кислоты. Полученный раствор снова
выпаривают досуха. При этом образовывается плюмбуму нитрат:
Рb2 + 2HNO3 → Рb(NO3)2 + 2НИ.
Сухой остаток, который содержит плюмбума нитрат,
растворяют в воде и исследуют на наличие ионов плюмбума.
Описанный метод дает возможность выделить 0,3 мг ТЭС с 100
г биологического материала. Исследование биологического материала
на наличие ТЭС проводят сразу после получения соответствующих
объектов. Не проявив ТЭС в биологическом материале, его исследуют
на наличие продуктов разложения этого препарата. С этой целью
содержимое колбы, из которой проводили отгонку ТЭС, вносят в
фарфоровую чашку и выпаривают на водном нагревателе почти
досуха. Биологический материал, который остался при этом,
разрушают смесью сульфатной и нитратной ки слот, а минерализат
исследуют на наличие ионов плюмбума.
48
При исследовании пищевых продуктов растительного
происхождения и одежды на наличие ТЭС из этих объектов его
изолируют настаиванием с органическими растворителями.
Особенности изолирования ацетатной кислоты
Ацетатная кислота принадлежит к веществам, которые
изолируются из объектов перегонкой с водной парой. В отличие от
других веществ этой группы, ацетатную кислоту отгоняют из
объектов биологического происхождения, подкисленых 10 %-г
раствором сульфатной или фосфатной кислоты.
Перегонку ацетатной кислоты проводят к отрицательной
реакции дистиллята на наличие этой кислоты. Учитывая ее летучесть,
дистиллят собирают в сосуд, который содержит 0,1 моль/л раствор
натрий гидроксида. В дистилляте ацетаты-ионы определяют с
помощью приведенных ниже реакций.
Исследование модельного дистиллята
Органолептический контроль. Визуально устанавливают
наличие в дистилляте помутнения, присутствия капель жидкостей
более легких, или более тяжелых за воду, определяют запах
дистиллята.
ОТКРЫТИЕ АЦЕТОНА
В химико-токсикологическом анализе для открытия ацетона
применяют реакции с растворами йода, натрий нитропрусида,
фурфурола, о-нитробензальдегида и метод микродиффузии.
1.
Реакция
образования
йодоформа.
Во
время
взаимодействия ацетона с раствором йода в щелочной среде
образовывается йодоформ:
И2 + 2ВОН-  ИО- + И- + Н2ОБ;
3ОИ + СН3СОСН3  И3С-СО-СН3 + 3ВОН-;
И3С-СО-СН3 + ВОН-  СНЕ3 + СН3СОО-.
Методика выполнения реакции. До 1 мл исследуемого раствора
прибавляют 1 мл 10 %-го раствора аммиака и несколько капель
раствора йода в калий йодиде. При наличии ацетона образуется
желтый осадок йодоформа с кристаллами характерной формы и
своеобразным запахом.
49
Граница открытия - 0,1 мг ацетона в пробе.
Эту реакцию дает и этиловый спирт.
2. Реакция с натрий нитропрусидом. Ацетон с натрий
нитропрусидом в щелочной среде дает интенсивно-красную цвет. При
подкислении ацетатной кислотой цвета переходит в краснофиолетовую:
СН3СОСН3+Na2[Fe(CN)5NO]+2NaOH  Na4[Fe(CN)5ON=CHCOCH3]
+ 2H2O.
С
натрий
нитропрусидом
окрашенные
соединения
образовывают вещества, которые содержат группу CO, способную к
энолизации:
-СН3-CO- -СН=ВОН.
Кетоны, в молекулах которых нет метильних или метиленовых
групп, соединенных с Со-групами, не дают этой реакции.
Методика выполнения реакции. До 1 мл исследуемого раствора
прибавляют 1 мл 10 %-го раствора натрий гидроксида и 5 капель 1 %го свежеприготовленного раствора натрий нитропрусида. При
наличии ацетона в пробе появляется красная или оранжево-красная
цвета. При добавлении 10 %-го раствора ацетатной кислоты к
появлению кислой реакции через несколько минут цвета переходит в
красно-фиолетовое или вишнево-красное. Такая самая цвет с натрий
нитропрусидом дает метилетилкэтон. Другая цвет с этим реактивом
дают ацетофенон, ацетилацетон, ацетоацетатний эфир, диацетил,
коричный альдегид и т.п..
3. Реакция с фурфуролом. Эта реакция основывается на
способности ацетона конденсироваться с фурфуролом и некоторыми
другими альдегидами (ванилином, салициловым альдегидом) с
образованием окрашенных соединений.
После этого в пробирку прибавляют 1 мл хлороформа и
взбалтывают. При наличии ацетона хлороформный пласт приобретает
синюю цвет.
Методика выполнения реакции. До 1 мл исследуемого раствора
прибавляют 5 капель 1 %-го раствора фурфурола в этиловом спирте
(96)° и 3 капле 10 %-го раствора натрий гидроксида. Через 3-5 мин. к
50
этой жидкости прибавляют 10-12 капель концентрированной
хлоридной кислоты. При наличии ацетона возникает красная цвет.
Эта реакция не специфическая для открытия ацетона, ее дают
некоторые альдегиды и кетоны.
4.
Реакция
с
о-нитробензальдегидом.
Во
время
взаимодействия ацетона с о-нитробензальдегидом в щелочной среде
образовывается индиго, который имеет синяя цвет.
Мали количества ацетона с о-нитробензальдегидом реагируют медленно.
При этом сначала появляется желтая цвет, которой переходит в желто-зеленое, а
потом в зелено-синее. Индиго, которое образовалось в этой реакции, хорошо
экстрагируется хлороформом, который приобретает синюю цвет.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 3-5 капель
исследуемого раствора и каплю насыщенного раствора онитробензальдегида в 2 моль/л растворе натрий гидроксида. Смесь
слегка нагревают на водном нагревателе, а потом охлаждают до
комнатной температуры.
Граница открытия - 100 мкг ацетона в пробе.
о-нитробензальдегид дает цвет также с ацетофеноном,
ацетилацетоном, диацетилом, ацетооцтовим эфиром, ацетальдегидом
и т.п..
5. Метод микродиффузии. Для открытия ацетона применяют
метод микродиффузии, основанный на реакции с альдегидом
салициловой кислоты
ОТКРЫТИЕ ФЕНОЛА
Для открытия фенола используют часть дистиллята, который
вносят в делительную воронку, прибавляют раствор натрий
гидрокарбоната к щелочной реакции. Содержимое делительной
воронки 2-3 раза взбалтывают с новыми порциями диэтилового эфира
по 10 мл. Эфирные вытяжки объединяют и при комнатной
температуре выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 2-3 мл
воды. Полученный раствор используют для открытия фенола с
помощью реакций образования трибромфенола, индофенола, а также
реакций с ферум (III) хлоридом, реактивом Миллона и т.п..
1. Реакция с бромной водой. При добавлении бромной воды к
фенолу выпадает осадок трибромфенола:
51
Методика выполнения реакции. До 0,5-1,0 мл опытного раствора
прибавляют 3-5 капель бромной воды. При наличии фенола в
растворе образовывается изжелта-белый осадок трибромфенола. Эту
реакцию дают крезолы, анилин и некоторые другие ароматические
амины.
2. Индофенолу реакция. При окисленни смеси фенолов и
аминов (в том числе и аммиаке) образовываются индофенолы,
которые имеют соответствующую цвет:
Во время выполнения индофеноловой реакции как окислитель может быть
использован натрий гипохлорит, хлорная известь, хлорная или бромная вода,
пероксид водорода и т.п.. Окислителем может также быть кислород воздуха.
Методика выполнения реакции. До 0,5-1,0 мл исследуемого раствора
прибавляют 1 каплю анилина и 2 мл раствора натрий гипохлорита.
Появление грязно-фиолетовой цвета свидетельствует о наличии
фенола в пробе. После добавления аммиака возникает стойкая синяя
цвет.
