Контрольная работа по «Токсикологическая химия»

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра химии фармацевтического факультета

 

 

 

   КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА №1

 

 

 

Тема  контрольной работы    вариант 19

По дисциплине токсикологическая химия

По специальности фармация

 

 

                                                Работу  выполнила Дуплина Екатерина Александровна

                                                Факультет фармацевтический  Форма  обучения заочная

                                                Курс № 5                        группы 597

                                                Преподаватель……………………………………………

                                                Оценка……………………………Дата………………….

 

 

 

Челябинск 2014

1.Спирт этиловый, метиловый и изоамиловый. Распространение. Применение. Способы выделения, идентификация и количественное определение (с указанием химизмов и аналитических эффектов). Метаболизм.  Клиническая картина отравления. Способы детоксикации  и лечения.

Метиловый спирт (метанол) — бесцветная жидкость (т. кип. 64,5 °С, плотность 0,79), смешивающаяся во всех соотношениях с водой и многими органическими растворителями. Метиловый спирт ядовит, он горит бледно-голубым некоптящим пламенем, с хлоридом кальция дает соединение СаС1 2 ·4СН 3 ОН, а с оксидом бария образует кристаллы ВаО·2СН 3 ОН. Метиловый спирт по запаху и вкусу почти не отличается от этилового. Известны случаи отравления метиловым спиртом, ошибочно принятым вместо этилового.

В природе метиловый спирт в свободном состоянии почти не встречается. Распространены его производные — эфирные масла, сложные эфиры и др. Раньше метиловый спирт получали путем сухой перегонки дерева. Поэтому и до сих пор неочищенный метиловый спирт, полученный сухой перегонкой дерева, называют древесным спиртом. В настоящее время используется несколько промышленных синтетических способов получения метилового спирта.

Применение. Метиловый спирт широко используется в промышленности как растворитель лаков, красок, как исходное вещество для получения хлористого метила, диметилсульфата, формальдегида и ряда других химических соединений. Он применяется для денатурации этилового спирта, входит в состав антифриза.

Метаболизм. Метиловый спирт, поступивший в организм, распределяется между органами и тканями. Наибольшее количество его накапливается в печени, а затем в почках. Меньшие количества этого спирта накапливаются в мышцах, жире и головном мозгу. Метаболитом метилового спирта является формальдегид, который окисляется до муравьиной кислоты. Часть этой кислоты разлагается на оксид углерода (IV) и воду. Некоторое количество метилового спирта, не подвергшегося метаболизму, выделяется с выдыхаемым воздухом. 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 спирт.

При заключении 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.

Идентификация:

1.Реакция этерификации (образование метилсалицилата).

К 1 мл дистиллята прибавляют 0,03 – 0,05 г кислоты салициловой и 2 мл кислоты серной концентрированной, затем смесь осторожно нагревают в пламени горелки.

При наличии метилового спирта в исследуемом растворе ощущается характерный запах метилсалицилата.

CH3OH + HOSO3H = CH3OSO3H + H2O

Эта реакция не специфична, так как при указанных выше условиях этиловый спирт с салициловой кислотой образует этиловый эфир, запах которого напоминает запах метилового эфира салициловой кислоты.

2.Окисление метилового спирта. Основано на окислении до формальдегида и определении последнего при помощи реакций окрашивания.

Для окисления метилового спирта в формальдегид применяют перманганат калия или другие окислители:

5СН 3 ОН + 2КMnО 4 + 3H 2 SO 4 ---> 5НСНО + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8Н 2 О.

При взаимодействии ионов марганца с избытком перманганата калия может образоваться оксид марганца (IV):

3Mn 2+ + 2MnO 4 - + 2Н 2 О ---> 5MnO 2 + 4Н +.

Для связывания избытка перманганата калия и оксида марганца (IV) прибавляют сульфит натрия или другие восстановители (гидросульфит натрия, щавелевую кислоту и др.).  

Метилового спирта. Этот метод основан на окислении метилового спирта до формальдегида. При взаимодействии формальдегида схромотроповой кислотой появляется фиолетовая окраска.

В наружную камеру прибора для микродиффузии вносят 1 мл крови или мочи либо 1 г гомогената ткани. Затем в наружную камеру вносят 1 млнасыщенного раствора карбоната калия. Во внутреннюю камеру прибора вносят 3 мл 10%-го раствора серной кислоты. Прибор закрывают крышкой и оставляют на 3 ч. При исследовании гомогената ткани время диффузии увеличивается до пяти часов.

К 1 мл раствора, взятого из внутренней камеры, прибавляют ] каплю 5%-го раствора перманганата калия и оставляют на 10 мин, а затем прибавляют 1—2 капли насыщенного раствора гидросульфита или сульфита натрия. После исчезновения окраски перманганата калия к жидкостиприбавляют 0,2 мл 0,5 %-го раствора хромотроповой кислоты в концентрированной серной кислоте. Жидкость в пробирке охлаждают в ледянойводе, а затем прибавляют 4 мл концентрированной серной кислоты и нагревают пробирку на кипящей водяной бане в течение 15 мин.

