Этиленгликоль. Особенности токсического действия нативной молекулы и метаболитов. Особенности изолирования, идентификации. Химизм реакций

Этиленгликоль (НО-СН1-СН1-ОН). Подвижная жидкость, хорошо смешивается с водой, исп-ся в качестве антифриза. Сертельная доза внутрь 200-300 мл. Симптомы отравления:потеря сознания, судороги, отеки легких, падение артериального давления. Объекты на исследование: кровь, моча; при летальном исходе:биожидкости и стенка мочевого пузыря. Обнаружение: Для обнаружения этиленгликоля применяют цветные и микрокристаллические р-ции. Р-ция окисления перйодатом и обнаружение обр-гося формальдегида. Эта р-ция основана на окислении этиленгликоля перйодатом натрия и ли калия. В рез-те указанной р-ции об-ся формальдегид,к-ый можно обнаружить при помощи фуксинсернистой к-ты: НО-СН2-СН2-ОН+НIО = 2НСНО+НIО3+Н2О. При выполении этой р-ции избыток ионов фодата и перйодата связывают р-ром сернистой к-ты, а затем прибавляют фуксинсернистую к-ту.Окисление этиленгликоля азотной к-той и обнар-ие щавелевой к-ты. При многократном выпаривании этиленгликоля с азотной к-той обр-ся щавелевая к-та, к-ая с солями калия кальция обр-ся кристаллы оксалата кальция, имеющие харак-ую форму. Эти кристаллы в ряде случаев появл.ч\з2-3 суток. Р-ция с сульфотом меди. От прибавления сульфата меди и щелочи к этиленгликолю обр-ся соед-ние, имеющие синюю окраску.К исслед.р-ру прибал. 10% р-р гидроксида натрия и нес-ко капель 10% р-ра сульфата меди. Появл.голубая окраска.ТСХ на пластине «Силуфол». Детекция: р-р перманганата калия или бромной воды. Метод имеет отриц-ное судебно-мед. Значение и может быть исользован также в сочетании с др.методами. Количест.опред.: ГЖХ. Внутренний стандарт:1,2-пропиленгликоль.Детектор _ ДИП.

Изолирование:

1. микродистилляция — извлекается не более 2%

2. макродистилляция с селективным переносчиком бензолом — извлекается 6-7%

3. прямая экстракция бензолом — 5-10%

4. основной метод — метод Гуляевой (до 70%). стенку мочевого пузыря измельчают и добавляют ацетон, который глубоко проникает в ткань и одновременно осаждает белки. Для очистки извлечения используют активированный уголь. Извлечение фильтруют, испаряют ацетон, а оставшийся раствор анализируют методом ГЖХ (детектор — ДИП). Для крови — аналогично. Для мочи — концентрируют мочу на водяной бане, добавляют активированный уголь, отфильтровывают и анализируют методом ГЖХ.

