Презентация по Химии "Группа веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией"

Классификация барбитуратов
5,5 -замещенные производные (двузамещенные)
Барбитал R1 и R2-C2H5
Фенобарбитал R1 - С2Н5, R2 - С6Н5
Барбамил R1 -C2H5,
Этаминал-натрий R1-C2H5,
Бутобарбитал R - С2Н5, R2- C4Н9
2) N-замещенные барбитураты (трехзамещенные)
1. Гексенал R1 - СНз, , R3 - СН3
2. Бензонал R1 - C2H5, R2 - С6Н5,
3. Бензобамил R1-C2H5, ,
3) Тиобарбитураты
Тиопентал- натрий R1- C2H5,

Лактим-лактамная и кето-енольная таутомерия барбитуратов
Химико-токсикологическое исследование
Изолирование из объекта
Очистка полученного извлечения
Идентификация
Количественное определение

Идентификация барбитуратов
Химические методы:
С солями кобальта в щелочной среде (образуется комплекс состава Co(NH3)6OHBarb2 красно-фиолетового цвета)
2. С солями меди в присутствии пиридина (образуется комплекс состава CuPyr2Barb2 красно-фиолетового цвета (тиобарбитураты – зеленого цвета)
3. С солями ртути в присутствии дифенилкарбазона (ДФК) (образуют комплексные соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет)
4. Мурексидная проба (образуется розовое или красное окрашивание)

Микрокристаллоскопический анализ
С хлорцинкйодом
С железойодидным комплексом
С меднойодидным комплексом
Меднопиридиновым реактивом
Выделение кислотной формы барбитурата
Физико-химические методы анализа
ТСХ и ВЭТСХ. Хроматографирование ведут на закрепленном слое силикагеля в системах растворителей:
1)хлороформ-ацетон (9:1) -для разделения N - замещенных и 5,5-замещенных производных, система является общей в скрининге лекарственных веществ кислого и нейтрального характера.
2)толуол - ацетон — этанол - 25% раствор аммиака (45:45:7,5:2,5)
(применяется в экспресс- анализе интоксикаций)
3)хлороформ - н-бутанол - 25% раствор аммиака (70:40:5) – в качестве частной системы для разделения 5,5 -замещенных барбитуратов.
Детектирование: дифенилкарбазоном (ДФК) и HgS04. В местах расположения барбитуратов возникают красно- или сине-фиолетовые пятна. Идентификация проводится по величине Rf (отношение длины пробега вещества к длине пробега растворителя по сравнению с метчиками).
2. Спектроскопическое исследование

Количественное определение барбитуратов
5,5-замещенные производных:
1.Имидная форма (рН=2) не абсорбирует в УФ области
2.Имидольная форма (рН=10) обладает характерным поглощением λmax=240 нм
3.Диимидольная форма обладает характерным поглощением λmax=255-260нм.
Трехзамещенные производные:
Имеют лишь одну ионизированную форму (имидольную), поэтому их поглощение не меняется с переходом от рН 10 к рН 13, и они обладают одним максимумом в щелочной среде при длине волны 245 нм.
Тиобарбитураты:
Имеют два максимума в кислом растворе (239 и 290 нм), в щелочном при рН=10 также два максимума (255 и 310 нм) и при рН 13 - один (310нм).
Таким образом, УФ-спектроскопия дает возможность дифференцировать барбитураты в зависимости от типа замещения в пиримидиновом кольце на:
1.Двузамещенные (рН 2 - нет max, рН 10 - 240 нм, рН 13 -255-260 нм)
2.Трехзамещенные (рН 2 - нет max, рН 10 и рН 13 -245 нм)
3.Тиобарбитураты (рН 2 - 239 нм и 290 нм, рН 10 - 255 и 310 нм, рН 13 -310нм).