Индофеноловую реакцию дают фенолы, которые имеют
свободное параположения, крезолы и другие соединения, которые
имеют фенольную группу.
3. Реакция Либермана. Эта реакция также основывается на
образовании индофенола. Как реактив на фенолы применяют натрий
нитрит и сульфатную кислоту. Во время взаимодействия натрий
нитрита и сульфатной кислоты образуется нитритная кислота, которая
с фенолом образует n-нитрозофенол, при изомеризации которого
образуется n-хиноидоксим.
При взаимодействии хиноидоксима с излишком фенола
образуется индофенол, который имеет сынюю цвет.
Методика выполнения реакции. 1-2 капле исследуемого раствора
(лучше брать раствор исследуемого вещества в диэтиловом эфире)
вносят в маленький тигель и выпаривают досуха. К сухому остатку
прибавляют каплю 1 %-го свежеприготовленного раствора натрий
нитрита в концентрированной сульфатной кислоте и смесь оставляют
на несколько минут. После охлаждения смеси каплями прибавляют 4
моль/л раствор натрий гидроксида к щелочной реакции (за лакмусом).
52
Появление синей цвета, которой может переходить в красное, а потом
в зеленое, свидетельствует о наличии фенола в пробе. Реакцию
Либермана дают некоторые фенолы, эфиры фенолов, тиофен и т.п.. Не
дают этой реакции нитрофенолы, паразамищеные фенолы и др.
4. Реакция с ферум (III) хлоридом. При добавлении ферум
(III) хлорида к фенолу возникает цвет.
Методика выполнения реакции. 1-2 капле исследуемого раствора
вмещают на фарфоровую пластинку или в маленькую фарфоровую
чашку и прибавляют 1-2 капле свежеприготовленного 5 %-го раствора
ферум (III) хлорида. При наличии фенола появляется фиолетовая или
сине-фиолетовая цвета, которое исчезает при добавлении воды,
спирта и кислот.
С ферум (III) хлоридом дают цвета крезолы, оксипиридины,
оксихинолины и другие вещества, которые содержат фенольные
группы. Состав и цвета соединений, которые образовываются, зависят
от природы исследуемых веществ, растворителей и рН среды, о- и пкрезолы дают с ферум (III) хлоридом синяя цвет, а м-крезол - краснофиолетовое.
5. Реакция с реактивом Миллона. При взаимодействии
фенола с реактивом Миллона (смесь нитратов одно- и двухвалентного
меркурию, который содержит нитритную кислоту) появляется красная
или оранжевая цвета. При малых количествах фенолов возникает
желтая цвет. Нагревание ускоряет эту реакцию. Очевидно, во время
этой реакции сначала 2-образовывается нитрозофенол, который
переходит в 1, 2-хинонмоноксим:
Методика выполнения реакции. В микротигель вносят 1-2 капле
исследуемого раствора, прибавляют 1-2 капле реактива Миллона и
оставляют на несколько минут. Если за это время цвета не изменится,
то смесь нагревают к кипению и кипятят на протяжении нескольких
минут. Появление красной цвета свидетельствует о наличии фенола в
пробе. Эту реакцию дают некоторые фенолы, анилин, эфиры фенолов,
которые при нагревании образовывают фенол. Эту реакцию часто
используют для открытия паразамищених фенола, которые не могут
быть выявлены с помощью реакции Либермана.
53
6. Реакция с бензальдегидом. При нагревании фенолов в
кислой среде с бензальдегидом (как и другими альдегидами)
образуется бесцветный продукт конденсации, при окислении которого
возникает цвет. Концентрированная сульфатная кислота в этой
реакции сыграет роль дегидратирующего (дегидратация) и
конденсирующего (конденсация) агента, а также роль окислителя.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 0,1-0,5 мл
исследуемого раствора, 2 мл концентрированной сульфатной кислоты
и 1-2 капле бензальдегида. При нагревании смеси к кипению
появляется темно-красная цвет. После охлаждения смеси и
добавление к ней 10 мл воды и 10 %-го раствора натрий гидроксида к
появлению щелочной реакции (за лакмусом) цвет изменяется на синефиолетовое. При взбалтывании этого раствора с диетиловим эфиром
или хлороформом цвета переходит в пласта органического
растворителя. Эту реакцию дают фенол и крезол^-крезол-в-крезол.
Другие крезолы не дают этой реакции.
7. Метод микродиффузии. Этот метод, основанный на
реакции с реактивом Фолина - Чиокальто, применяется для открытия
фенола в моче, крови и гомогенатах тканей.
ОТКРЫТИЕ КРЕЗОЛОВ
Крезолы дают большинство цветных реакций, которые
применяются для открытия фенола. Тем не менее отдельные крезолы
можно отличить один от другого и от фенола с помощью некоторых
описанных ниже качественных реакций.
крезол^-крезол-в-крезол можно открыть с помощью реакции
Либермана, индофенолової реакции, реакции с ферум (III) хлоридом,
бензальдегидом и реактивом Миллона. Чтобы отличить в-крезол от мкрезолов, используют реакцию с бензальдегидом и ферум (III)
хлоридом. Реакцию с бензальдегидом дает лишь крезол^-крезол-вкрезол. Другие крезолы не дают этой реакции. При взаимодействии вкрезола с ферум (III) хлоридом появляется синяя цвет, а крезол^крезол-м-крезол дает с этим реактивом фиолетовую-краснофиолетовая цвет.
крезол^-крезол-м-крезол, как и крезол^-крезол-в-крезол, дает
индофенолову реакцию, реакцию Либермана, реакцию с ферум (III)
хлоридом и реактивом Миллона. Однако крезол^-крезол-м-крезол не
дает реакции с бензальдегидом. При взаимодействии м-крезола с
54
ферум (III) хлоридом возникает красно-фиолетовая цвет. Другие
крезолы с этим реактивом дают синюю цвет.
п-крезол дает цвет с ферум хлоридом и реактивом Миллона.
Этот крезол не дает цвета с бензальдегидом, индофенолової реакции и
реакции Либермана.
Методика выполнения реакции. Выполнение пересчитанных реакций
приведено в описании способов открытия фенола.
ОТКРЫТИЕ ИОНОВ ПЛЮМБУМУ (после изолирования ТЭС)
Для открытия ионов плюмбуму, что образовались в результате
разложения ТЭС, применяют реакции с калий йодидом, калий
хроматом, сероводородной водой и т.п. (см. занятие № 4 „металични
яда”).
Открытие ТЭС в нефтепродуктах. Открытие ТЭС в
нефтепродуктах основано на потому, что при облучении этих
продуктов Уф-випроминюванням происходит разложение ТЭС. Ионы
плюмбуму, что образовываются при этом, определяют с помощью
дитизону и других реакций на плюмбум.
Методика выполнения реакции. На фильтровальную бумагу наносят
1-2 капле исследуемого нефтепродукта. На протяжении 30-40 с на
бумагу действуют Уф-випроминюванням. Потом на бумагу наносят
каплю свежеприготовленного 0,1 %-го раствора дитизону в
хлороформе. При наличии ТЭС на бумаге появляется темно-красное
пятно дитизонату плюмбуму. При отсутствии соединений плюмбуму
бумага остается зеленым.
Если бензин или керосин сильно окрашенные, то их
предварительно обесцвечивают взбалтыванием с активированным
углем.
ОТКРЫТИЕ АЦЕТАТНОЙ КИСЛОТЫ
1. Реакция с ферум (III) хлоридом. При добавлении ферум
(III) хлорида к ионам-ацетатам-ионам появляется красная цвет,
обусловленная образованиям основного ацетата ферум:
8СН3СОО- + 3Fe3+ + 2Н2ОБ  [Fe3(ВОН)2(СН3СОО)6]+ + 2СН3СООН.