31.Токсикокинетика этилового спирта. Метаболизм, изолирование. Идентификация. Химизм реакций. Химико-токсикологическая диагностика алкогольного опьянения. Токсикологическое значение и токсикокинетика этилового спирта. Этиловый спирт обладает высокой гидрофильностью и при попадании в организм распределяется по всем тканям и органам, пропорционально содержанию в них воды. В алкогольном опьянении выделяют фазу всасывания (резорбции), во время которой концентрация алкоголя в тканях организма быстро возрастает, и фазу окисления и выведения алкоголя (элиминации), характеризующуюся тем, что концентрация алкоголя с постоянной скоростью уменьшается. Однако, такое разделение фаз весьма условно, т.к. окисление и выделение алкоголя начинается сразу же с момента поступления его в кровь, т.е. с начала его всасывания. Скорость нарастания концентрации алкоголя в крови непостоянна и зависит от многих условий: количества и крепости принятых напитков, количества и состав принятой до и после употребления алкоголя пищи, уровня всасываемости и моторной деятельности желудочно-кишечного тракта. На пустой желудок концентрация алкоголя в крови нарастает быстро и достигает максимума через 30-80 минут, на полный желудок всасывание протекает медленнее – максимум алкоголя в крови наблюдается через 90-180 минут. Окисление и выведение алкоголя происходит медленнее, чем всасывание, и с более постоянной скоростью. Длительность этого процесса определяется, прежде всего, количеством принятого алкоголя. Мощность всех алкогольокисляющих систем, а также частичное постоянное выделение алкоголя из организма обеспечивают уменьшение количества содержащегося в организме алкоголя на 4-12 г, в среднем около 7-10 г алкоголя в 1 час, или снижение его концентрации в крови до 0,10-0,16‰. Например, в 100 мл водки содержится около 40 мл алкоголя, т.е. алкоголь может определяться в слюне и крови в течение 4-5 часов с момента употребления напитка. В моче алкоголь может быть определен позднее, так как в составе мочи он находится в мочевом пузыре неопределенно долгое время вплоть до момента опорожнения мочевого пузыря. При высоких концентрациях алкоголя в крови окислительные процессы активируются, снижение концентрации алкоголя в крови происходит быстрее и может достигать, например, 0,27 ‰ в час. Окисление и выделение алкоголя повышается также с повышением обмена, например, при физической работе, тепловых воздействиях, гипертермии. В печени 90% поступившего в организм этанола подвергается окислению с участием фермента алкогольдегидрогеназы по следующей схеме: С2Н5ОН → СН3СНО → СН3СООН → СО2 + Н2О (этанол → ацетальдегид → уксусная кислота → углекислый газ и вода) В обычных условиях незначительная доля этанола (1-2%) окисляется до ацетальдегида ферментом каталазой. Эта доля значительно увеличивается при алкогольных эксцессах и является важной составной частью механизма развития острой и хронической толерантности к алкоголю. Около 10% всосавшегося алкоголя выделяется в неизменном виде через легкие и почки в течение 7-12 ч. При приеме больших количеств алкоголя он содержится в организме до суток и более. При этом в конце срока действия алкоголя к его непосредственному воздействию присоединяется влияние продуктов его распада и, прежде всего, ацетальдегида. Алкогольное опьянение. В зависимости от характера и выраженности клинических проявлений выделяют легкую, среднюю и тяжелую степень алкогольного опьянения, а также алкогольную кому. Легкая степень алкогольного опьянения устанавливается на основании выявления следующего симптомокомплекса: – незначительные изменения психической деятельности (замкнутость, замедленное реагирование, вспыльчивость, демонстративные реакции, эйфория, эмоциональная неустойчивость, затруднения при концентрации внимания, отвлекаемость и др.); – усиление вегетативно-сосудистых реакций (гиперемия кожи и слизистых, инъецированность склер, повышенная потливость, тахикардия и т.д.); – отдельные нарушения в двигательной системе (возможны: изменения походки, пошатывание при ходьбе с быстрыми поворотами, неточность мелких движений и координаторных проб), горизонтальный нистагм при взгляде в сторону; – запах алкоголя изо рта; – положительные химические реакции на алкоголь. Алкогольное опьянение средней степени устанавливается при выявлении следующих расстройств: – выраженное изменение психической деятельности (поведение, сопровождающееся нарушением общественных норм, неправильная оценка ситуации, заторможенность, возбуждение с агрессивными или аутоагрессивными действиями и неадекватными высказываниями, эйфория, дисфория, нарушение последовательности изложения мыслей, фрагментарность высказываний, замедление и обеднение ассоциаций и т.д.); – вегетативно-сосудистые расстройства (гиперемия или побледнение кожных покровов и слизистых, учащение пульса, дыхания, потливость, слюнотечение, расширение зрачков); – двигательные и нервно-мышечные нарушения (выраженная дизартрия, неустойчивость при стоянии и ходьбе, отчетливые нарушения координации движений, снижение сухожильных реакций и болевой чувствительности, горизонтальный нистагм); – резкий запах алкоголя изо рта; – положительные химические пробы на этиловый спирт. Тяжелая степень алкогольного опьянения устанавливается на основании выявления следующих нарушений: – тяжелые расстройства психической деятельности (нарушения ориентировки, резкая заторможенность, сонливость, малая доступность контакта с окружающими, непонимание смысла вопросов, отрывочные бессмысленные высказывания); – выраженные вегетативно-сосудистые нарушения (тахикардия, артериальная гипотония, бледность кожи и слизистых, потливость, в ряде случаев непроизвольное мочеиспускание, слабая реакция зрачков на свет); – тяжелые двигательные и нервно-мышечные нарушения (неспособность самостоятельно стоять, выполнять целенаправленные действия, иногда спонтанный нистагм); – резкий запах алкоголя изо рта; – положительные химические пробы на этиловый спирт. Алкогольная кома диагностируется при: – отсутствии признаков психической деятельности (бессознательное состояние, отсутствие реакций на окружающее); – тяжелых нарушениях вегетативной регуляции и деятельности сердечно- сосудистой системы;– тяжелых нервно-мышечных нарушениях (резкое понижение мышечного тонуса, отсутствие болевых, роговичных, сухожильных рефлексов, в ряде случаев - патологические рефлексы и др.); – резком запахе алкоголя. Определение алкоголя в выдыхаемом воздухе. Содержание паров алкоголя в выдыхаемом воздухе выражается в миллиграммах на 1 м3 (мг/м3) и с учетом отношения плотности крови и воздуха может быть ориентировочно выражено в промилле (‰) в пересчете на содержание этанола в крови. При этом 0,1‰ алкоголя в крови соответствует примерно 45 мг/м3 алкоголя в выдыхаемом воздухе Индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости» Индикаторные трубки рассчитаны только для однократного употребления. Данные трубки имеют сухую индикаторную набивку, что исключает необходимость в проведении каких-либо манипуляций с реактивами в момент экспертизы. Реагент индикаторных трубок состоит из носителя (силикагеля), импрегнированного раствором хромового ангидрида в концентрированной серной кислоте. При воздействии на реагент парами этилового спирта происходит реакция, во время которой пары этилового спирта восстанавливают ионы хрома Cr(VI) до ионов хрома Cr(III), в результате оранжевый или желтый цвет реагента изменяется на зеленый, что оценивается как положительная реакция