Количественное определение барбитуратов
Рис. Спектр поглощения 5,5-дизамещенных барбитуратов при различных значениях pH
I вариант – по разности абсорбций в щелочном - рН 10 и кислом - рН 2 растворах при λ=240 нм.
II вариант – по разности адсорбций в щелочных – рН 13 и рН 10 растворах при λ=260 нм.
I вариант DpH 10 = D10б-та + D10примесей, λ=240 нм DрН 2 = D2б-та + D2примесей,
ΔD = DрН 10 - DpH2 = (D10б-та + D10примесей) - D2примесей,
D10примесей = D2n ΔD = D10б-та
II вариант D рН13 = D13б-та + Dn13 , λ=260 нм DpH 10= D10б-та + Dn10
ΔD = D рН13 - DpH 10 = (D13б-та + Dn13 )-( D10б-та + Dn10 )
Dn13 = D10n ΔD = D13б-та - D13б-та

Всасывание.
Все барбитураты - слабые кислоты (рКа =7,2-8,0), при физиологическом значении рН легко всасываются в желудке и тонком кишечнике способом пассивной диффузии.
Распределение.
Барбитураты распределяются по тканям и биологическим жидкостям организма
Факторы, влияющие на концентрацию барбитуратов в организме:
1.Степень ионизации молекул (при физиологическом значении рН)
2. Жирорастворимость (липофильность) - N-замещенные более липофильны.
3. Степень связывания с белками
4. Интенсивность кровотока и др.
Метаболизм.
1).Окисление радикалов в 5-ом положении до спиртов, кислот и кетонов
2).Потеря радикала у атома N в случае 3-х замещенных производных и превращение их в дизамещенные производные:
а) деметилирование гексенала
б) дебензоилирование бензонала и бензобамила и превращение их в фенобарбитал и кислотную форму барбамила.соответственно.
3).Десульфирование тиобарбитуратов
4).Гидролиз (распад пиримидинового кольца)
Выделение.
Наиболее устойчивый – барбитал (на 65-85% выводится в неизменённом (нативном) состоянии с мочой).
Барбамил, этаминал-Na, бутобарбитал почти полностью разрушаются в печени и выводится почками лишь в виде следов (10%).
Гексенал и тиопентал полностью разрушаются в печени (при введении терапевтических доз) и выводятся в виде метаболитов.
Токсикокинетика барбитуратов

Токсикодинамика (развитие отравлений)
4 клинических синдрома:
Коматозное состояние и другие неврологические расстройства (оглушённость, сон, отсутствие рефлексов)
Нарушение дыхания.
Нарушение функции сердечно-сосудистой системы.
Трофические расстройства и нарушение функций почек.
Токсичность
Смертельная доза барбитуратов - одномоментный прием 10 лечебных разовых доз каждого из препаратов или их смеси с различными индивидуальными различиями (фенобарбитал -2,0, этаминал-Na -1,0). Иногда доза достигает 4 и даже 6-10 г (барбитал).

АЛКАЛОИДЫ В ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ
Алкалоиды - органические азотистые основания сложного состава, встречающиеся в растениях (реже в животных организмах) и обладающие сильным фармакологическим действием.
Классификация алкалоидов:
1. Производные пиридина, пиперидина и хинолизидина (жидкие алкалоиды):
а) моноциклические (кониин, ареколин)
б) бициклические (анабазин, никотин)
в) полициклические (пахикарпин)
2. Производные тропана (пиперидил-пирролидина): атропин, гиосциамин, скополамин, кокаин
3. Производные хинолина (α,β-бензопиридина): хинин
4. Производные изохинолина (β,γ-бензопиридина): (группа опийных алкалоидов):
а) производные фенантренизохинолина (морфин, кодеин, дионин, апоморфин, героин)
б) производные бензилизохинолина (папаверин, наркотин)
5. Производные индола (бензопиррола): стрихнин, бруцин, резерпин
6. Производные пурина: кофеин, теобромин, теофиллин
7. Производные 1-метилпирролизидина: саррацин, платифиллин
8. Ациклические алкалоиды: эфедрин
9. Алкалоиды стероидоподобного строения: вератрин
10.Алкалоиды неустановленного строения: аконитин