Методика выполнения реакции. 2-3 мл дистиллята вносят в пробирку и прибавляют
1 каплю 5 %-го свежеприготовленного раствора ферум (III) хлорида. Появление
красной цвета свидетельствует о наличии ионов-ацетатов-ионов в дистилляте. При
55
нагревании окрашенного раствора происходит гидролиз, в результате которого
выпадает бурый осадок основного ацетата ферум.
Граница открытия - 1,25 мг иона-ацетата-иона в 1 мл дистиллята.
2. Реакция из лантана нитратом и йодом. Во время
взаимодействия ионов-ацетатов-ионов из лантана нитратом La(NO3)3
при наличии йода и аммиака раствор приобретает темно-синюю цвет
или выпадает осадок такого самого цвета. Появление этой цвета или
осадка обусловленная адсорбцией йода основным ацетатом лантана.
Подобная цвет дают и пропионати.
Методика выполнения реакции. До 1 мл дистиллята прибавляют 0,5
мл 5 %-го водного раствора лантана нитрата, 0,5 мл 0,25 %-го
спиртового раствора йода и 5 капель 2 моль/л раствора аммиака.
Появление интенсивной синей или коричнево-фиолетовой цвета
свидетельствует о наличии ионов-ацетатов-ионов в дистилляте.
Граница открытия - 500 мкг ионов-ацетатов-ионов в 1 мл.
Этой реакции мешают сульфаты, фосфаты и катионы, которые
образовывают с аммиаком осади.
3. Реакция образования индиго. При нагревании ацетатной
кислоты или ацетатов с солями кальция образовывается ацетон:
2СН3СООН + СаО  (СН3СОО)2 Са + Н2ОБ;
(СН3СОО)2Са  СН3СОСН3+СаО + СО2.
Ацетон, который образовался, при наличии щелочей взаимодействует с онитробензальдегидом. При этом образовывается ряд промежуточных продуктов.
Конечным продуктом реакции есть индиго.
Методика выполнения реакции. 5 мл дистиллята вносят в пробирку и
выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют смесь одинаковых
количеств кальций оксида и карбоната. Отверстие пробирки
накрывают
фильтровальной
бумагой,
смоченной
свежеприготовленным раствором о-нитробензальдегиду в 5 %-му
растворе натрий гидроксиду. Потом пробирку нагревают на пламени
газовой горелки к прожариванию ее содержимого. При наличии
ацетатов-ионов
на
бумаге,
смоченной
раствором
онитрббензальдегиду, появляется синее пятно (цвет индиго).
Эту реакцию дают соединения, во время гидролиза которых
образовывается группа СН3СО-. К таким соединениям принадлежит
диацетил и др.
56
4. Реакция образования уксусно-этилового эфира. При
нагревании ацетатов с этиловым спиртом при наличии сульфатной
кислоты образовывается ацетатно-етиловий эфир (етилацетат):
СН3СООН + СН3СН2ВОН  СН3СООС2Н5 + Н2ОБ.
Методика выполнения реакции. В пробирку вносят 3-5 мл дистиллята и выпаривают
досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл этилового спирта и 2 мл
концентрированной сульфатной кислоты, смесь осторожно нагревают на пламени
горелки. При наличии ацетатов в дистилляте появляется специфический запах
етилацетату.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Изолирование ядов путем дистилляции.
2. Методы открытия фенола, крезолов, ацетона, ацетатной кислоты,
тетраетилсвинцю.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить органолептическое исследование дистиллята.
2.
Проводить химические реакции открытия в дистилляте фенола, крезолов,
ацетона, ацетатной кислоты, тетраетилсвинцю.
ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.:
Высшая школа, 1995. - с. 71-75, 133-140, 150-155.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. К.: Высшая школа, 1982. - c. 92-98, 105-108.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - Г.:
Медицина, 1975. - с. 86, 105-107, 111-116.
Приложению: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям
по токсикологической химии. - Г.: Медицина, 1976. - с. 1951.
2. Руководство по судебно-медицинской экспертизе
отравлений. - Под ред. Р.В. Бережного и др.-1980. - 416 с.
3. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ.-Л.:
Химия, 1981. - 624с.
ЗАНЯТИЕ № 14
ТЕМА: Изучение условий открытия „летучих” ядов” в дистиллятах,
биологических жидкостях и тканях организма методом
газоридинної хроматографии. Исследование дистиллята на
“улетучивающие” яда методом газоридинної и парофазної
57
газовой
хроматографии.
Количественное
определение
этилового спирта в исследуемой пробе.
ЦЕЛЬ: Научиться проводить открытие „летких” отрут углеводородов, спиртов, хлорпохидних углеводородов в
жидкостях организма людей и животные с помощью методами
хроматографичного анализа.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Вещества, которые относятся к „летких” отрут, имеют широкое
применение в народном хозяйстве и потому очень часто они
становятся причиной острых и хронических отравлений. При
исследовании объектов на улетучивающие вещества целесообразно
использовать метод газоридинної хроматографии (ГРХ), который
имеет ряд преимуществ над химическим методом. С помощью этого
метода можно разделить „летки” яда и провести их качественный и
количественный
анализ.
При
использовании
парофазового
газохроматографичного
метода
можно
проводить
анализ
улетучивающих веществ без их выделения из объектов исследования.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ
1. Строение хроматографа - его основные системы и узлы (курс
аналитической химии).
2. Основы
хроматографии
и
принципы работы
газовых
хроматографив (курс аналитической химии).
3. Физическое и химическое свойства веществ, отнесенных „летких”
отрут (курсы органической, физической, фармацевтической,
токсикологической химий).
4. Факторы, которые влияют на коэффициент распределения в
системе воздуха/вода (курс физической химии).
5. Основы фармакокинетики улетучивающих веществ (курс
биологической химии, фармакологии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ
1. Техника безопасности во время работы по газовым хроматографом.
2. Физические и химические процессы, которые лежат в основе
хроматографичного анализа.
3. Требования к сорбентив и жидким фазам.
4. Влияние полярНой недвижимой жидкой фазы на параметры
содержания.
5. Применение двух хроматографичних колонок с разной
58
полярНостью недвижимой жидкой фазы.
6. Основные системы и узлы газового хроматографа.
7. Подготовка проб веществ к газохроматографичного анализа.
8. Способы введения проб в хроматограф.
9. Принцип работы детекторов по теплопроводности (катарометра) и
полуменево-ионизацийного.
10. Влияние природы вещества на чувствительность детекторов по
теплопроводности и полуменево-ионизацийного.
11. Влияние температуры, величины тока, природы и скорости газаносителя на чувствительность детектора по теплопроводности.
12. Зависимость параметров содержания от температуры и скорости
газа-носителя.
13. Процесс, который проходит в колонке при малой скорости газаносителя, отрицательно влияет на результаты хроматографування?
14. Какой процесс, который проходит в колонке при высокой
скорости газа-носителя отрицательно отображается на результатах
хроматографування?
15. Что означают сроки “число теоретических тарелок”, “число
эффективных теоретических тарелок”, “высота, эквивалентная
теоретической тарелке” (ВЕТТ), “высота, эквивалентная эффективной
теоретической
тарелке”
(ВЕЕТТ)?
Какую
способность
хроматографичної колонки они характеризуют?
16. Зависимость раздельной способности от температуры термостата
колонок, от процентного содержимого жидкой недвижимой фазы на
твердом носителе.
17. Методы идентификации неизвестных веществ с помощью газовой
хроматографии.
18. Какие виды хроматографии применяются в химикотоксикологическом анализе.
19. Применение метода микродиффузии при открытии ядовитых
веществ в ХТА.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Изучение влияния скорости газа-носителя на эффективность работы
хроматографичної колонки
Аппаратуры, условия и объекты хроматографування:
Хроматографи - ЛХМ-8 МД, ЛХМ-80, Цвет-100, Хром-4;
детекторы пламенно-ионизационные; И колонка - металлическая
59
(длина 250 см, внутренний диаметр 0,3 см), жидкая фаза - сквалан
(15%) на твердом носителе - хроматон А (0,16-0,20 мм); II колонка металлическая (250 см, внутренний диаметр 0,3 см), 1 5% карбоваксу
20Г на хезасорби А (0,20-0,36 мм); температура термостата
випаровувача - 150°С, температура термостата колонок - 90° С; газноситель - азот технический (или гелий); скорость газа-носителя - 80,
60, 40, 20 мл/мин; скорость воздуха -300 мл/мин; скорость водорода –
С0 мл/мин; скорость диаграммной ленты - 600 мм/год;
Смесь для хроматографування - модельная смесь гептана и
октана (1:1,5) в диметилсульфоксиди (20-40 мкг/мл).
