Контрольная работа по "Химии"

Микросублимация

Микросублимация основана на способности барбитуратов возгоняться без разложения при нагревании. Возгонка проводится в нагревательной камере прибора Кофлера, либо, в упрощенном виде, с одного предметного стекла на другое, верхнее из которых охлаждается, а нижнее (с исследуемым остатком) нагревается.

Хроматографический метод.

При малых количествах выделенных веществ чаще используют хроматографические методы очистки.

ТСХ - тонкослойная хроматография (хроматография в тонких слоях сорбента).

 ВЭТСХ - высокоэффективная тонкослойная  хроматография.

 ГЖХ - газожидкостная хроматография.

 ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная  хроматография.

Хроматографию можно рассматривать как метод разделения веществ, в основе которого лежит разница в коэффициентах распределения этих веществ между подвижной и неподвижной фазами.

С точки зрения простоты, доступности и разрешающей способности наибольшего внимания заслуживают ТСХ, ВЭТСХ. Они позволяют не только очистить выделенные вещества от примесей, но и разделить целый ряд барбитуратов при их совместном присутствии, а также отделить барбитураты от их метаболитов и провести предварительную идентификацию по величине Rf.

3. Идентификация:

3.1. Предварительное – методом ТСХ.

Хроматография в тонком слое и ВЭТСХ используются в качестве предварительного испытания на наличие производных барбитуровой кислоты.

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 -замещенный барбитуратов.

Детектирование веществ на хроматограмме проводится двумя реагентами: дифенилкарбазоном (ДФК) и НgSО4. При этом в местах расположения барбитуратов возникают красно- или сине-фиолетовые пятна. Идентификация проводится по величине Rf (отношение длины пробега вещества к длине пробега растворителя). Хроматографирование ведут параллельно метчикам (А), в качестве которых используют хлороформные растворы барбитуратов с известной концентрацией.

Применение метчиков наряду с расчетом Rf обусловлено невоспроизводимостью Rf из-за трудности соблюдения стандартных условий при хроматографировании. Чувствительность реакции барбитуратов с ДФК и HgSO4 достигает 0,5мкг, однако, она неспецифична, поэтому дальнейшее подтверждение присутствия барбитурата производится микрокристаллическими реакциями и исследованием в УФ области спектра после элюирования вещества с хроматограммы подходящим растворителем.

Иммунохимические тесты

При исследовании барбитуратов ИХМ используются для проведения скрининга большого числа образцов, главным образом биологического происхождения. Получаемые при этом результаты позволяют сделать предположение о возможном наличии в тестируемом объекте вещества из

группы барбитуратов без проведения внутригрупповой дифференцировки. Полученные положительные результаты всегда требуют обязательного

подтверждения другими методами.

3.2. Подтверждающие методы:

3.2.1. Реакции  микрокристаллические 

Барбитураты способны давать кристаллические осадки при взаимодействии с солями тяжелых металлов (хлорцинкйодом, железо - и меднойодидным комплексами, меднопиридиновым реактивом, спиртовый раствор калия иодида, родамином 6 ж) и выпадать в осадок из растворов концентрированной серной кислоты при понижении ее концентрации (выделение кислотной формы барбитурата).

Формы образующихся кристаллов характерны для каждого отдельного барбитурата. Чувствительность реакций достигает мкг и даже десятых долей мкг

Реакции окрашивания

С солями кобальта в щелочной среде. В результате реакции образуется комплекс состава Со(NH3)6OH·Barb2, окрашенный в красно-фиолетовый цвет. Чувствительность реакции 30 мкг. Реакция неспецифична для барбитуратов. Ее могут давать и другие соединения, по химическому строению сходные с барбитуратами (теобромин, теофиллин, биурет, некоторые сульфаниламиды).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С солями меди в присутствии пиридина образуется комплекс состава Cu·Pyr2·Вarb2) красно-фиолетового цвета (тиобарбитураты - зеленого цвета).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С солями ртути в присутствии дифенилкарбазона (ДФК) барбитураты образуют комплексные соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет. Реакция широко используется для обнаружения барбитуратов на хроматограмме. Чувствительность ее достигает 0,5 мкг. Реакция неспецифична для барбитуратов.

