Слайд 1Химико-токсикологический анализ веществ, изолируемых дистилляцией (перегонкой с водяным паром) –
«летучих ядов»
Петухов Алексей Евгеньевич
к.ф.н., старший преподаватель
кафедры фармацевтической
и токсикологической химии
Слайд 2Приказ МЗ СССР от 25.12.73г. № 1021
В первый раздел Перечня
включены:
синильная кислота;
спирты (метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый и амиловый);
формальдегид;
хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый
углерод, дихлорэтан;
фенол, крезолы.
Во второй раздел Перечня включены: этиленгликоль, ацетон, бензол, толуол, ксилол и др.
Слайд 3Схема химико-токсикологического анализа
Выбор объекта
Подготовка изолированной пробы
Анализ
ГЖХ Химический
метод
Слайд 4Объекты исследования
Отбор проб регламентирован приказом МЗ РФ от 24.04.11 г.
№ 346н
Желудок и кишечник (их содержимое);
Кровь
Легкие
Органы,
осуществляющие элиминацию ксенобиотиков
(печень, почки)
Селезенку
Мозг
Моча
Жировая ткань
Слайд 5Дистилляция
Азеотропная
(селективная)
перегонка
с органическим
растворителем
(для в-в не образующих
азеотропы с водой)
Например этиленгликоль
Дериватизация
(для
спиртов)
Микродиффузионный
метод
С водяным паром
Частный метод
дистилляции
с пропусканием
сжатого азота
для HCN и ее
солей
Методы
изолирования
Парофазный анализ
Слайд 6Прибор для дистилляции с водяным паром
1 – парообразователь; 2 –
колба с объектом исследования; 3 – баня водяная;
4 – холодильник;
5 – приемник дистиллята.
Слайд 7Перегонка с водяным паром. Схема прибора
Паро-образователь (нагрев на открытом пламени
выше 100оС)
Колба с анализируемым образцом
(нагрев на водяной бане
до 60-70оС)
Холодильник
Приемник
Слайд 8Схема общего анализа группы веществ, изолируемых перегонкой с водяным паром
100
г биологического материала
рН 2-3, щавелевая кислота
1) 5 мл - первая
фракция собирается в приемник с 5 мл 0,1 н NaOH
2) 300 мл – вторая фракция
Слайд 9В основе метода лежит закон парциальных давлений;
Смеси взаимно нерастворимых жидкостей
кипят при температуре более низкой, чем температура кипения каждого из
компонентов (азеотроп);
Суммарное давление паров компонентов над системой Р, равное сумме давлений р1 + р2 всегда выше давления пара каждого компонента в отдельности
Основы метода
Слайд 10Давление при котором начинается кипение, достигается при температурах, меньших температур
кипения отдельных компонентов;
В отдельных случаях, если вещество с водой не
дает азеотропа, в реакционную смесь дополнительно вводят вещество, образующее с токсичным веществом азеотроп (пример – этиленгликоль)
Основы метода
Слайд 11Пример
бензол (Ткип. 80,2оС при 760 мм рт. ст.) перегоняется с
водой (Ткип. 100оС при 760 мм рт. ст.) при температуре
69оС. При этом количественное соотношение в дистилляте (в граммах)
m1 M1 P1
------- = -------------- ,
m2 M2 P2
где m1 и m2 - массы данных веществ в дистилляте, M1 и M2 – их молекулярные массы, P1 и P2 – парциальные давления их паров.
Слайд 13Химико-токсикологический анализ
синильной кислоты
1) К 1 мл дистиллята + 1 мл
10% ТХУ + 0,5 мл бромной воды + 0,3 мл
0,5% гидразин сульфата сине-фиолетовый цвет
2) 2-3 капли дистиллята высушивают на предметном стекле + 1 к 1% AgNO3 в 50% азотной кислоте, нагрев на пламени горелки, + 1 к 1% метиленовой сини темно-зеленые игольчатые кристаллы
3) 1 мл дистиллята + 3 к 40% FeCl3/FeCl2, нагрев до кипения, охлаждают, + 10% HCl до кислой среды по лакмусовой бумаге берлинская лазурь
Слайд 14Образование берлинской лазури
NaOH+HCN = NaCN + H2O
FeSO4 + 2NaCN =
Fe(CN)2 + Na2SO4
Fe(CN)2 + NaCN = Na4[Fe(CN)6]
3Na4[Fe(CN)6] + 2Fe2(SO4)3 =
Fe4[Fe(CN)6]3 + 6Na2SO4
синее окрашивание
Заключение о качественном обнаружении (если синий осадок не выпадает тотчас) или необнаружении HCN дается лишь по истечении 24-48 час, т.к. при следовых количествах HCN в присутствии органических веществ осадок
Берлинской лазури может выпадать медленно.
Чувствительность реакции 20 мкг HCN в 1 мл раствора
Слайд 17Химико-токсикологический анализ
хлорсодержащих растворителей (хлороформ, четыреххлористый углерод и т.д.)