Вспомогательная
аппаратуры
микрошприцы
вместительностью 1-10 мкл, секундомер, циркуль, линейка,
карандаше, калькулятор, пипетки, флаконы, фиксаторы и т.п..
Методика выполнения работы: На входе в колонку создают давление
газа-носителя 1 атмосфера, обеспечивают и проверяют герметичность
в системе газоснабжения. Устанавливают скорость газа-носителя 80
мл/мин, задают температуры термостатов випаровувача и детектора и
включают их в электросеть, включают генератор водорода. Потом
устанавливают заданные скорости воздуха и водорода и зажигают
пламя детектора. После выхода хроматографа на режим
устанавливают нулевую линию на потенциометре. На диаграммной
ленте записывается дата и условия проведения анализа, № пробы,
объем пробы, параметры пиков. В випаровувач хроматографа вводят
заданный объем пробы. Момент введения пробы регистрируют
секундомером и на хроматограми делают пометку (при
необходимости). Высота пиков углеводородов при этой скорости газаносителя должна составлять близко 70% ширины диаграммной ленты.
Необходимо проверить воспроизведение (повторяемость) результатов
хроматографичного анализа (параметров содержания и высот пиков) и
если высота пиков не отвечает 60-70% ширины ленты, тогда
необходимо изменить чувствительность или дозирование. При
получении положительных результатов хроматографування смеси при
скорости газа-носителя 80 мл/мин проводят исследование при других
его скоростях (60, 40 и 20 мл/мин). Все сдача параметры остаются
неизменными.
Эффективность колонки (число теоретических тарелок) -п (за пиком
гептана) рассчитывают за формулами:
60
2
2
 l 
l 
l 
t 
n   R   5.54 R  или n   R   5.54 R 
a
 r 
 a0.5 
 r0.5 
где: l - расстояние на хроматограми от метки введения пробы к
выписыванию максимума пика;
t - время содержания (с момента введения пробы к максимуму пика);
a - ширина пика в основе;
а0,5 - ширина пика на половине его высоты;
a
a
r0.5  0.5 ; r  .
B
B
(величина r вводится при расчетах через t);
В - скорость диаграммной ленты
2
2
lR
а0,5
0
а
Рис. Расчет числа теоретических тарелок (n) колонки за Джеймсом и
Мартином
Высота, эквивалентная теоретической тарелке. Также
характеризует эффективность колонки и показывает, какая часть ее
длины приходится на одну тарелку. Рассчитывается за формулой:
H = L/n,
где: Н- высота, эквивалентная теоретической тарелке;
L - длина колонки;
n - число теоретических тарелок в колонке.
На основе полученных результатов строят график зависимости
высот, эквивалентных теоретическим тарелкам (ВЕТТ) от скорости
газа-носителя. По графику находят скорость газа-носителя, которая
обеспечивает наибольшую эффективность разделения.
Число эффективных теоретических тарелок рассчитывается
за формулой:
N = 16( l R1 / a )2 = 5,54( l R1 /a0.5);
где: N - число эффективных теоретических тарелок;
61
l R1 - исправленное расстояние содержанием - ширина пика в основе;
a0.5 - ширина пика на половине его высоты.
Расчет l R1 проводится от максимума пика инертного газа
(несорбованого компоненту) к максимуму пика соответствующего
вещества.
Высота, эквивалентная эффективной теоретической тарелке
(ВЕЕТТ), рассчитывается за формулой:
L
H eff 
N
где: Heff - высота, эквивалентная эффективной теоретической тарелке;
L - длина колонки;
N - число эффективных теоретических тарелок для данной колонки.
За данными хроматограм находят значение критерия - К для
каждого режима хроматографирования за формулой:
l
K 1 R 2
a a
где: l - расстояние между вершинами пиков на хроматограми, в см;
а1 и а2 - ширина пиков при основе, соответственно гептану и октану.
Результаты определений и расчетов записывают в таблицу.
Таблица.
Изучение влияния скорости газа-носителя на эффективность
хроматографичної колонки
Компонент Скорость газа- t a0.5 а1, а2,
l
N
Н К1
ы смеси
носителя
сек cм см см
мл/мин
Гептан
80
Октан
Гептан
Октан
80
60
60
Гептан
Октан
Гептан
Октан
40
40
20
20
62
ОТКРЫТИЕ “УЛЕТУЧИВАЮЩИХ” ОТРУТ В МОЧЕ, КРОВИ, СЛЮНЕ,
ПРОМЫВНОЙ ВОДЕ, ДИСТИЛЛЯТЕ МЕТОДОМ ПАРОФАЗНОЇ
ХРОМАТОГРАФИИ.
Проверка чувствительности детектора. В пеницилиновий
флакон вносят 0,5 мл 0,02% раствора н-пропанолу, флакон закрывают
резиновой пробкой и помещают в фиксатор. Флакон с содержимым
нагревают 5 мин. на водном нагревателе при 80°С. Потом не вынимая
флакон из водного нагревателя набирают из флакона с помощью
медицинского шприца путем прокалывания пробки 2 мл парогазової
фазы и вводят в камеру випаровувача хроматографа.
На хроматограми выписываются 2 хроматографични пика воздух и н-пропанолу. При отклонении высот пиков или времени
содержания больше чем 5-10% от их стандартных значений
необходимо проверить герметичность резиновой мембраны в камере
випаровувача хроматографа, герметичность шприца, герметичность в
системе газоснабжения и стабильность скорости и розходу газаносителя.
При удовлетворительном разделении и чувствительности
рассчитывается исправленное время содержания н-пропанолу.
Открытие „летучих” ядов” в моче, крови, слюне, промывной
воде, дистилляте. Перед началом хроматографування на
хроматографичний ленте записывают: № анализа, фамилия и
инициалы человека от которой взяты объекты исследования, название
объекта исследования, дата проведения анализа, условия
хроматографування, способ подготавливания и объем пробы.
Методика И. В пеницилиновий флакон вносят 2 мл анализируемой
жидкости и 0,5 мл 0,02% раствора н-пропанолу. Флакон закрывают
резиновой пробкой, помещают в фиксатор и нагревают 5 мин на
водном нагревателе при 80° С. Потом, не вынимая флакон из водного
нагревателя, набирают из флакона с помощью медицинского шприца
(путем прокалывания пробки) 2 мл парогазової фазы и вводят в
камеру випаровувача хроматографа.
Методика II. Сначала приготавливают растворы дипропилового
эфира (внутреннего стандарта): в мерНую колбу емкостью 1 л вносят
0,5 мл дипропилового эфира и доказывают водой к метке. Это будет
исходный раствор, который изготовляется дважды на месяц и
сохраняется в холодильнике. Рабочий раствор изготовляют ежедневно
таким образом: 10 мл исходного раствора вносят в колбу на 100 мл и
63
доказывают водой к метке.
В два пенициллину флаконы вносят по 0,5 мл рабочего
раствора дипропилового эфира и по 2 мл исследуемой пробы,
содержимое флакона перемешивают, вносят 2,5 г безводного натрия
сульфата. Потом флаконы закрывают резиновыми пробками,
помещают в фиксаторы и встряхивают. Один флакон помещают на
кипящем водном нагревателе на 5 мин и периодически встряхивают.