Появление красной или фиолетовой окраски жидкости указывает на наличие метилового спирта в исследуемой пробе. Эту пробу выполняют тогда, когда в исследуемом объекте отсутствует формальдегид.

Количественное определение. Новую навеску биологического материала в количестве 200 – 300 г измельчают, подкисляют винно-каменной кислотой и подвергают дистилляции с водяным паром. Дистиллят собирают в количестве 250 – 300 мл. Полноту отгонки метилового спирта устанавливают качественной реакцией. Для освобождения от летучих кислот дистиллят подщелачивают 10% раствором бикарбоната натрия и подвергают двукратному дефлегмированию. При этом отгоняют в первый раз 100 мл, во второй – 14 мл жидкости. Последний дефлегмат служит для количественного определения метилового спирта колориметрическим методом, основанном на окислении метилового спирта до формальдегида и последующем определении его по реакции с фуксиносернистой кислотой. Летучие продукты гниения снижают чувствительность реакции.

Этиловый спирт в небольших количествах (до 1000 мг в исследуемой пробе) не мешает реакции. При содержании свыше 1000 мг этилового спирта фиолетовая окраска, образующаяся после добавления раствора фуксиновой кислоты, обесцвечивается по истечении 1 – 2 часов.

Относительные условия для колориметрирования создаются при количествах метилового спирта в пределах 0,1 – 0,7 мг. Поэтому качественная проба указывает, надо ли для основного определения разбавлять жидкость дистиллированной водой или возможно определение без разбавления и целесообразно ли использование для исследования 0,5; 1; 2 мл или всего объема дистиллята.

Клиническая картина отравления: Симптомы отравления зависят от дозы. при легком отравлении отмечается быстрая утомляемость, головная боль, тошнота. Отравления средней тяжести сопровождаются сильной головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой и угнетением центральной нерыной системы. Расстройства зрения начинаются через 2-6 дней и могут быть временными и постоянными в виде полной слепоты. При тяжелом отравлении после таких начальных симтомов, как головная боль, тошнота и рвота, опьянение, быстро развивается кома. дыхание поверхностное, цианоз, зрачки расширены, артериальное давление понижается. Смерть наступает от паралича дыхания и ослабления сердечно-сосудистой деятельности (примерно у 25% больных с тяжелыми отравлениями) на фоне выпаженного декомпенсированного метаболического ацидоза.

Лечение:При попадании метилового спирта внутрь нужно срочно вызвть рвоту и промыть желудок водой или, лучше, 1-2% раствором гидрокарбоната натрия, дать солевое слабительное. В качестве антидота применяют этиловый спирт: вначале дают 100 мл 30% раствора внутрь, затем каждые 2 часа по 50 мл 4-5 раз в день, в последующие сутки 2-3 раза по 100 мл в день. В коматозном состоянии этиловый спирт вводят внутривенно капельно в виде 5-10% раствора (до 1 мл на килограмм в сутки в расчете на 96% спирт). обязателен форсированный диурез и ощелачивание плазмы. Показан преднизолон (30-60 мг внутривенно). При амблиопии (слепоте) внутривенно капельно вводят 200 мл 40% раствора глюкозы и 20 мл 2% раствора новокаина, 20 ЕД инсулина под кожу, АТФ - 2-3 мл 1% раствора вводят внутримышечно повторно.

ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ

Этиловый спирт С2Н5ОН (этанол, этиловый алкоголь, винный спирт) — бесцветная, летучая жидкость с характерным запахом, жгучая на вкус (пл. 0,813—0,816, т. кип. 77—77,5 °С). Этиловый спирт горит синеватым пламенем, смешивается во всех соотношениях с водой, диэтиловым эфиром и многими другими органическими растворителями, перегоняется с водяным паром.

Применение этилового спирта. Этиловый спирт широко используется в промышленности как растворитель и исходный продукт для получения многих химических соединений. Этот спирт используется в медицине как дезинфицирующее средство.

В химических лабораториях он применяется как растворитель, входит в состав многих спиртных напитков.

Метаболизм. Часть этилового спирта (2—10 %) выделяется из организма в неизмененном виде с мочой, выдыхаемым воздухом, потом, слюной, калом и т. д Остальное количество этого спирта подвергается метаболизму. Причем метаболизм этилового спирта может происходить несколькими путями. Определенное количество этилового спирта окисляется с образованием воды и оксида углерода (IV). Несколько большее количество этого спирта окисляется до уксусного альдегида, а затем до уксусной кислоты.

Если ввести в организм антабус, циамид и некоторые другие вещества, то происходит задержка превращения уксусного альдегида в уксусную кислоту. Это приводит к накоплению уксусного альдегида в организме, который вызывает отвращение к алкоголю.

Идентификация:

1.Реакция образования йодоформа. К 1 мл исследуемого раствора добавляют 2 мл 5% раствора гидроксида натрия, а затем по каплям 1% раствор йода в 2% растворе йодида калия до сохранения слабо-желтого окрашивания. Смесь нагревают несколько минут на водяном бане, при этом ощущается запах йодоформа. При охлаждении раствора образуются кристаллы йодоформа в виде шестиугольников и звездочек при рассматривании под микроскопом.

