Контрольная работа по токсикологической химии

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа № 1

Вариант № 5

по токсикологической химии

студентки  5 курса заочного отделения

фармацевтического факультета 3822

Черновой Олеси Владимировны

ЗФ-15

 

Подается впервые

 

 

 

 

 

 

Домашний адрес: Г. Юрга

Кемеровской обл.,

Б-р Металлургов, 2 – 97.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 1:

 

1. Наличие каких функциональных групп  обусловливает возможность идентификации  веществ по реакциям образования  азокрасителя. Химизм.

 

Ответ:

 

Реакция образования азокрасителя. Реакция диазотирования протекает  под действием  натрия  нитрита  в  кислой  среде.  В  результате  образуются нестойкие  соли  диазония.  При  последующем  добавлении  щелочного раствора  какого-либо  фенола  (β-нафтол,  резорцин  и  др.)  образуется азокраситель вишневого, красного или оранжево-красного цвета.

 

Азокраситель также можно получить, если к соли диазония прибавить слабокислый  раствор какого-либо ароматического амина. Вторичные  амины  под  действием  натрия  нитрита  образуют нитрозосоединения.

   

Эти реакции положены в основу нитритометрического  метода анализа ароматических аминов.

 

Вопрос  № 2:

 

Современные методы изолирования, идентификации и количественного  определения важных в токсикологическом  отношении спиртов.

 

Ответ:

 

Используется изолирование спиртов из биологического материала.

Биологический материал смешивают  с дистиллированной водой до густоты кашицы и помещают в круглодонную колбу с таким расчетом, чтобы колба была заполнена не более чем на 1/3 ее объема.

Колбу с объектом закрепляют в штативе и закрывают пробкой так,  чтобы конец стеклянной трубки,  вводящей пар, доходил почти до дна колбы.  После этого соединяют все части прибора и доводят водяную баню до кипения.  Дистилляция производится по возможности медленно,  так,  чтобы можно было считать капли в приемнике.  Это достигается регулированием нагревания парообразователя.  В зависимости от исследуемого токсиканта приёмник должен быть охлажден.

После окончания дистилляции  сначала отсоединяют от парообразователя колбу с биоматериалом,  потом прекращают нагревать парообразователь и водяную баню.

В процессе исследования дистилляты хранят в закрытых пробками колбах. При необходимости проведения количественного определения того или иного вещества отгонку дистиллята ведут до полного его изолирования из биологического материала,  что узнается по получению отрицательного результата качественных реакций на это вещество (при исследовании последней порции дистиллята).

Качественный анализ:

Метиловый спирт

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

Реакция окисления метанола до формальдегида  и обнаружение последнего реакциями окрашивания:

К 2 мл дистиллята прибавляют 1  мл раствора калия перманганата и несколько капель 10% раствора кислоты  серной, жидкость охлаждают и перемешивают, затем для удаления избытка калия  перманганата прибавляют 1 мл 5%  раствора кислоты щавелевой в кислоте  серной разбавленной (1:1).

5CH3OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5H2CO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 10 CO2 + K2SO4 + 8H2O

Образующийся формальдегид открывают реакцией с кислотой фуксинсернистой.

Несоблюдение условий  проведения реакции может привести к переоткрытию метанола за счет того,  что формальдегид будет образовываться из этилового спирта, который может находиться в дистилляте.

Этиловый спирт

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.

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.

Реакция этерификации (образование  этилацетата).

В пробирку вносят 1  мл исследуемого раствора и 0,1  г высушенного ацетата натрия, затем осторожно по каплям 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.

Изоамиловый спирт

Все реакции на изоамиловый  спирт дают положительный эффект только при отсутствии воды,  поэтому перед выполнением реакций изоамиловый спирт экстрагируют из дистиллята эфиром (5 мл),  эфирную вытяжку делят на 4  части и эфир испаряют при комнатной температуре.  С полученным остатком проделывают реакции:

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 12

Реакция окисления (образование изовалерианового альдегида).

К остатку в фарфоровой чашке прибавляют 3-5  капель 10 %  раствора калия перманганата и 5-10 капель кислоты серной концентрированной.  Пробирку нагревают на кипящей водяной бане в течение 1-2 мин. Появляется едва уловимый приятный запах изовалерианового альдегида,  затем неприятный запах гнилого сыра,  характерный для изовалериановой кислоты,  который вновь переходит в приятный запах изоамилового эфира изовалериановой кислоты.

5 C5H11OH + 2 KMnO4 + 3H2SO4 → 5 C4H9COH + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

5 C4H9COH + 2 KMnO4 + 3H2SO4 →5 C4H9COOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

C4H9COOH + C5H11OH +H2SO4 → C4H9COOC5H11 + H2O

Чувствительность реакции 0,11 мг.

Реакция Комаровского с салициловым  альдегидом  (на высшие спирты, содержащие более 3 атомов углерода).

К сухому остатку в фарфоровой чашке прибавляют 1 мл 1%  спиртового раствора альдегида салицилового и 3 мл кислоты серной концентрированной.  Чашку помещают на водяную баню на 3  мин.  Появление розово-красной окраски указывает на наличие спирта изоамилового в пробе.  При больших количествах спирта изоамилового окраска жидкости появляется без нагревания.

Чувствительность реакции 1,5 мг.