Потом, не вынимая флакон из нагревателя, прокалывают пробку
флакона шприцем и отбирают 1-2 мл газопарової фазы и вводят в
камеру випаровувача колонки № 1. Через 5 мин на водный
нагреватель помещают второй флакон, 5 мин нагревают и
периодически встряхивают. Не вынимая флакон из нагревателя
прокалывают пробку флакона шприцем и отбирают 1-2 мл
газопарової фазы и вводят в камеру випаровувача колонки № 2. На
основании полученных экспериментальных данных определяют
параметры содержания.
При исследовании объекта анализа на хлоралгидрат в флакон
через резиновую пробку вводят 1 мл 10% раствора натрий гидроксиду
(происходит гидролиз с образованием хлороформа) и тогда на
хроматограми выписывается пик хлороформа или уже существующий
пик хлороформа увеличивается в несколько раз.
Исследование стандартной смеси. Для изготовления
стандартной смеси в мерНую колбу на 100 мл вносят 50 мл
диметилсульфоксиду, 0,8 мл хлороформа, 0,2 мл чотирихлористого
углерода, 0,4 мл дихлоретану, 0,3 мл трихлоретилену, 0,4 мл етанолу
и доказывают содержимое колбы диметилсульфоксидом к метке.
Стандартная (тестовая) смесь сохраняется в герметически закрытой
колбе при комнатной температуре 3 месяца.
Проведение анализа тестовой смеси: в пеницилиновий флакон
вносят 2,0 мл этой смеси, прибавляют 0,5 мл раствора внутреннего
стандарта (н-пропанолу или дипропилового эфира), закрывают
резиновой пробкой и помещают в фиксатор. Флакон с содержимым
нагревают 5 мин на водном нагревателе при 80°С. Потом, не вынимая
флакон из водного нагревателя, набирают из флакона с помощью
медицинского шприца путем прокалывания пробки 2 мл газопарової
фазы и вводят в камеру випаровувача хроматографа. Определяют
параметры содержания стандартных веществ.
64
Полученные параметры содержания при анализе жидкостей
организма, дистиллята, диализата и т.п. сравнивают с параметрами
содержания отдельных компонентов стандартной (тестовой) смеси,
полученных на двух колонках с недвижимыми жидкими фазами
разной полярНости.
Таблица.
Относительное время содержания хлорорганичних углеводородов и етанолу
(относительно н-пропанолу)
Хроматографична колонка
Улетучивающое
Сквалан
соединение
Карбовакс 20Г
н-пропанол
(стандарт)
1,00(41с)
1,00(293с)
Етанол
0,59
0,53
Хлороформ
Тетрахлорметан
1,21
2,12
0,87
0,41
Дихлоретан
Трихлоретилен
Перхлоретилен
1,49
2,75
7,07
1,23
0,98
1,03
Хлорид метилена
Хлорбензол
0,53
8,80
0,51
2,95
Анализ результатов хроматографичного исследования. При
отсутствии пиков на хроматограмах (колонок № 1 и № 2) из пробы
исследуемого объекта можно сделать вывод о не открытии тех
„летучих” ядов, которые при аналогичных условиях давали
хроматографични пики (компоненты тестовой смеси, которые
приведены в табл. выше).
При выписывании хроматографичних пиков в пробах
исследуемых объектов их сравнивают по параметрам содержания с
пиками стандартных (тестовых) веществ, строят заключения и при
потребности продолжают исследование.
Открытие и определение алифатичних одноатомных спиртов в биологических
жидкостях, диализатах и дистиллятах методом газоридинної
Условия хроматографування. Газу хроматографи: ЛХМ-8 МД,
ЛХМ-80, Цвет-100, Хром-4, Хром-5; детектор по теплопроводности
65
(катарометр); Ток моста детектора - 90 ма; колонка металлическая
(200ґО,3 см); твердый носитель - Хроматон N-AW (0,16-0,20 мм);
жидкая недвижимая фаза - Сквалан (15%); газ-носитель - азот
технический (V=30 мл/мин.); температура термостата випаровувача 75° С; температура термостата колонок - 70°С; температура
термостата детектора - 75° С; скорость хроматографичної ленты 600
мм/мин.
Рабочие растворы и реактивы: 50% раствор трихлорацетатної
кислоты, 30% раствор натрий нитрита, 2 %0 раствор метилового
спирта, 3 %0 раствор этилового спирта, 4%0 раствора изопропилового
и пропилового спиртов, 6 %0 раствора изобутилового и бутилового
спиртов, 8 %0 раствора изоамилового и амилового спиртов, тестовая
смесь.
Состав тестовой смеси: 0,3 мл метилового спирта, 0,6 мл
этилового спирта, по 1,5 мл изопропилового и пропилового спиртов,
по 3,0 мл изобутилового и бутилового спиртов, по 6,0 мл
изоамилового и амилового спиртов,
Проверка
разделительной
способности
колонки
и
чувствительности детектора. В флакон из-под пенициллина вносят
0,5 мл 50% раствора трихлорацетатної кислоты и 0,5 мл тестовой
смеси, флакон закрывают резиновой пробкой и помещают в фиксатор.
Содержимое флакона перемешивают и через пробку вводят с
помощью медицинского шприца 0,5 мл С0 % раствора натрий
нитрита. Содержимое снова перемешивают (чтобы не намочить
внутренней поверхности пробки) и оставляют на 1 мин. Потом из
флакона с помощью шприца отбирают 0,5-3,0 мл (в зависимости от
чувствительности детектора, но всегда одну и ту же количество)
газовой пробы (алкилнитритив спиртов) и вводят в випаровувач
хроматографа. Определяют абсолютный и относительный (по
отношению к пропанолу) время содержания ингредиентов тестовой
смеси.
Открытие спиртов в исследуемых пробах (кровь, моча,
дистиллят, промывные воды желудка). В флакон из-под пенициллина
вносят 0,5 мл 50 % раствора трихлорацетатної кислоты и 0,5 мл
исследуемой жидкости. Флакон закрывают резиновой пробкой,
помещают в фиксатор и дальше действуют по методике, описанной
выше при проверке разделительной способности колонки и
66
чувствительности детектора. После выписывания хроматограми
определяют параметры содержания и сравнивают соответствующие
параметры пиков в тестовой смеси и в исследуемых пробах. При
открытии етанолу проводят его количественное определение.
Количественное определение етанолу в исследуемых пробах (кровь, моча,
дистиллят, промывные воды желудка).
Построение калибрувального графика. Готовят серию
стандартных растворов етанолу с концентрацией 1, 2, 3, 4 и 6 %0,
раствор внутреннего стандарта (4 %0 раствор пропилового спирта). В
несколько флаконов из-под пенициллина вносят по 2 мл внутреннего
стандарта и по 2 мл раствора етанолу разной концентрации (1, 2, 3, 4 и
6 %0). Содержимое флаконов хорошо перемешивают, а потом берут
по 1 мл из каждого флакона и переносят в другие флаконы из-под
пенициллина. В каждый флакон прибавляют по 0,5 мл 50 % раствора
трихлорацетатної кислоты и дальше действуют, как описано выше.
Измеряют высоты (или определяют площади) пиков етилнитриту и
пропилнитриту и рассчитывают в каждой пробе отношения высот
пиков нитрита етанолу к высотам пиков нитрита пропанолу
(внутреннего стандарта). По полученным данным строят
калибрувальний график в координатах: концентрация етанолу (%0) отношение высот пиков етанолу (етилнитриту) к высотам пиков
пропанолу (пропилнитриту).
Определение концентрации етанолу в крови, мочи,
дистилляте. В флакон из-под пенициллина вносят по 2 мл 4 %0
раствора пропанолу (внутреннего стандарта) и 2 мл исследуемой
жидкости. Содержимое флакона хорошо перемешивают, а потом
берут по 1 мл смеси из флакона и переносят в другой флакон из-под
пенициллина. В каждый флакон прибавляют по 0,5 мл 50 % раствора
трихлацетатної кислоты, флакон закрывают резиновой пробкой и
помещают в фиксатор. Содержимое флакона перемешивают и через
пробку с помощью медицинского шприца вводят 0,5 мл С0 %
раствора
нитрита
натрия.