Вторая порция дистиллята
(300 мл)
качественные реакции
Реакция отщепления атома хлора
Реакция образования изонитрила
Реакция с резорцином
Слайд 18Реакции на органически связанный хлор
1.
Общей реакцией на галогенопроизводные является реакция отщепления галоида, что достигается
при нагревании части дистиллята со спиртовым раствором NaOH:
+ AgNO3
в HNO3
2. В случае отсутствия осадка или мути проводят реакцию получения изонитрила
Отрицательный результат этой реакции позволяет судить о ненахождении
в исследуемом объекте галогенорганических веществ.
CHCl3 + C6H5NH2 + 3 KOH C6H5CN + 3 KCl + 3 H20
Слайд 19Продолжение
3. Реакция дистиллята с 1% свежеприготовленным р-ром резорцина
(м-диоксибензол) в 10% р-ре NaOH при нагревании:
Появление розового
(красного) окрашивания может указывать на наличие Хлороформа, 4-хлористого углерода, хлоралгидрата.
4. При значительных количествах ССl3 и хлоралгидрата
проводят реакцию восстановления Cu(OH)2 в Cu2(OH), пере
ходящую далее в Cu2O при кипячении с р-ром Феллинга.
При наличии хлороформа, хлоралгидрата и летучих с
водяным паром альдегидов (формальдегид, уксусный альдегид)
образуется желтый осадок гидрата закиси меди, переходящий
Почти тотчас в красный осадок закиси меди.
Альдегиды исключаются в ходе анализа соответствующими реакциями.
Слайд 21 Для отличия хлоралгидрата от хлороформа используют реакцию с реактивом Несслера:
CCl3CHO
+ K2[HgJ4] + 3KOH
Hg + CCl3CHOK + 4KJ + 2H2O
При наличии хлоралгидрата в исследуемом растворе образуется кирпично-красный осадок, который затем становится грязно-зеленым
Такую же реакцию дают альдегиды и некоторые другие восстанавливающие вещества
Продолжение
Слайд 22 Для отличия дихлорэтана от хлороформа и др. используют реакции:
1)
образования этиленгликоля и обнаружение его после переведения в формальдегид:
При нагревании
1,2-дихлорэтана с раствором карбоната натрия в запаянной ампуле образуется этиленгликоль. При взаимодействии этиленгликоля с периодатом калия образуется формальдегид
Формальдегид подтверждают реакциями с хромотроповой и фуксинсернистой кислотой
Такую же реакцию дают альдегиды и некоторые другие восстанавливающие вещества
Продолжение
Слайд 23 2) образования ацетиленида меди:
При нагревании 1,2-дихлорэтана с раствором гидроксида натрия
запаянной ампуле образуется ацетилен, который при взаимодействии с солями меди
(I) дает ацетиленид меди, имеющий розовую или вишневую окраску
Продолжение
Слайд 24Химико-токсикологический анализ
формальдегида
1. Реакция с резорцином в щелочной среде.
Чувствительность -
0,03 мкг в пробе. Реакция не является специфичной и имеет
только отрицательное значение. Белки и продукты их разложения мешают реакции, поэтому ее нельзя проводить (например, для установления факта консервирования формалином) непосредственно с жидкостью, которой залиты внутренние органы трупа.
2. Дистиллят смешивают с 5-кратным объемом конц. H2SO4. После охлаждения смеси вносят 0,02-0,03 г кодеина (морфина) – сразу или через несколько минут появляется красно- или сине-фиолетовое окрашивание. Чувствительность - 0,02 мкг в пробе.
3. Дистиллят смешивают с 2-3 каплями конц. H2SO4 или HCl и р-ром фуксинсернистой кислоты – через несколько минут появляется синее или сине-фиолетовое окрашивание. Чувствительность - 0,03 мкг в пробе.
Реакцию дают все альдегиды. Ацетон также дает сине-фиолетовое окрашивание.
Слайд 25Продолжение
4. С хромотроповой кислотой формальдегид в присутствии конц. H2SO4 дает
красно-фиолетовое окрашивание. Чувствительность - 1,0 мкг в пробе.
Слайд 265. При нагревании дистиллята с AgNO3 в аммиачной среде восстанавливается
металлическое серебро:
AgNO3 + NH4OH = AgOH +
NH4NO3;
2AgOH = Ag2O + H2O;
Чувствительность – 0,02 мкг в пробе.
Заключение о нахождении формальдегида в биоматериале дается, как правило, при условии получения положительных результатов второй и третьей реакций.
Продолжение
Слайд 271. 1 мл дистиллята или исследуемой жидкости с несколькими каплями
1% свежеприготовленного нитропруссида натрия [Na2Fe(CN)5NO]•2H2O дает оранжево-красное окрашивание, переходящее при
добавлении CH3COOH до кислой реакции в красно-фиолетовой или вишнево-красное окрашивание.
2. С р-ром йода в KI в присутствии 10% водного р-ра NH4OH образуется йодоформ (характерный запах) и выпадает желтый кристаллический осадок.
Чувствительность реакции – 0,1 мг/мл.