I2 + 2NaOH → NaOI + NaI + H2O

C2H5OH + NaOI → CH3COH + NaI + H2O

CH3COH + 3NaOI →CI3COH + 3NaOH

CI3COH + 3NaOH → CHI3 + HCOONa

Чувствительность реакции 0,04 мг.

2.Реакция окисления (образование ацетальдегида). К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 10% раствор серной кислоты до кислой реакции. К этой смеси по каплям прибавляют 10% раствор дихромата калия до оранжево- красной окраски, нагревают на кипящей водяной бане. Наблюдается переход окраски из оранжевой в зеленую и ощущается характерный запах ацетальдегида (запах резаных яблок). Эффект реакции также наблюдается, если смесь оставить на несколько минут при комнатной температуре или при слабом нагревании.

2C2H5OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3COH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

Чувствительность реакции 3 мг.

3. Реакция этерификации (образование изоамилацетата). К остатку в фарфоровой чашке прибавляют 2 капли кислоты серной концентрированной и 0,03 г высушенного порошка натрия ацетата. Нагревают на водяной бане. Ощущается характерный запах амилацетата (запах грушевой эссенции). Запах ощущается более отчетливо, если к реакционной смеси добавить 20-25 кратный объем воды.

2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOH + Na2SO4

C5H11OH + CH3COOH → C5H11OCOCH3 + H2O

Прибавляет 2 мл концентрированной серной кислоты. Смесь нагревают на кипящей водяной бане до выделения пузырьков газа. После охлаждения пробирки ощущается

запах этилацетата, который появляется более отчетливо, если содержимое пробирки вылить в 20-25 кратный объем воды.

2C2H5OH + 2CH3COONa + H2SO4 → 2CH3COOC2H5 + Na2SO4 + 2H2O

Чувствительность реакции 15-20 мг.

4.Реакция образования этилбензоата. При взаимодействии этилового спирта с бензоилхлоридом (хлористым бензоилом) образуется этилбензоат, имеющий характерный запах:

Распознаванию запаха этилбензоата мешает избыток бензоилхлорида, имеющего неприятный запах. Поэтому для разложения избытка бензоилхлорида прибавляют раствор щелочи:

Выполнение реакции. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1—2 капли бензоилхлорида. При частом взбалтывании смеси к ней прибавляют по каплям 10 %-й раствор гидроксида натрия до исчезновения удушливого запаха бензоилхлорида. Появление запаха этилбензоата указывает на наличие этилового спирта в пробе. Этот запах лучше, ощущается после нанесения нескольких капель реакционной смеси на кусочек фильтровальной бумаги. Реакции мешает метиловый спирт, так как запах этилбензоата напоминает запах бензойнометилового эфира.

5.Метод микродиффузии.

Во внешнюю камеру прибора для микродиффузии вносят 0,8 мл крови или мочи либо 4 мл гомогената ткани и 1 мл насыщенного раствора карбоната калия. Во внутреннюю камеру вносят 2 мл раствора дихромата калия в серной кислоте. Сосуд плотно закрывают крышкой и оставляют на 3 ч при комнатной температуре. При исследовании гомогената ткани сосуд оставляют на 4 ч при 37 °С или же на 12 ч при комнатной температуре. Появление зеленой или зеленовато-оранжевой окраски жидкости во внутренней камере указывает на наличиеэтилового спирта в исследуемом объекте. Эта проба не специфична на этиловый спирт. Подобную окраску дают и другие вещества, окисляющиесядихроматом калия.

Количественное определение:

Газохроматографическое определение этилового спирта в жидких биосредах.

Обнаружение и определение спиртов основано на превращении их в алкилнитриты, более летучие, чем спирты соединения, и в дальнейшем хроматографировании алкилнитритов. Для этилового спирта Т кип. = 780С, а для этилнитрита Т кип.=170С. В качестве эталонного вещества применяют 95-96%-й этиловый спирт. Для получения этилнитрита к этиловому спирту прибавляют нитрит натрия и трихлоруксусную кислоту:

С2Н5ОН + ССl3COOH + KNO2→ C2H5ONO + CCl3COOK + H2O

Образовавшийся этилнитрит, который находится в газообразном состоянии над жидкостью, вводят в газовый хроматограф и производят хроматографирование.

Условия хроматографирования:

хроматограф, снабженный катарометром;

металлическая колонка длиной 100 см, диаметром 0,6 см;

твердый носитель: сферохром, хезасорб или другие носители;

неподвижная жидкая фаза: полиэтиленгликоль (мол. масса 1000—1500), нанесенный на твердый носитель в количестве 12 %; температура термостатов колонки и детектора 75 °С, температура дозатора комнатная; газ-носитель: технический азот, пропускаемый через хроматограф со скоростью 50—60 мл/мин; ток детектора 60—100 мА; скорость движения диаграммной ленты 720 мм/ч.