Содержимое
снова
аккуратно
перемешивают (чтобы не намочить внутренней поверхности пробки)
и оставляют на 1 мин. Потом из флакона с помощью шприца
отбирают 0,5-3,0 мл (как при построении калибрувального графика)
газообразной пробы и вводят в випаровувач хроматографа.
Построенный за выше описанной методикой график
используют при количественном определении етанолу в дистилляте.
67
При количественном определении етанолу в крови используют
коэффициент перерасчета 0,95, а при количественном определении
етанолу в моче используют поправочный коэффициент 1,05.
Анализ
и
оценка
результатов
хроматографичного
исследования. Содержимое етанолу в крови до 0,3 %0 свидетельствует
об отсутствии опьянения. Открытие и количественное определение
етанолу за етилнитритом специфическое в присутствии цианидної
кислоты,
формальдегида,
галогенпохидних
углеводородов
(хлороформ, хлоралгидрат, тетрахлорметан, дихлоретан), спиртов
(метанол, изопропанол, пропанол, изобутанол, бутанол, изопентанол,
пентанол), фенола, уксусной кислоты, пентана, гексану, бензола,
толуола, ксилола, метилсалицилату, диетилового эфира.
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Принципиальную схему строения и назначение отдельных узлов
газового хроматографа.
2. Преимущества и недостатки метода газовой хроматографии.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Подготовить пробу (мочу, кровь, дистиллят) к анализу на спирты и
галогенопохидни алифатичного ряда.
Проводить расшифровку хроматограми.
ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.: Высшая школа,1995.
- с.126-129.
2. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к
практическим работам по газовой хроматографии.-Л.: Химия, 1988.-336 с.
3.
Мищихин
В.А.,
Фелицин
Ф.Т.
Газохроматографическоеобнаружение хлороформа, четырехлористого
углерода, дихлорэтана, трихлорэтилена и хлоралгидрата в биологическом
материале. //Суд.-мед.экспертиза, 1988, №2. - с. 30-33.
4.
Бабилев Ф. В., Тряпицина И. Газожидкостная хроматография в
фармацевтическом анализе. - Кишинев, 1978.
Приложению: 1. Болотов В.В., Стадниченко Е.И., Бондарь B.C. Пособие к
практическим занятиям из токсикологической химии. - Харьков:
"Основа", 1977. - с.68-72.
2.
2. Хахенберг Х., Шмидт И. Газохроматографический анализ
равновесной газовой фазы. - Г.: 1979.
ЗАНЯТИЕ № 15.
68
ТЕМА: Исследование биологического материала на неизвестную
„летку” яд.
ЦЕЛЬ: Выполнить выделение неизвестных „летучих” ядов из
биологического материала методом перегонки с водной
парой и провести исследование дистиллята на наличие и
содержимое „летучих” ядов.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Вещества, которые относятся к „летучим” ядам, имеют
широкое применение в народном хозяйстве и потому очень часто они
становятся причиной острых и хронических отравлений. Поэтому
необходимо уметь обнаруживать их в биологических объектах
химическими методами, а также проводить количественный анализ.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ
1. Теоретические основы перегонки веществ с водной парой (курс
физической химии).
2. Основные пути и закономерНости проникновения в организм,
биотрансформация, распределение и накопления в органах
ксенобиотикив с разными физическими свойствами (курс
биологической химии, фармакологии, токсикологической химии).
3. Пути и закономерНости вывода из организма ксенобиотикив (курс
биологической
химии,
физиологии,
фармакологии,
токсикологической химии).
4. Реакции открытия органических веществ за функциональными
группами (курс органической химии).
5. Физическое и химическое свойства и реакции идентификации
улетучивающих органических лекарственных-соединени-врачебных
препаратов (курс фармацевтической химии).
6. Основы и методы газохроматографичного исследование (курсы
физической и аналитической химии).
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Реакции открытия „летучих” ядов” в дистилляте
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Проведение внешнего обзора объектов исследования и предыдущих испытаний
Наличие посторонних включений. Див. занятие № 2.
Запах объектов исследования. Див. занятие № 2.
Цвет объекта исследования. Див. занятие № 2.
Определение рН среды. Див. занятие № 2.
Открытие аммиака и сероводорода. Див. занятие № 2.
69
Открытие окислителей. Див. занятие № 2.
Составление плана химико-токсикологического анализа основывается: на
поставленной задаче, на данных сопровождающих документов, на результатах
внешнего обзора и предыдущих испытаний, на перечне (характере) и количества
доставленных объектов.
ПРОВЕДЕНИЕ ПЕРЕГОНКИ (ДИСТИЛЛЯЦИИ)
Студенты составляют прибор для перегонки с водной парой и
нагревают пароутворювач к кипению. Биологический материал
измельчают, помещают в колбу для перегонки, прибавляют воду к
образованию густой кашеобразной смеси (смесь должна занимать не
больше 1/3 объема колбы). Колбу с содержимым ставят на холодный
водный нагреватель. Содержимое колбы пидкислюють 10% раствором
оксалатной или тартратної кислоты к рН 2-3 и быстро соединяют с
аппаратом перегонки, а потом нагревают на водном нагревателе.
Первую фракцию дистиллята (С мл) собирают в колбу с 2 мл 5%
раствора натрий гидроксиду, а две следующие фракции по 25 мл (при
необходимости собирают и больше фракций - до тех пор, пока
дистиллят не перестанет давать соответствующие реакции на
определенные улетучивающие вещества). Потом первую фракцию
дистиллята исследуют на наличие цианидної кислоты, другу фракцию
дистиллята - на хлорвмисни углеводные, спирты и другие „летучие”
яды”. Остатки второй фракции после окончания ее исследования
объединяют с третьей фракцией и подвергают дефлегмации.
Дефлегмат исследуют на наличие „летучих” ядов химическим
методом и методом парофазового газохроматографичного анализа так
же, как и дистиллят.
Исследование дистиллята
Органолептический контроль. Визуально наблюдают или
дистиллят прозрачный, или присутствуют капли более легкие или
более тяжелые за воду; определяют запах дистиллята и значение рН
среды.
Проведение химических реакций. Первую фракцию дистиллята
(3 мл в растворе натрий гидроксиду) исследуют с помощью
химических реакций на цианидну кислоту - реакция образования
берлинской голубизны; реакция образования роданиду феруму
(ИИИ); реакция образования бензидинової синие; реакция с
пикриновой кислотой.
70
Другу фракцию дистиллята исследуют с помощью химических
реакций:
а) на хлороформ - реакция видщеплення хлора; реакция
Фудживара; реакция с резорцином; реакция образования изонитрилу;
реакция с реактивом Фелинга;
б) на хлоралгидрат - реакция видщеплення хлора; реакция
Фудживара; реакция с резорцином; реакция образования изонитрилу;
реакция с реактивом Фелинга; с реактивом Несслера;
в) на чотирихлористий углерод - реакция видщеплення хлора;
реакция Фудживара; реакция с резорцином; реакция образования
изонитрилу;
г) на дихлоретан - реакция видщеплення хлора; реакция
Фудживара; реакция образования етиленгликолю и его открытие
после переведения в формальдегид; реакция образования ацетилениду
меди; реакция с хинолином;
а) на формальдегид - реакции с хромотроповою кислотой, с
фуксинсульфитною кислотой, с реактивом Фелинга, реакция
восстановления ионов серебра;
б) на метиловый спирт - реакция с салициловой кислотой,
реакция окисления метилового спирта к формальдегиду со
следующим открытием формальдегида;
в) на этиловый спирт - реакция образования йодоформа,
реакция образования етилацетату, реакция образования ацетальдегида
со следующим открытием ацетальдегида;
г) на изоамиловый спирт - реакция с салициловым альдегидом,
реакция с п-диметиламинобензальдегидом, реакция образования
изоамилацетату, окисление к изовалерианової кислоты;
д) на етиленгликоль - реакция с сульфатом меди; реакция
окисления перйодатом и открытие образованного формальдегида,
реакция окисления нитратной кислотой со следующим открытием
щавелевой кислоты;
е) на ацетон - реакция образования йодоформа, реакции с
нитропрусидом натрия, с фурфуролом, с о-нитробензальдегидом;
є) на фенол - реакция с бромной водой, индофенолова реакция,
реакция Либермана, из ферум (ИИИ) хлоридом, с реактивом Миллона,
с бензальдегидом;
ж) на ацетатную кислоту - реакция из ферум (ИИИ) хлоридом,
71
реакция образования индиго, реакция образования етилацетату,
реакция с нитратом лантана и йодом.
