ЛЕКЦИЯ 7 Группа веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией (Продолжение). Производные барбитуровой кислоты. Небарбитуровые. - презентация

1 ЛЕКЦИЯ 7 Группа веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией (Продолжение). Производные барбитуровой кислоты. Небарбитуровые снотворные. Производные фенотиазина. Производные 1,4-бензодиазепина. Алкалоиды. Получение барбитуовой кислоты Общая формула барбитуратов где R 1,R 2,R 3 - радикалы, содержащие от 1 до 7 атомов углерода. БАРБИТУРАТЫ В ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ

2 Классификация барбитуратов 1)5,5 -замещенные производные (двузамещенные) 1.Барбитал R 1 и R 2 -C 2 H 5 2.Фенобарбитал R 1 - С 2 Н 5, R 2 - С 6 Н 5 3.Барбамил R 1 -C 2 H 5, 4.Этаминал-натрий R 1 -C 2 H 5, 5.Бутобарбитал R - С 2 Н 5, R 2 - C 4 Н 9 2) N-замещенные барбитураты (трехзамещенные) 1. Гексенал R 1 - СНз,, R 3 - СН 3 2. Бензонал R 1 - C 2 H 5, R 2 - С 6 Н 5, 3. Бензобамил R 1 -C 2 H 5,, 3) Тиобарбитураты Тиопентал- натрий R 1 - C 2 H 5,

3 Лактим-лактамная и кето-енольная таутомерия барбитуратов Химико-токсикологическое исследование 1.Изолирование из объекта 2.Очистка полученного извлечения 3.Идентификация 4.Количественное определение

4 Идентификация барбитуратов Химические методы: 1.С солями кобальта в щелочной среде (образуется комплекс состава Co(NH 3 ) 6 OHBarb 2 красно- фиолетового цвета) 2. С солями меди в присутствии пиридина (образуется комплекс состава CuPyr 2 Barb 2 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)

5 Микрокристаллоскопический анализ 1.С хлорцинкйодом 2.С железойодидным комплексом 3.С меднойодидным комплексом 4.Меднопиридиновым реактивом 5.Выделение кислотной формы барбитурата Физико-химические методы анализа 1.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 HgS0 4. 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

6 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 λ max =240 нм 3.Диимидольная форма обладает характерным поглощением λ max = нм. 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 нм, рН нм) 2.Трехзамещенные (рН 2 - нет max, рН 10 и рН нм) 3.Тиобарбитураты (рН нм и 290 нм, рН и 310 нм, рН нм).

7 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 D pH 10 = D 10 б-та + D 10 примесей, λ=240 нм D рН 2 = D 2 б-та + D 2 примесей, ΔD = D рН 10 - D pH2 = (D 10 б-та + D 10 примесей ) - D 2 примесей, D 10 примесей = D 2 n ΔD = D 10 б-та II вариант D рН13 = D 13 б-та + D n 13, λ=260 нм D pH 10 = D 10 б-та + D n 10 ΔD = D рН13 - D pH 10 = (D 13 б-та + D n 13 )-( D 10 б-та + D n 10 ) D n 13 = D 10 n ΔD = D 13 б-та - D 13 б-та

8 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

9 Токсикодинамика (развитие отравлений) 4 клинических синдрома: 1.Коматозное состояние и другие неврологические расстройства (оглушённость, сон, отсутствие рефлексов) 2.Нарушение дыхания. 3.Нарушение функции сердечно-сосудистой системы. 4.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).

10 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

11 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.

12 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) I 2 /KI - реактив Бушарда-Вагнера 2)H 3 PO 4 I2MoO 3 - фосфорномолибденовая кислота (реактив Зонненшейна) 3)Н 3 РО 4 12WO 3 2Н 2 О- фосфорновольфрамовая кислота (реактив Шейблера) б) реактивы, содержащие в своем составе металлы: 1)ВiI 3 /KI - реактив Драгендорфа (К[ВiI 4 ]) 2)CdI 2 /KI - реактив Марме (K 2 [CdI 4 ]) 3)HgI 2 /KI- реактив Майера (K 2 [HgI 4 ]) 4)H 2 [PtCl 6 ] - платинохлористоводородная кислота 5)Н[АuСl 4 ] - 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).

13 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 - H 2 PtCl 6 г) с золотохлористоводородной кислотой - HAuCl 4, д) с солями тяжелых металлов, е) с комплексными йодидами.

14 УФ – спектроскопия Производные пиридина имеют максимум при длине волны 260 нм, хинолина (изохинолина) - при 250, 290, 310 нм, индола (255) и 300 нм, пурина - 220, 260 и 270 нм. Фармакологические пробы 1.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 ( нм) проводится по специфическому поглощению (абсорбции) самого алкалоида при наличии у него хромофорной системы. 2. Определение в видимой области ( 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.

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

16 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)

17 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

18 ПАХИКАРПИН 1.Реакция с раствором йода в йодиде калия 2.Реакция с роданидным комплексом кобальта 3.Реакция с пикриновой кислотой 4.Реакция с золотобромистоводородной кислотой 5.Реакция окисления бромом (реакция Коча) 6.Реакция на йодистоводородную кислоту

19 ПРОИЗВОДНЫЕ ТРОПАНА СКОПОЛАМИН 1.Реакция Витали Морена 2.Реакция с солью Рейнеке 3.Реакция образования бромоаурата

20 АТРОПИН 1.Реакция переведения атропина в полинитропроизводное и доказательство последнего (реакция Витали Морена) 2.Реакция с солью Рейнеке 3.Реакция с бромной водой 4.Реакция с пикриновой кислотой

21 КОКАИН 1.Реакция образования перманганата кокаина 2.Реакция образования хлороплатината кокаина

22 ПРОИЗВОДНЫЕ ХИНОЛИНА ХИНИН 1.Реакция флюоресценции 2.Реакция образования таллейохина 3.Реакция получения эритрохинина 4.Реакция с раствором роданида аммония

23 ПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОХИНОЛИНА МОРФИН 1.Реакция с раствором формальдегида в концентрированной серной кислоте (реактив Марки) 2.Реакция с раствором молибдата аммония в концентрированной серной кислоте (реактив Фреде) (NH 4 )Mo 7 O 27 3.Реакция с ванадатом натрия в концентрированной серной кислоте (реактив Манделина) 4.Реакция с хлоридом окисного железа 5.Реакция, с раствором йодида кадмия. 6.Реакция с солью Рейнеке 7.Раствором хлорида окисной ртути

24 КОДЕИН, ЭТИЛМОРФИН, АПОМОРФИН 1.Реакция кодеина с раствором йодида кадмия 2.Реакция этилморфина с раствором хлорида окисной ртути 3.Реакция Пеллагри на апоморфин

25 ПРОИЗВОДНЫЕ БЕНЗИЛИЗОХИНОЛИНА ПАПАВЕРИН И НАРКОТИН ПАПАВЕРИН 1.Реакция с цианидом натрия 2.Реакция с раствором хлорида кадмия

26 НАРКОТИН 1.Реакция с концентрированной серной кислотой 2.Реакция с реактивом Эрдмана ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА СТРИХНИН 1.Реакция окисления бихроматом калия в концентрированной серной кислоте 2.Реакция с ванадатом натрия в концентрированной серной кислоте 3.Реакция с платино-хлористоводородной кислотой 4.Реакция с раствором пикриновой кислоты