Химико-токсикологическое исследование на алкалоиды:
1.Изолирование алкалоидов из биологического объекта.
2.Очистка полученного извлечения от сопутствующих (балластных) веществ.
3.Идентификация алкалоидов.
4.Количественное определение.
Идентификация выделенных алкалоидов
План судебно-химического исследования:
а) Общеалкалоидные осадительные реакции в качестве предварительных групповых проб.
б) ТСХ-скрининг.
в) Частные реакции на отдельные алкалоиды - реакции окрашивания и микрокристаллические реакции.
г) Снимают спектральные характеристики алкалоидов в УФ и ИК- областях спектра.
д) Для некоторых алкалоидов проводят фармакологические пробы.

Общеалкалоидные осадительные реактивы:
1. Реактивы, дающие с алкалоидами простые соли:
- раствор таннина, пикриновая, пикролоновая и некоторые другие органические кислоты.
2. Реактивы, дающие с алкалоидами комплексные соединения.
а) реактивы, содержащие в своем составе металлоиды:
1) I2/KI - реактив Бушарда-Вагнера
2)H3PO4 I2MoO3 - фосфорномолибденовая кислота (реактив Зонненшейна)
3)Н3РО4 12WO3 2Н2О- фосфорновольфрамовая кислота (реактив Шейблера)
б) реактивы, содержащие в своем составе металлы:
1)ВiI3/KI - реактив Драгендорфа (К[ВiI4])
2)CdI2/KI - реактив Марме (K2[CdI4])
3)HgI2/KI- реактив Майера (K2[HgI4])
4)H2[PtCl6] - платинохлористоводородная кислота
5)Н[АuСl4] - золотохлористоводородная кислота
ТСХ-скрининг алкалоидов
Хроматографирование ведут на закрепленном слое силикагеля в системах растворителей:
-диоксан - хлороформ - ацетон - 25% раствор аммиака (47,5: 45: 5: 2,5)
-толуол - ацетон - этанол - 25% раствор аммиака (45: 45: 7,5: 2,5) (в экспресс-анализе интоксикаций, вариант ВЭТСХ).
Детектирование: реактивом Драгендорфа. В зонах расположения веществ появляются красно оранжевые пятна . Идентификация проводится по величине Rf (отношение длины пробега вещества к длине пробега растворителя по сравнению с метчиками).

Реакции окрашивания основаны на следующих процессах:
а) отнятие воды (дегидратация) под действием концентрированной серной кислоты (вератрин, бруцин и др.)
б) окисление алкалоидов (кофеин -мурексидная проба, хинин - таллейохинная проба)
в) одновременное окисление и отнятие воды (реакция с дихроматом калия в присутствии концентрированной серной кислоты на стрихнин)
г) конденсация с альдегидами (реактив Марки с опийными алкалоидами)
Чаще всего для реакций окрашивания используются:
1.Конц. серная кислота
2.Конц. азотная кислота
3.Конц. серная кислота + конц. азотная кислота (реактив Эрдмана)
4.Конц. серная кислота + формальдегид (реактив Марки)
5.Конц. серная кислота + молибденовая кислота (реактив Фреде)
6.Конц. серная кислота + ванадиевая кислота (реактив Манделина)
Реакции окрашивания выполняются с основаниями алкалоидов.
Микрокристаллические реакции:
а) с пикриновой кислотой,
б) с пикролоновой кислотой,
в) с платинохлористоводородной кислотой - H2PtCl6
г) с золотохлористоводородной кислотой - HAuCl4,
д) с солями тяжелых металлов,
е) с комплексными йодидами.