При исследовании дистиллята необходимо составить схему
выполнения реакций в такой последовательности, при которой
однотипные (общие для нескольких веществ) реакции выполняются
один раз. Для исключения вещества из следующего (дальнейшего)
исследования при отрицательной реакции первого этапа необходимо
выполнить реакцию второго этапа. При положительном результате
реакции первого этапа необходимо выполнить все реакции на те
вещества, которые имеют общую реакцию на первом этапе. Для
удобства проведения исследования, ниже приведена таблица
последовательного поэтапного анализа дистиллята на „летучие” яды”.
Таблица.
Схема поэтапного выполнения реакций при исследовании дистиллята
Вещест
1 этап
2 этап
С этап
4 этап
5 этап
во,
которое
исследу
ется
Цианид Образован Образование Образова
на
ие
роданиду
ние
кислота берлинско
феруму
бензидин
й
(ИИИ)
ової
голубизны
синие
Ацетат
3
Образование Образова
ная
хлоридом
индиго
ние
кислота феруму
етилацет
(III)
ату
Фенол
3
Образование
3
3
хлоридом индофенола бромной реактивом
феруму
водой
Миллона
(III)
Анилин
3 пОбразование
диметилам
солей
инодиазонию и
бензальдег азосполук
идом
72
Изоами
3 пловый диметилам
спирт
инобензальд
егидом
Ацетон Образован
ие
йодоформа
Етанол Образован
ие
йодоформа
Формал
3
ьдегид хромотроп
овою
кислотой
Метано Образован
л
ие
метилсали
цилату
Етилен
3
гликоль сульфатом
купруму
(II)
Хлороф Открытие
орм
ковалентно
связанного
хлора
Образование Образова
изоамилацет
ние
ату
изовалер’
янової
кислоты
3
3
нитропрусид фурфуро
ом натрия
лом
Образование Образова
етилацетату
ние
ацетальд
егида
3
3
фуксинсуль реактиво
фитною
м
кислотой Фелинга
Образование Образова
формальдеги
ние
да и реакция формас
льдегиду
хромотропов
и
ою кислотой реакция с
фуксинси
рчис-тою
кислотой
Образование Образова
оксалатной ние форкислоты и ее мальдеги
открытие с ду и его
солями
открытие
кальция
Реакция
Образова
Фудживара
ние
изонитри
лу
3 онитробенза
льдегидом
3
Серебр
резорцино яного
м
зеркала
Образован
ие
формальде
гида и
реакция с
резорцино
м
3
3
резорцино реактив
м
ом
Фелинг
а
73
Хлорал Открытие
Реакция
Образова
3
3
гидрат ковалент- Фудживара
ние
резорцино реактино
изонитри
м
вом
связанного
лу
Фелинхлора
га,
реактив
ом
Нессле
ра
Чотири Открытие
Реакция
Образова
3
хлорист ковалент- Фудживара
ние
резорцино
ий
но
изонитри
м
углерод связанного
лу
хлора
Дихлор Открытие
Реакция
Образова
етан ковалент- Фудживара
ние
но
етиленгл
связанного
иколю и
хлора
его
открытие
Открытие
„летучих”
ядов”
в
газоридинноїхроматографиї
проводят
указаниям к занятию № 14.
дистилляте
методом
согласно
методическим
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
1. Реакции открытия “улетучивающих” отрут химическими методами.
2. Особенности изолирования некоторых “улетучивающих” отрут.
3. Условия проведения газохроматографичного открытие “улетучивающих” отрут в
биологическом материале.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Составлять схему исследования дистиллята на наличие „летучих”
ядов”;
2. Проводить все технологические операции во время перегонки;
3. Проводить фракционную перегонку и собрать необходимые
количества дистиллятов;
4. Проводить сбор фракции перегона с синильной кислотой;
5. Проводить химические реакции открытия цианидов, хлорпохидних
74
углеводородов, формальдегида, уксусной кислоты, метанола, етанолу,
изоамилового спирта, етиленгликолю, фенола, ацетона в дистилляте;
6. Проводить газохроматографичне исследование дистиллята и
объектов анализа на наличие „летучих” ядов”;
7. Обнаруживать отдельные вещества в присутствии других.
ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.: Высшая школа,1995.
- с. 99-157.
2. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к
практическим работам по газовой хроматографии.-Л.: Химия, 1988.-336 с.
5. Мищихин В.А., Фелицин Ф.Т. Газохроматографическоеобнаружение
хлороформа, четырехлористого углерода, дихлорэтана, трихлорэтилена и
хлоралгидрата в биологическом материале. //Суд.-мед.экспертиза, 1988, №2.
- с. 30-33.
6. Бабилев Ф. В., Тряпицина И. Газожидкостная хроматография в
фармацевтическом анализе. - Кишинев, 1978.
Приложению: 1. Болотов В.В., Стадниченко Е.И., Бондарь B.C. Пособие к
практическим занятиям из токсикологической химии. - Харьков: "Основа",
1977. - с.68-72.
2. Хахенберг Х., Шмидт И. Газохроматографический анализ
равновесной газовой фазы. - Г.: 1979.
75
ЗАНЯТИЕ № 16
ТЕМА: Защита акта судейско-токсикологического исследования
биологического материала на „летучие” яди”. Итоговое занятие
по теме: „биотрансформация ксенобиотикив в организме.
Химико-токсикологическое исследование „летучих” ядов”.
ЦЕЛЬ: Проверка правильности оформления “Акта судейскотоксикологического исследования”. Обобщение уровня
теоретических знаний и практических навыков по методам
перегонки с водной парой, открытие „летучих” ядов” в
дистилляте, а также основных понятий биотрансформациї
веществ в организме.
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ
Вещества, которые принадлежат к классу „летучих” ядов”,
широко используются в медицине, в химических лабораториях, как
растворители, их также могут использовать для синтеза других
соединений. Некоторые из них могут быть в незначительном
количестве продуктами жизнедеятельности организма. Поэтому
необходимо не только правильно проводить анализ, а и правильно
трактовать полученные результаты, а также оформлять в виде „акта
судейско-токсикологического исследования”. Большинство веществ
органического происхождения в организме испытать преобразование
и выводят в виде метаболитив, поэтому необходимо знать пути
метаболизма веществ в организме.
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
1. Теоретические основы перегонки с водной парой (курс
физической химии).
2. Основные пути и закономерНости поступления в организм,
распределение и накопления в органах ксенобиотикив с разными
физическими свойствами (курс биологической химии, фармакологии)
3. Пути и закономерНости вывода из организма ксенобиотикив
(курс биологической химии, физиологии, фармакологии).
4.
Реакции
открытия
органических
веществ
за
функциональными группами (курс органической и аналитической
химий).
5.
Методы
качественного
и
количественного
газохроматографичного анализа (курс аналитической химии).
76
ПРОГРАММА САМОПОДГОТОВКИ
1. Основные пути биотрансформациї отрут в организме.
Пероксидне окиснення липидов и белков.
2. Классификации метаболизма врачебных веществ.
3. И и ИИ фазы биотрансформациї веществ в организме.
4. Влияние разнообразных факторов на метаболизм врачебных
веществ.
5. Разложение трупов (гниение, мумификация, образование
жировоску, тление) и возможность открытия в них отрут.
6. Применение метода микродиффузии в токсикологическом
анализе.
