Номенклатура и классификация.

К группе веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией (их еще называют «нелетучие» яды), относятся соединения кислотного, нейтрального и основного характера, различные по своему химическому строению. Номенклатура их очень велика и постоянно расширяется по мере синтеза новых соединений. Наибольшее токсикологическое значение в настоящее время имеют:

Вещества кислотного характера:

1) Органические кислоты: бензойная, салициловая, ацетилсалициловая, пикриновая.

2) Барбитураты: барбитал, фенобарбитал, барбамил, этаминал-Na, бутобарбитал, гексенал, бензонал, бензобамил, циклобарбитал и др.

Вещества нейтрального характера:

1) Небарбитуровые снотворные: ноксирон, тетридин.

2) Сердечные гликозиды.

3) Многоатомные фенолы: гидрохинон, пирогаллол.

4) Полинитропроизводные: м-динитробензол, динитротолуолы, тринитротолуол.

5) Производные анилина и п-аминофенола: фенацетин, п-фенилендиа­мин.

Вещества основного характера:

1) Алкалоиды: производные пиридина и пиперидина (жидкие алкалоиды), тропана (атропин, кокаин и др.), хинолина (хинин), изохинолина (опийные), индола (стрихнин, бруцин, резерпин), пурина (кофеин, теобромин, теофиллин), пирролизидина (платифиллин, саррацин), ациклические (эфедрин), стероидоподобные (вератрин) и неустановленного строения (аконитин).

2) Синтетические вещества основного характера: антипирин, амидопирин - производные пиразола, промедол - производное пиперидина, новокаин и дикаин - производные аминокислот ароматического ряда, изониазид, производные фенотиазина - аминазин и др., производные бензодиазепина и т.д.

При полном (общем, ненаправленном) судебно-химическом анализе обязательному исследованию в лабораториях БСМЭ подлежат, согласно Приказа МЗ СССР № 1021 от 25.12.73, следующие вещества:

Из веществ кислотного характера - производные барбитуровой кислоты.

Из веществ основного характера - алкалоиды: производные пиридина и пиперидина (никотин, пахикарпин), тропана, изохинолина (опийные алкалоиды), индола (стрихнин), производные фенотиазина, промедол.

Теоретические основы метода изолирования

Большинство «нелетучих» ядов, являясь слабыми кислотами или слабыми основаниями, способны существовать в водном растворе в виде ионизированных или неионизированных (молекулярных) форм в зависимости от рН среды. Степень ионизации вещества (слабой кислоты или слабого основания) и необходимое для этого значение рН могут быть определены из уравнения степени ионизации (уравнение Гендерсона):

a% = ------------------------- для кислот

1+ antilog (рК_{a -} рН)

a% = ------------------------- для оснований

1+ antilog (рН - рК_a)

где рК_a - показатель ионизации вещества (-lgК), численно равный значению рН, при котором в растворе в равновесной концентрации присутствуют ионизированная и неионизированная (молекулярная) формы (т.е. вещество ионизировано на 50%). Эта величина постоянная для данного вещества.

Для большинства слабых кислот и слабых оснований рК_a приведены в монографии Альберта и Сержента «Константы ионизации кислот и оснований». Сильные кислоты (HNO₃ и др.) и сильные основания (NаОН) ионизированы на 100% в широком интервале рН.

На основании уравнения Гендерсона, зная рН раствора, всегда можно вычислить степень ионизации вещества и, наоборот, если необходимо достичь определенной степени ионизации, всегда можно рассчитать необходимое для этого значение рН.

Степень ионизации вещества всегда приходится учитывать при изолировании ядов из биологического материала, так как растворимость ионизированных и неионизированных форм различна в воде и органических растворителях.

Ионизированные формы, которым соответствуют соли кислот и оснований, как правило, хорошо растворимы в воде и ограниченно растворимы в неполярных органических растворителях (хлороформ и эфир).

Неионизированные (молекулярные) формы, которым соответствуют свободная кислота и основание, наоборот, хорошо растворимы в неполярных растворителях и ограниченно растворимы в воде.

Пользуясь различной растворимостью ионизированных и молекулярных форм «нелетучих» ядов в воде и органических растворителях легко сформулировать принцип их изолирования из биологического материала.

Изолирование «нелетучих» ядов из биологического материала основано на различной растворимости их ионизированной и молекулярной форм в воде и органических растворителях и на коэффициенте распределения молекулярной формы между водной и органической фазами.

С _орг

Кр =-------------

С н₂о

где К_р - коэффициент распределения молекулярной формы,

С - концентрации вещества в водной и органической фазах.

Очевидно, что, чем больше Кр, тем эффективнее идет экстракция.

В процессе изолирования «нелетучих» ядов из биологического материала взаимодействуют 3 компонента: яд, биологический материал и экстрагент.

При исследовании тканевого материала (внутренние органы трупа) изолирование состоит из двух стадий: извлечение яда из твердой фазы (объект) в водную и извлечение яда из водной фазы в органический растворитель.

Схематично это может быть представлено следующим образом:

I стадия экстракции II стадия экстракции

При исследовании биологических жидкостей (кровь, моча, промывные воды) необходимость в первой стадии изолирования отпадает и сразу проводится экстракция в органический растворитель.