УФ – спектроскопия
Производные пиридина имеют максимум при длине волны 260 нм,
хинолина (изохинолина) - при 250, 290, 310 нм,
индола - 260 (255) и 300 нм,
пурина - 220, 260 и 270 нм.
Фармакологические пробы
При доказательстве атропина капают водный раствор испытуемого вещества в глаз кошки. При наличии атропина наблюдается характерное стойкое расширение зрачка.
2. Стрихнин и никотин, нанесенные на спинку лягушки, вызывают ее гибель в характерной позе («молящаяся лягушка» - стрихнин, «сидящая» - никотин).
Количественное определение алкалоидов
1. Определение в УФ-области (200-400 нм) проводится по специфическому поглощению (абсорбции) самого алкалоида при наличии у него хромофорной системы.
2. Определение в видимой области (400-800 нм) основано на измерении абсорбции окрашенных комплексов алкалоидов с кислотными реагентами (пикриновой кислотой, тропеолином-00, метиловым оранжевым, бромфеноловым синим и т.п.).
Окрашенные ионные ассоциаты могут быть экстрагированы из водной фазы органическим растворителем (экстракционно-фотометрическое определение).
Окрашенные продукты могут быть получены также в реакциях окисления, восстановления, конденсации, азотосочетания и некоторых других.

КАЧЕСТВЕННОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ НЕКОТОРЫХ АЛКАЛОИДОВ
КОФЕИН, ТЕОБРОМИН
1. Общая реакция: образование мурексида: (пурпурно-фиолетовое окрашивание)

3. Реакция кофеина с раствором золотобромистоводородной кислоты (оранжево-красный цвет осадка)
4. Реакция теобромина с раствором йодвисмутата калия (игольчатые кристаллы темно-красного цвета, собранные в пучки)
2. Реакция кофеина с хлоридом окисной ртути: (длинные шелковистые, бесцветные иглообразные кристаллы)

ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА И ПИПЕРИДИНА
КОНИИН, АРЕКОЛИН, НИКОТИН И АНАБАЗИН
1. Реакция образования йодвисмутов алкалоидов
2. Реакция получения сублимата хлоргидрата конина
3. Реакция образования пикрата ареколина и никотина
4. Реакция образования рейнеката никотина и анабазина

ПАХИКАРПИН
Реакция с раствором йода в йодиде калия
Реакция с роданидным комплексом кобальта
Реакция с пикриновой кислотой
Реакция с золотобромистоводородной кислотой
Реакция окисления бромом (реакция Коча)
Реакция на йодистоводородную кислоту

ПРОИЗВОДНЫЕ ТРОПАНА
СКОПОЛАМИН
Реакция Витали — Морена
Реакция с солью Рейнеке
Реакция образования бромоаурата

АТРОПИН
Реакция переведения атропина в полинитропроизводное и доказательство последнего (реакция Витали — Морена)
Реакция с солью Рейнеке
Реакция с бромной водой
Реакция с пикриновой кислотой

КОКАИН
Реакция образования перманганата кокаина
Реакция образования хлороплатината кокаина

ПРОИЗВОДНЫЕ ХИНОЛИНА
ХИНИН
Реакция флюоресценции
Реакция образования таллейохина
Реакция получения эритрохинина
Реакция с раствором роданида аммония

ПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОХИНОЛИНА
МОРФИН
Реакция с раствором формальдегида в концентрированной серной кислоте (реактив Марки)
Реакция с раствором молибдата аммония в концентрированной серной кислоте (реактив Фреде) (NH4)Mo7O27
Реакция с ванадатом натрия в концентрированной серной кислоте (реактив Манделина)
Реакция с хлоридом окисного железа
Реакция, с раствором йодида кадмия.
Реакция с солью Рейнеке
Раствором хлорида окисной ртути

КОДЕИН, ЭТИЛМОРФИН, АПОМОРФИН
Реакция кодеина с раствором йодида кадмия
Реакция этилморфина с раствором хлорида окисной ртути
Реакция Пеллагри на апоморфин

ПРОИЗВОДНЫЕ БЕНЗИЛИЗОХИНОЛИНА
ПАПАВЕРИН И НАРКОТИН
ПАПАВЕРИН
Реакция с цианидом натрия
Реакция с раствором хлорида кадмия