7. Указать вещества, отнесенные “улетучивающих” отрут,
которые могут образовываться в организме и в тканях и жидкостях
трупа.
8. Особенности интерпретации результатов анализа при
открытии веществ отнесенных “улетучивающих” отрут, которые
могут образовываться в организме.
9.
Методы
выделения
“улетучивающих”
отрут
из
биологического материала и жидкостей организма.
10. Суть метода парофазного анализа.
11. Суть метода суховоздушної видгонки ядовитых веществ.
12. Физические основы процесса перегонки с водяным паром.
13. Значение азеотропных смесей при изолировании
"улетучивающих" ядов из биологического материала.
14. При каких условиях перегоняются с водной парой слабые
електролиты?
15. Какие классы химических соединений принадлежат к
группе "улетучивающих" ядов?
16. Чему при изолировании "улетучивающих" ядов с водяным
паром при полном химико-токсикологическом анализе исследуемый
объект необходимо пидкислять органическими кислотами, а не
минеральными?
17. В каких случаях во время изолирования „летучих” ядов
путем перегонки с водной парой исследуемый объект нужно
подщелачивать?
18. В каких случаях проводится сбор дистиллята в раствор
кислоты или щелочи?
19. Цианидна кислота и ее соли, применение, открытие,
77
особенности изолирования, токсикологическое значение, летальная
доза.
20. Формальдегид, применение, открытие, токсикологическое
значение, летальная доза.
21. Хлороформ, его применение, открытие, токсикологическое
значение, летальная доза.
22. Хлоралгидрат, применение, открытие, токсикологическое
значение, летальная доза.
23. Тетрахлорметан (чотырехлористый углерод), применение,
открытие, токсикологическое значение, летальная доза.
24. Дихлорэтан, применение, открытие, токсикологическое
значение, летальная доза.
25. Метанол. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
26. Этанол. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
27. Изоамиловый спирт. Применение, летальная доза,
метаболизм, токсичное действие, особенности изолирования,
открытие.
28. Этиленгликоль. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
29. Ацетатная кислота. Применение, летальная доза,
метаболизм, токсичное действие, особенности изолирования,
открытие.
30. Фенол. Крезолы. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
31. Ацетон. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
32. Тетраэтилсвинць. Применение, летальная доза, метаболизм,
токсичное действие, особенности изолирования, открытие.
33.
Возможные
пути
проникновения
в
организм
"улетучивающихся" отрут.
34. Закономерности распределения в организме растворимых в
жирах и нерастворимых в воде "улетучивающих" отрут.
35. Токсичное действие и факторы влияния на скорость
биотрансформациї этанолу при хроническом алкоголизме.
36. Методы детоксикациї организма при отравлении,
78
цианидами, метанолом, этанолом и другими спиртами.
37.
Физические
явления,
на
которые
базируются
хроматографични процессы и проходит разделение смеси веществ на
компоненты в вариантах газовой и газожидкостной хроматографии
(ГРХ).
38. Требования к недвижимой жидкой фазе.
39. Согласно каким критериям подбирается недвижимая
жидкая фаза для анализа веществ с определенными химическими
свойствами?
40. Аким требованиям должен отвечать газ-носитель?
41. Как влияет природа газа-носителя на чувствительность
детектора - катарометра?
42. Принцип работы детектора по теплопроводности.
43. Какие факторы влияют на чувствительность детектора по
теплопроводности?
44. Принцип работы пламенно-ионизационного детектора.
45. Подготовка и способы введения проб веществ в
газохроматографичному анализе.
46. Зависимость параметров содержания от размеров колонки,
количества жидкой фазы, температуры и скорости газа-носителя.
47. Методы идентификации неизвестных веществ с помощью
газовой хроматографии.
48.
Какие параметры пику используются для расчета
количества исследуемого вещества в методе газовой хроматографии?
49. Характеристика способов калибрования прибора в методе
ГРХ.
50.
Методы профилактики отравлений и способы
детоксикациї организма при отравлениях "улетучивающими"
отрутами.
51. Методы количественного анализа „летких” отрут.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
1. При собирании первого дистиллята была взята пустая колба. Какое
вещество можно потерять и чему?
2. При выполнении реакции со щелочным раствором резорцина
образовалась розовая цвет. Какие „летки” яда будете определять при
дальнейшем исследовании?
79
3. Реакция дистиллята с реактивом Фелинга положительная. Какие
„летки” яда могут реагировать с указанным реактивом?
4. При проведении реакции на формальдегид с фуксинсульфитною
кислотой дистиллят окрасился в сине-фиолетовый цвет через 1 час.
Возможно ли сделать заключения об определении формальдегида в
пробе?
5. В дистилляте найден формальдегид и ацетон. Возможно ли
применить йодометричний метод для количественного определения
формальдегида? Запишите уравнение реакций.
6. Как необходимо обработать дистиллят, прежде чем приступить к
исследованию на фенол и изоамиловый спирт?
7. Определите фенол в дистилляте в присутствии салициловой
кислоты.
8. Определите фенол в дистилляте в присутствии уксусной кислоты.
9. Какие „летки” яда реагируют с ферум (ИИИ) хлоридом? Какое
судейско-химическое значение предоставляется этой реакции при
открытии фенолов?
10. Чему необходимо разделить фенол и салициловую кислоту при их
совместном присутствии в дистилляте?
11. Как разделить фенол и салициловую кислоту при их совместном
нахождении в дистилляте, используя физико-химические свойства
указанных веществ?
12. Общие реакции на галогенпохидни „летки” яда положительные.
Как в этом случае довести присутствие хлоралгидрата?
13. Как отличить хлороформ от хлоралгидрата и тетрахлорметану
химическими методами?
14. При выполнении реакции этерификации с салициловой кислотой
ощущался специфический запах. Какие вещества из группы „летких”
отрут образовывают ароматные эфиры с салициловой кислотой?
15. Исследуемый дистиллят в кислой среде с фуксинсульфитною
кислотой образовывал фиолетовую цвет. Возможное ли открытие
метанола в таком случае?
16. В моче и крови найдены етанол. Обязательно ли выполнять
количественное определение на алкоголь и чему?
17. В дистилляте найден етанол. Имеет ли судейско-химическое
значение реакция образования метилсалицилату на метанол в этих
условиях?
80
18. Как необходимо обработать дистиллят, прежде чем приступить к
исследованию на фенол и изоамиловый спирт?
ИСХОДНЫЙ УРОВЕНЬ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ
4. И и ИИ фазы биотрасформациї ксенобиотикив в организме.
2. Изолирование отрут путем дистилляции.
3. Методы химического анализа на наличие в дистилляте „летких” отрут.
СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ
1. Проводить органолептическое исследование дистиллята.
5.
6.
Проводить химические реакции открытия в дистилляте „летких” отрут.
Составлять акт химико-токсикологического анализа.
ИСТОЧНИКА ИНФОРМАЦИИ:
Основные: 1. Крамаренко В.П. Токсикологическая химия. - К.:
Высшая школа, 1995. - с. 38-53, 59-76, 94-158.
2. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. К.: Высшая школа, 1982. - c. 92-98, 105-108.
3. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. - Г.:
Медицина, 1975. - с. 86, 105-107, 111-116.
7.
Мищихин В.А., Фелицин Ф.Т. Газохроматографическоеобнаружение
хлороформа, четырехлористого углерода, дихлорэтана, трихлорэтилена и
хлоралгидрата в биологическом материале. //Суд.-мед.экспертиза, 1988, №2.
- с. 30-33.
5. Бабилев Ф.В., Тряпицина И. Газожидкостная
хроматография в фармацевтическом анализе. - Кишинев,
1978.
Приложению: 1. Белова А.В. Руководство к практическим занятиям
по токсикологической химии. - Г.: Медицина, 1976. - с. 1951.
2. Руководство по судебно-медицинской экспертизе
отравлений. - Под ред. Р.В. Бережного и др.-1980. - 416 с.
3. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ.-Л.:
Химия, 1981. - 624с.