 

Количественное определение этилового спирта в нашей стране производится несколькими методами: 1) этилнитритным; 2) методом Видмарка в модификации Шоймоша; 3) фотометрическим; 4) газохроматографическим.

Этилнитритный метод. Метод основан на переведении этилового спирта в сложный эфир этилнитрит, омылении его и последующем определении азотистой кислоты – одного из продуктов омыления этилнитрита.

Количественному определению этилового  алкоголя этилнитритным методом  предшествует подготовка «укрепленных»  дистиллятов, заключающаяся в нескольких повторных перегонках.

Так, из 100 – 200 мл крови, растертой  с хлоридом натрия, отгоняют сначала 300 мл дистиллята, затем дистиллят  смешивают с раствором едкого натра и хлоридом натрия и отгоняют 200 мл дистиллята, в 20 мл которого после  добавления 40 мл воды и производится определение этилового спирта.

Операции, связанные с определением ведутся в трех делительных воронках объемом 50 мл. В первую воронку помещают 5 мл очищенного четыреххлористого  углерода, 10 мл дистиллята, 1 мл 5 н. раствора НСl и 2 мл 25% раствора нитрита натрия:

 

NaNO₃ + HCl = NaCl + HNO₂;

C₂H₅CH + HONO = H₂O + C₂H₅ONO

 

Этилнитрит экстрагируется четыреххлористым углеродом. Раствор этилнитрита  в четыреххлористом углероде переносят  во вторую воронку, содержащую 20 мл 0,1 н. раствора едкого натра, и встряхивают  – происходит очистка от избытка  окислов азота.

В третьей воронке раствор этилнитрата  в хлороформе встряхивают с 10 мл раствора виннокаменной и сульфаниловой  кислот. Этилнитрат при этом омыляется  и образуется соль диазония.

Слой органического растворителя удаляют, а к водному раствору диазотированной сульфаниловой  кислоты добавляют 10 мл солянокислого  раствора α-нафтиламина. Содержимое воронки  встряхивают – получается осадок или окрашивание вследствие образования  азокрасителя:

 
 
 

 

 

Осадок растворяют в 5% растворе NаОН (25 мл), переносят в мерную колбу  емкостью 250 мл, объем раствора доводят  дистиллированной водой до метки  и фотометрируют или колориметрируют  визуально, сравнивая окраску полученных растворов со стандартной шкалой.

Все операции экстрагирования, связанные  с количественным определением этилового  спирта этилнитритным методом, должны проводиться быстро и в герметически закупоренных делительных воронках.

Для приготовления стандартной  шкалы азокрасителя пользуются абсолютным эталоном или эталоном строго определенной концентрации по Х Государственной  фармакопеи. Берут 2,5 мл раствора, содержащего 2‰ (весовых) спирта, разбавляют его  дистиллированной водой и проводят все стадии реакции образования  азокрасителя.

Азокраситель растворяют в 25 мл 5% раствора NaOH, количественно переносят в  мерную колбу емкостью 500 мл и объем  доводят до метки водой. Стандартный  раствор азокрасителя соответствует  содержанию 0,01 мг этанола в нем. Из исходного раствора путем ступенчатого разбавления готовится стандартная  шкала. Например 4 объема исходного  раствора смешивают с одним объемом  воды, что соответствует 0,008 мг/мл; 3 объема исходного раствора и 2 объема воды составят 0,006 мг/мл и т.д.

Расчет этанола в навеске  объекта исследования производится по формуле: 

,

где С – это концентрация спирта в 1 мл стандартного раствора, выраженная в миллиграммах; V – общий объем  раствора азокрасителя в миллилитрах  анализируемой пробы; 60 – общий  объем разбавленного дистиллята, взятого для количественного  определения в миллилитрах; 10 –  объем разбавленного дистиллята, взятого на определение в миллилитрах; 200 – общий объем второго дистиллята в миллилитрах; 20 – объем второго  дистиллята, использованного для  определения в миллилитрах; n –  навеска объекта исследования в  граммах.

Этилнитритный метод обладает высокой  чувствительностью и позволяет  определять десятые доли промилле этилового  спирта. Ю.Г. Твалчрелидзе показал, что этилнитритный метод неприменим к исследованию дистиллятов, содержащих формальдегид. Метод трудоемок, связан с затратой большого количества исследуемого материала (до 200 мл крови). В судебно-медицинской практике метод применяется для исследования крови трупов.

 

Определение этилового спирта микрометодом Видмарка в модификации Шоймоша. Метод был разработан для определения этанола в крови живых лиц. В судебно-химических отделениях судебно-медицинских лабораториях Бюро судебно-медицинской экспертизы органов здравоохранения в исключительных случаях, когда на экспертизу доставлены не подвергшиеся гнилостному разложению очень малые количества крови или тканей трупа, допускается определение этанола микрометодом Видмарка в модификации Шоймоша. Полученные при этом результаты количественного определения могут иметь только относительное значение.

Принцип микрометода состоит в  том, что в колбе определенной конструкции спирт из взятой навески  крови отгоняют путем количеством  смеси бихромата калия с концентрированной  серной кислотой. Спирт вступает в  реакцию с бихромтом калия, и  окисляется до уксусной кислоты, а бихромат калия восстанавливается.