32.Общая характеристика ядовитых и сильнодействующих веществ, изолируемых из биологических объектов полярными растворителями. Общие и частные методы и их применение в ХТА.

Примерами полярного растворителя являются вода, спирты и другие вещества.

Метод перегонки с водяным паром применяется в промышленности и в химических лабораториях для разделения и очистки некоторых соединений, которые разлагаются или осмоляются при высокой температуре. При перегонке с водяным паром понижается температура кипения перегоняемых соединений и устраняется опасность их термического разложения.

С помощью этого метода производится изолирование большой группы ядовитых и сильнодействующих веществ из биологического материала. К этой группе веществ относятся представители различных классов химических соединений: синильная кислота, некоторые спирты алифатического ряда, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, галогенопроизводные углеводородов алифатического ряда, бензол, фенолы амино- и нитропроизводные ароматического ряда и некоторые другие вещества. Перегоняемые с водяным паром вещества, имеющие токсикологическое значение (анабазин, никотин, ареколин, салициловая кислота и др.), в химико-токсикологическом анализе изолируются из биологического материала с помощью других методов (подкисленной водой или подкисленным спиртом).

Способность химических соединений перегоняться с водяным паром зависит от их физических свойств. С водяным паром перегоняются некоторые жидкости, практически не смешивающиеся или ограниченно смешивающиеся с водой, а также вещества, образующие с водой азеотропные смеси. Известны ядовитые соединения (метиловый спирт, ацетон, уксусная кислота, этиленгликоль и др.), которые смешиваются с водой и перегоняются с водяным паром, но не образуют азеотропных смесей.

Перегонка с водяным паром веществ, не смешивающихся или ограниченно смешивающихся с водой. Жидкости, не смешивающиеся друг с другом, образуют два слоя. При нагревании смеси таких жидкостей давление пара каждой жидкости будет таким же, как и давление пара ее в чистом виде, независимо от наличия другой жидкости. Каждая жидкость в смеси будет вести себя так, как будто отсутствует другая жидкость. Общее давление пара смеси Р таких жидкостей будет равно сумме парциальных давлений паров обоих компонентов pi и pi при данной температуре. Смесь начнет кипеть тогда, когда при данной температуре сумма давлений насыщенных паров обоих ее компонентов станет равной внешнему (атмосферному) давлению.

Точка кипения смеси не смешивающихся друг с другом жидкостей всегда будет ниже точек кипения обоих ее компонентов. Это объясняется тем, что общее давление паров смеси Р всегда большее, чем парциальное давление pi или рч каждой отдельно взятой жидкости.