Химико-токсикологический анализ ацетона
Слайд 28Обе реакции неспецифичны для ацетона. Уксусный альдегид и этанол также
дают эту реакцию, поэтому реакция имеет значение только при отсутствии
этих веществ.
3. С 1% р-ром фурфурола в 96°этаноле в присутствии 10% NaOH и дальнейшем подкислении конц. HCl дистиллят, содержащий ацетон, дает интенсивное красное окрашивание. Это общая реакция для альдегидов и кетонов.
Продолжение
Слайд 29 Наиболее характерными и чувствительными реакциями доказательства метанола являются реакции, основанные
на окислении его в формальдегид. Поэтому необходимо убедиться в отсутствии
формальдегида.
1. Окисление метанола в дистилляте проводят 2%р-ром KMnO4 в кислой среде (10% H2SO4) при охлаждении холодной водой, добиваясь возможно большей полноты окисления метанола до формальдегида.
CH3OH + 2KMnO4 +3H2SO4= 5H2CO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Для уничтожения избытка KMnO4 к исследуемой жидкости по каплям прибавляют до обесцвечивания 15% р-р бисульфита натрия или щавелевой кислоты:
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4= 2MnSO4+ 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 2MnSO4+ K2SO4 + 10CO2 + 8H2O
Химико-токсикологический анализ метанола
Слайд 30Раствор, содержащий, окисленный до формальдегида, метанол, делят на 2 части
и исследуют:
А) с р-ром кодеина или морфина в конц.H2SO4 –
при наличии H2CO появляется красно-фиолетовое (сине-фиолетовое) окрашивание.
Б) с р-ром фуксинсернистой кислоты в присутствии 1 мл конц. HCl - появляется синее или сине-фиолетовое окрашивание.
Чувствительность реакции – 0,1 мг в пробе.
2.Реакция образования метилового эфира салициловой кислоты.
Характерный запах.
Чувствительность реакции – 0,3 мг в пробе.
Продолжение
Слайд 311. Реакция образования йодоформа (неспецифична)
Образуются характерные для йодоформа кристаллы.
Чувствительность
реакции – 0,04 мг/мл.
Химико-токсикологический анализ этанола
Слайд 322. Реакция образования сложного эфира с уксусной кислотой (характерный запах):
Продолжение
Слайд 333. Реакция окисления этанола 5% р-ром бихромата калия в сернокислой
среде до уксусного альдегида – специфический запах:
Чувствительность реакции не
превышает 3 мг в 1 мл дистиллята.
Продолжение
Слайд 34Продолжение
4. Реакция получения этилбензоата, обладающего специфическим запахом. Реакция проводится с
дистиллятом и бензоилхлоридом в присутствии 40% NaOH:
Слайд 35Химико-токсикологический анализ фенола, крезолов
1. Реакция с бромной водой – появляется
белый осадок или муть трибромфенола (кристаллы имеют форму игл). При
избытке брома реакция идет дальше с переходом в кетоформу:
Слайд 362. К р-ру прибавляют 1-2 капли 5% свежеприготовленного р-ра
FeCl3 появляется синее или сине-фиолетовое окрашивание. Реакция специфична для фенольного
гидроксила.
Продолжение
Слайд 37Химико-токсикологическое значение
этиленгликоля
(т.кип. 195оС – перегонка с бензолом)
Метаболизм –летальный синтез
1. Окисление перманганатом
калия в щелочной среде до щавелевой кислоты, подкисление и образование
оксалатов калия при добавлении хлорида кальция – помутнение
2. С сульфатом меди в щелочной среде – синяя окраска
CuSO4 + 2 NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2
HOCH2CH2OH + Cu(OH)2 (-OCH2CH2O-)Cu + 2 H2O
3. Окисление до формальдегида и обнаружение с реакцией фуксинсернистой кислотой– сине-фиолетовое окрашивание
HOCH2CH2OH + KJO4 2 HCHO + KJO3 + H2O
Слайд 38качественные реакции
С ванилином (или салициловым альдегидом) в кислой среде –
красная окраска
Химико-токсикологическое значение
амилового спирта
Слайд 39Микродиффузия молекул летучего яда (Токс.) из вытесняющей жидкости (ж1) в
абсорбирующую жидкость (ж2) через газовую фазу до выравнивания давления в
системе
Токс
Ж2
Ж1
Слайд 40Подготовка пробы к ГЖХ анализу
Прямой парофазный анализ
Пробоподготовка, основанная на дериватизации
анализируемых соединений
Слайд 42Алкилнитрильный метод
Качественное и количественное определение С1-С5 спиртов
ROH + NaNO2
+ CCl3COOH RONO + CCl3COONa + H2O
Слайд 430,5 мл 50% трихлоруксусной кислоты
0,5 мл дефлегмата
Закрывается пробкой и закатывается
0,5
мл 30% нитрита натрия
Взбалтывается и через 1 мин шприцом отбирается
0,3 мл парогазовой пробы и вводится в испаритель хроматографа
Методика
Слайд 44При проведении количественного определения в качестве внутреннего стандарта в пробу
добавляется 0,5 мл 0,1% н-пропанола
Методика