 

 

Мурексидная проба (дают также пуриновые алкалоиды).

Образуется розовое или красное окрашивание.

 

 

 

 

 

 

Электронные спектры поглощения.

 

УФ-спектрофотометрия

Данный метод используется для проведения идентификации и

количественного определения барбитуратов, в том числе выделенных из биологических объектов. В растворах барбитураты в зависимости от рН среды изменяют характер поглощения УФ-света. В кислой среде и органических растворителях поглощение барбитуратов незначительно. Однако при изменении рН в их спектрах появляются интенсивные полосы поглощения вследствие лактим-лактамной таутомерии перехода лактамной формы барбитурата в лактимную при рН 9,0 (по N, - С2) и при рН 13,0 (по N, - С2 и по N3 - С4).

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 - 310 нм).

Заключение о присутствии барбитуратов дается по комплексу результатов реакций, ХТС и УФ-спектроскопии

 

ИК-Фурье-спектрометрия применяют для идентификации индивидуальных барбитуратов.

Основные характеристические частоты ИК-спектров барбитуратов:

—NH— (деформационные колебания) — 1680—1693;

—С=0 (валентные колебания) — 1712—1725;

—CONH— (валентные колебания) — 1744—1770;

=С—N— (валентные колебания) — 1300—1320;

С=0 (деформационные колебания) — 1210—1245;

=С—Н (деформационные  колебания) — 830—875.

Дополнительно тиогруппа может быть идентифицирована по 2 полосам

поглощения — 1170 и 1540 см-1, фенильные заместители в положении 5 имеют полосы 1490 см-1 и между 690 и 715 см-1, аллильные радикалы — по полосам 1000 и 1540 см-1, N-метильные радикалы — по 2 полосам около 1190 см-1. В области «отпечатков пальцев» все барбитураты могут быть идентифицированы.

 

Газовая хроматография и хромато масс-спектрометрия

Современные капиллярные кварцевые газохроматографические колонки с нанесенными на стенки неполярными силиконовыми фазами достаточно инертны и позволяют проводить исследования следовых количеств барбитуратов без дериватизации.

Детектирование обычно осуществляется с применением ПИД, азотно-

фосфорного детектора (АФД) или МС-детектора в режиме ионизации электронным ударом при 70 эВ или ИК-Фурье-детектора.

Высокоэффективная жидкостная хроматография

Использование ВЭЖХ для исследования барбитуратов как в лекарственных формах, так и выделенных из биологических объектов. Для этого чаще всего применяют обращеннофазовые колонки с сорбентами С8 или С18. В качестве подвижной фазы, используемой в изократическом или градиентном режиме, служат смеси ацетонитрила либо смеси метанола с водным буфером или смеси растворителей, например ацетонитрила, изопропанола и гексана, с фосфатным или ацетатным буфером. Лучшим выбором для детектирования барбитуратов можно считать УФ-детектор или диодную матрицу.

 

4. Количественное определение.

 

Спектрофотометрический метод.

 При  спектрофотометрическом определении  барбитуратов, выделенных из биологического  материала, используют принцип дифференциальной спектрофотометрии, т.к. прямому СФ-определению мешают посторонние вещества, извлекающиеся из объекта исследования совместно с барбитуратами.  

В I варианте концентрацию барбитурата в растворе (после его элюирования с хроматограммы) определяют по разности абсорбций в щелочном - рН 10 и кислом - рН 2 растворах при l=240 нм.

DD=DpH10-DpH2

Во II варианте - по разности абсорбций в щелочных - рН 13 и рН 10 растворах при l=260нм.

DD=DpH13-DpH10

Использование принципа дифференциальной спектрофотометрии возможно, когда поглощение примесей при выбранной длине волны не зависит от рН среды. Тогда при вычитании оптических плотностей происходит уничтожение абсорбции примесей, что дает возможность получать истинные результаты количественного определения.

Фотоколориметрический метод

Фотометрический метод основан на взаимодействии барбитуратов с раствором ацетата кобальта в присутствии изопропиламина и метанола (метод предложен В.И.Поповой.

Оптическую плотность растворов, окрашенных в фиолетовый цвет, измеряют с помощью фотоэлектроколориметра ФЭК-М при зеленом светофильтре в кювете 20 мм. В качестве раствора сравнения применяют смесь реактивов. 

Определение концентрации барбитуратов в биологических жидкостях позволяет:

а) установить тяжесть отравления и контролировать эффективность проводимого лечения в условиях клиники при острых отравлениях барбитуратами.

б) в посмертных случаях позволяет сделать заключение о приеме токсических или терапевтических доз, т.е. ответить на вопрос - явилось ли найденное вещество причиной смерти.

Токсические уровни барбитуратов в крови обычно превышают десятки мкг/мл, а при тяжелых отравлениях, заканчивающихся смертельным исходом, - сотни мкг/мл.

Газожидкостная хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография (в т.ч.. масс-спектрометрия)

При анализе биологического материала метод масс-спектрометри  обычно сочетают с методами газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ГХ/МС и ВЭЖХ/МС), что позволяет максимально  использовать возможности обоих методов.

 

1. Производные п-аминобензойной кислоты: новокаин, новокаинамид. Характеристика. Реакции обнаружения.

 

Новокаин

 

 

Новокаин (прокаин, аллокаин, синкаин и др.) — гидрохлорид β -диэтиламиноэтилового эфира п -аминобензойной кислоты.

Он представляет собой белый кристаллический порошок без запаха. Растворяется в воде (1:1), этиловом спирте (1 : 15), слабо растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе.

Новокаин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов.

Применение. Действие на организм.

 Новокаин широко используется в медицине как анестетик. Он менее активен, чем кокаин. После всасывания в кровь новокаин понижает возбудимость периферических холинореактивных систем, уменьшает спазмы гладкой мускулатуры, понижает возбудимость мышцы сердца и некоторых отделов головного мозга. В токсических дозах новокаин вызывает возбуждение, а затем паралич центральной нервной системы.

Метаболизм.

Новокаин является нестойким препаратом. В организме он распадается на п -аминобензойную кислоту и диэтиламиноэтанол. В течение 24 ч после введения новокаина около 2 % этого препарата выделяется с мочой в неизмененном виде. Указанные выше метаболиты новокаина тоже выделяются с мочой. Часть п -аминобензойной кислоты выделяется с мочой в неизмененном виде и в виде глюкуронида.

 

Новокаинамид.

 

 

Новокаинамид - гидрохлорид 2-(N,N-диэтилами-но)этиламида n-аминобензойной кислоты, прокаинамид, мол.м. 271,79; бесцветные кристаллы; т.пл. 165-169 °С; хорошо растворимы в воде и этаноле, плохо-в хлороформе, практически не растворим в диэтиловом эфире. Гигроскопичен.

Метаболизм.

Хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта. Частично ацетилируется в печени с образованием активного метаболита - N-ацетил-новокаинамида, а затем п-аминобензойной кислотты. В крови новокаинамид более стоек, чем новокаин, т.к. значительно медленнее разлагается эстеразами плазмы крови. Из организма выделяется с мочой.

Применение. 

Новокаинамид- антиаритмическое средство, оказывает также слабое местноанестезирующее действие.

 

Обнаружение новокаина и новокаинамида

 

1. Реакция образования азокрасителя (это общая реакция для соединений, имеющих незамещенную первичную ароматическую аминогруппу)

 

 

Полученные диазосоединения реагируют со слабощелочными растворами фенолов - b-нафтолом. При этом образуются азокрасители вишневого или  оранжево – красного  цвета.

 

 

 

2. Обнаружение хлорид-иона для гидрохлоридов

 

Cl− + AgNO3 ® AgCl¯ + NO3−

 

3. При взаимодействии в кислой среде с ароматическими альдегидами

первичные ароматические амины образуют основания Шиффа. Полученные продукты имеют желтую, оранжевую или красную окраску в зависимости от природы используемых альдегидов.