Рассмотрим процесс перегонки с водяным паром не смешивающихся с водой веществ на примере смеси бензола с водой, взятых в произвольных количествах. Эти жидкости не взаимодействуют между собой и практически не смешиваются друг с другом (при 20 °С в воде растворяется 0,054 г бензола, а при той же температуре растворяется 0,082 г воды в 100 мл бензола). При атмосферном давлении (101,3 кПа) эта смесь кипит при 69,2 °С. При этой температуре парциальное давление паров бензола составляет 71,3 кПа, а парциальное давление воды - 30,0 кПа. Сумма этих парциальных давлений составляет 101,3 кПа. Чистый бензол при давлении, равном 101,3 кПа, имеет температуру кипения 80,2 °С, а чистая вода-100 °С. Смесь же этих веществ кипит при 69,2 °С, т. е. ниже температуры кипения воды и бензола.

После перегонки с водяным паром жидкостей, не смешивающихся с водой, получаются дистилляты, которые разделяются на два слоя (водный слой и слой перегнанной жидкости). Однако в ряде случаев после перегонки с водяным паром дистилляты не разделяются на указанные выше два слоя. Это имеет место тогда, когда при перегонке образуются азеотропные смеси.

Перегонка с водяным паром веществ, образующих с водой азеотропные смеси. Азеотропными называются такие смеси, у которых пар, находящийся в равновесии с жидкостью, в данных условиях обладает тем же составом, что и сама жидкая смесь. Состав азеотропной смеси (раствора) совпадает с составом пара, находящегося с ней в равновесии. Поэтому азеотропные смеси перегоняются при постоянной температуре, а следовательно, они не могут быть разделены перегонкой в данных условиях. Азеотропные смеси также называются постоянно кипящими или нераздельно кипящими смесями (растворами).

Состав азеотропных растворов (смесей), которые образуются при перегонке некоторых токсикологически важных соединений с водяным паром, приведен в табл. 2

Азеотропные смеси могут образовываться не только при перегонке не смешивающихся или ограниченно смешивающихся с водой жидкостей. В состав азеотропных смесей вместо воды могут входить другие жидкости. Состав, температура кипения некоторых таких жидкостей и их азеотропов приводятся в табл.

Образование азеотропных смесей значительно затрудняет разделение их на компоненты путем простой или фракционной перегонки. Этими методами азеотропные смеси разделить невозможно. Разделение азеотропных смесей можно улучшить путем перегонки при пониженном или повышенном давлении. Это можно показать на примере перегонки этилового спирта с водяным паром. В процессе этой перегонки при атмосферном давлении образуется азеотропная смесь, кипящая при 78,17 °С, в которой содержится 96 % (мае.) этилового спирта. Если над раствором понизить давление до 100 мм, то содержание этилового спирта в азеотропной смеси увеличится до 99,6 %, а температура кипения понизится до 34,2 °С.

Для разделения азеотропных смесей на конпоненты могут быть использованы химические методы. С помощью этих методов можно удалить воду из 96 %-го этилового спирта и получить абсолютный спирт. Для этой цели к 96 %-му этиловому спирту прибавляют металлический натрий, который взаимодействует с водой, содержащейся в указанном этиловом спирте. После перегонки полученной жидкости ' отгоняется абсолютный этиловый спирт.

Кроме бинарных известны и тройные азеотропные смеси. Иногда для разделения азеотропной смеси на ее компоненты прибавляют третий компонент. Так, например, при добавлении бензола к азеотропной смеси этилового спирта и воды образуется двухслойная смесь, кипящая при 64,9 °С и давлении 101,3 кПа. При этом отгоняется бензол и вода, а в остатке получается абсолютный этиловый спирт.

33.Методы изолирования ядовитых веществ подкисленным спиртом и подкисленной водой (А.В. Васильевой, Стаса-Отто). Их особенности, преимущества, недостатки, техника проведения.

Метод Васильевой. 50-100,0 биоматериала измельчают и заливают водой, подкисляя щавелевой или винно-каменной кислотой и настаивают при комнатной температуре в течение 1 часа, перемешивают, проверяют значение рН, вытяжку фильтруют, центрифугируют и экстрагируют хлороформом (трижды) – осторожно, во избежание эмульгирования с водой. Водную фазу подщелачивают 20% NaOH и трижды экстрагируют хлороформом.

Достоинства: