Химическая структура, токсикологическое значение и химико-токсикологический анализ хинина.

Хинин является алкалоидом, содержащимся в коре различных видов хинного дерева. В этой коре кроме хинина содержится хинидин, цинхонин, цинхонидин и ряд других алкалоидов. В состав молекулыхинина входят хинолиновый и хинуклидиновый циклы, связанные группой атомов — СН — ОН. Хинин является изомеромхинидина. В медицинской практике применяются гидрохлорид, дигидрохлорид и сульфат хинина. Основание хинина растворяется в этиловом спирте (1:1), хлороформе (1 : 3), диэтиловом эфире, насыщенном водой (1 :4), слабо растворяется в воде. Гидрохлорид хинина растворяется в этиловом спирте (1:1), хлороформе (1:2), воде (1 : 23), слабо растворяется в диэтиловом эфире. Сульфат хинина растворяется в этиловом спирте (1 :95), слабо растворяется в воде (1 : 810), диэтиловом эфире и хлороформе.

Хинин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества хинина экстрагируются хлороформом при рН = 9...10.

Применение. Действие на организм. В зависимости от принятой дозыхинина он может вызывать угнетение центральной нервной системы, головную боль, головокружение, нарушение зрения. Хинин возбуждает мускулатуру матки и усиливает ее сокращение. Он так же вызывает сокращение селезенки. Хинин действует на возбудителя малярии и является одним из эффективных противомалярийных лекарственных препаратов. Его применяют при аритмиях. Хинин применяется в акушерской практике для возбуждения и усиления родовой деятельности. При передозировке хинина, применяемого беременными женщинами, может наступить аборт.

Метаболизм. В организмехинин подвергается метаболизму путем окисленияхинолинового и хинуклидинового циклов. При этом образуются 2-оксихинин, 2'-оксихинин, диоксихинин. При метаболизме может окисляться винильная группа в молекулехинина с образованием хинетина. Также может окисляться хинуклидиновый цикл с образованием гемохинной кислоты (6-метокси-хинолин-4-кетокарбоновой кислоты). Метаболиты и незначительная часть несвязанного хинина выводится из организма с мочой.

Обнаружение хинина

Предварительная проба на наличие хинина в моче. В делительную воронку вносят 2 мл мочи, которую подщелачивают раствором аммиака, а затем прибавляют 4 мл хлороформа и взбалтывают в течение 5 мин. От водной фазы отделяют слой органического растворителя, который взбалтывают с 3 мл 10 %-го растворасерной кислоты. Синяя флуоресценция водной фазы указывает на наличие хинина в моче. Флуоресценция становится более выраженной, если кислую водную вытяжку облучать УФ-светом.

Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов.Хининдает осадки с реактивами Бушарда, Драгендорфа, Майера, Зонненшейна и другими реактивами группового осажденияалкалоидов.

Обнаружение хинина по флуоресценции.Растворыхинина, подкисленные серной кислотой, имеют голубую флуоресценцию. При наличии ионовхлора и некоторых других ионов в растворахфлуоресценцияхинина ослабляется.

Флуоресценцияхинина как двухосновного основания зависит от рН среды. В кислой среде хинин имеет голубую флуоресценцию. В щелочной среде (рН~9) хинин имеет фиолетовую флуоресценцию. Продукты окисленияхинина имеют желто-зеленую флуоресценцию.

Выполнение опыта. Исследуемый раствор вносят в фарфоровую чашку и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 4—5 мл 0,1 н. растворасерной кислоты. Полученный раствор переносят в пробирку, которую облучают УФ-лучами. При наличии хинина появляется голубая флуоресценцияраствора. От прибавления к этой жидкости нескольких капель 0,1 н. растворагидроксида натрия интенсивность голубой флуоресценции ослабевает, а затем (при рН~9) появляется фиолетовая флуоресценция.

Если к растворухинина, подкисленному серной кислотой, прибавить несколько капель бромной воды, разбавленной десятикратным объемом воды (до полного тушения флуоресценции), а затем прибавить несколько капель 25 %-го раствора аммиака до щелочной реакции, то появляется желто-зеленая флуоресценция.

Талейохинная реакция. От прибавления к хинину бромной воды, а затем аммиака образуется зеленого цвета талейохин, который экстрагируется хлороформом:

Выполнение реакции.Раствор исследуемого вещества выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл воды. К полученному раствору по каплям прибавляют бромную воду (избегая ее избытка) до слабо-желтой окраски. От прибавления нескольких капель раствора аммиака к слабо-желтому раствору появляется ярко-зеленая окраска, которая при нейтральной реакции становится синей, а при добавлении кислоты переходит в красную или фиолетовую. При взбалтывании жидкости, имеющей зеленую окраску, с хлороформомпоследний приобретает зеленую окраску.

На воспроизводимость реакции влияет концентрация исследуемого вещества, объемы прибавляемых реактивов и т. д. Реакции мешают амидопирин, антипирин, кофеин и др.

Эритрохинная реакция. Несколько капель исследуемого раствора выпаривают досуха, прибавляют 1 мл воды, слабо подкисленной серной или уксусной кислотой, каплю бромной воды и каплю 10%-горастворагексацианоферрата (III) калия. Полученную жидкость хорошо взбалтывают, затем по каплям прибавляют аммиак до щелочной реакции. При наличии хинина в исследуемом растворе появляется розовая или красно-фиолетовая окраска, которая при взбалтывании с хлороформом переходит в хлороформный слой.

Обнаружение хинина методом хроматографии. Для обнаружения хинина применяют метод хроматографии в тонком слое силикагеля. На линию старта на хроматографической пластинке наносят 1—2 капли хлороформной вытяжки. Правее на расстоянии 2—3 см на линию старта наносят каплю раствора «свидетеля» (0,01 %-й растворморфина в хлороформе). Пятна на пластинке подсушивают на воздухе. Затем пластинку вносят в камеру для хроматографирования, насыщенную парамирастворителей (эфир — ацетон — 25 %-ыйаммиак в соотношении 40 : 20 : 2). Камеру плотно закрывают крышкой. После того как система растворителей поднимется на 10 см выше линии старта, пластинку вынимают из камеры, подсушивают на воздухе и опрыскивают реактивом Драгендорфа, модифицированным по Мунье.

Пятна хинина на хроматограмме имеют розовато-бурую окраску (Rf = 0,39±0,01).

Обнаружение хинина по УФ- и ИК-спектрам. Основание хинина в этиловом спирте имеет максимумы поглощения при 236, 278 и 332 нм, а хинин в 0,1 н. растворесерной кислоты имеет максимумы поглощения при 250, 316 и 346 нм. В ИК-области спектра основание хинина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1235, 1510, 1030 и 1619 см^-1.

8. Пестициды. Пиретрины, пиретроиды. Основные представители. Токсикокинетика. Методы определения.

Пиретрин (природного происхождения) – растительный инсектицид, является сильнодействующим контактным ядом для насекомых. Он легко проникает в организм насекомых, вызывая паралич и последующую гибель.

Недостатки пиретрина:

в организме насекомого может быстро метаболизироваться: парализованные особи могут «выздоравливать» и восстанавливать нормальную жизнедеятельность, поэтому после обработки помещения пиретрумом рекомендуется парализованных насекомых сметать и уничтожать;

низкая фотохимическая стабильность: под действием света и при повышении температуры воздуха снижается инсектицидная активность.

Современные пиретроиды – синтетические аналоги пиретринов. Наиболее широко применяемые в настоящее время. Малотоксичные и умереннотоксичные для теплокровных животных, эти соединения обладают сильным инсектицидным действием и быстрым парализующим эффектом. Они не накапливаются в почве и живых организмах, разлагаясь во внешней среде на свету.

Пиретроиды I поколения: аллетрин (пинамин) и его изомеры, неопинамин (тетраметрин) и другие. Для них характерно быстрое инсектицидное действие, невысокая степень фото – и термостабильности, краткосрочность остаточного действия на обработанных поверхностях. Воздействие этого типа пиретроидов приводит к повышению активности насекомых, тремору, нарушению координации движений, нокдауну. Вследствие летучести их вводят в состав аэрозолей, тлеющих спиралей, в пластины и жидкости для электрофумигаторов, применяемые для уничтожения летающих насекомых.

Пиретроиды II поколения: ресметрин, тетраметрин и т.д. Отрицательным свойством пиретроидов II поколения является их невысокаяфотостабильность.

Соединения III поколения: перметрин, циперметрин и его изомеры (альфаметрин и зета – циперметрин, бета – циперметрин), сумицидин (фенвалерат и его изомер эсфенвалерат), бифентрин, цигалотрин и его изомер лямда – цигалотрин, цифлутрин и т. д.

Пиретроиды II и III поколения отличаются высокой инсектицидной активностью. Соединения этого типа также вызывают у насекомых гиперактивность, потерю координации, тремор, паралич. Они действуют несколько медленнее пиретроидов I поколения, но обладают длительным остаточным действием на обработанных поверхностях.

По механизму действия на организм членистоногих пиретроиды относятся к сильнодействующим нейротропным ядам широкого спектра действия, причем их действие более выражено при пониженных температурах. Они действуют на оболочки нервов: вызывают задержку закрытия Na – каналов в мембранах нервных клеток, что приводит к задержке прохождения нервного импульса. Это может приводить к мгновенному введению насекомого в состояние быстрого и глубокого паралича «нокдаун – эффект», а также к возбуждающим действиям (гиперактивности), стимулирующим полет летающих насекомых и двигательную активность у ползающих. Являются преимущественно контактными ядами. Некоторые синтетические пиретроиды сохраняют остаточное действие на обработанных поверхностях свыше месяца, более эффективны при низких температурах. При повышении температуры высокая активность обменных процессов в организме насекомого способствует более быстрому распаду пиретроидов, что ослабляет их инсектицидное действие.

По проявлению симптомов отравления пиретроиды делятся на два типа. Воздействие пиретроидов первого типа (аллетрин, неопинамин) приводит к повышенной активности насекомых, тремору, нарушению координации, нокдауну. Препараты второго типа (дельтаметрин, циперметрин и другие) вызывают медленную деполяризацию мембраны нерва и нервных окончаний и последующую блокаду проводимости нерва, сопровождающуюся параличом. Препараты II типа действуют несколько замедленнее по сравнению с пиретроидами I типа, но явление обратимости паралича у насекомых не выявлено.

Сегодня эта группа составляет до 50% применяемых в мире препаратов.

Токсикокинетика варьирует в зависимости от конкретного компонента. Данные по кинетике ограничены, ввиду большого количества препаратов и слабой изученности. При нанесении на коже абсорбция менее 2%. При попадании в ЖКТ абсорбция может достигать 40%-60%. Вдыхание приводит к быстрой абсорбции пиретринов и пиретроидов. Пиретриныжирорастворимы, подвергаются быстрому метаболизму и экскреции. Пиретроидылипофильны и склонны к накоплению в тканях с высоким содержанием липидов (жировая клетчатка, центральная и периферическая нервная система). Распределяются также в другие ткани, включая печень, почки и молоко.
Пиретроиды могут длительно сохраняться в коже медленно выделяться в системный кровоток. При абсорбции множество типов тканей включены в метаболизм, специфические ферменты отсутствуют. Выведение с мочой и фекалиями в неизменном виде и в виде метаболитов.

Симптоматика острого отравления проявляется через 5-6 часов латентного периода из признаков астеновегетативного синдрома. Сначала возникают интенсивная головная боль, головокружение, общая слабость. Пациентов беспокоит жжение, покалывание и зуд кожи лица, выраженные болезненные парестезии в этой и других открытых участках тела. При осмотре отмечается гиперемия кожи лица, конечностей, видимых слизистых оболочек, склеры. В течение 2-3 первых суток отравления наблюдается повышение температуры тела до 38 ° C.

В картине острых отравлений пиретроидами у людей и теплокровных животных преобладают симптомы поражения нервной системы. В первые часы после начала проявлений интоксикации отмечаются мышечные фасцикуляции или судороги в сгибательных и разгибательных мышцах конечностей. Кратковременные миофасцикуляции в мышцах, испытывающих нагрузки, отмечаются в течение 3-5 последующих суток. Впоследствии возникают тремор, нарушение координации движений, клонико-тонические судороги, парез конечностей, токсическая энцефалопатия с признаками поражением мозжечковой системы.

В неврологическом статусе преобладают незначительно выраженные общемозговые симптомы с наличием признаков мезэнцефальных нарушений: затруднение поворотов глазами, ограничение взора вверх и наружу, вялость зрачковых реакций. Отмечаются снижение корнеального и конъюнктивального рефлексов, появление субкортикальных знаков, неустойчивость в позе Ромберга, тремор пальцев вытянутых рук, нечеткость выполнения координаторных проб, оживление сухожильных рефлексов. Наблюдаются эмоционально-волевые расстройства (раздражительность, лабильность настроения, плохой сон, беспокойство, тревога). Расстройства болевой чувствительности не выявляются.

Пиретроиды, в основном II типа, имеют гепатотоксическое действие. Развивается токсический гепатит с признаками умереннойгепатомегалии. Появляются боли в правом подреберье, тошнота, рвота с разной степенью проявлений. При проведении биохимических исследований крови обнаруживается умеренное повышение активности ферментов переаминирования (трансаминаз-аспартат- и аланинаминотрансферазы), щелочной фосфатазы, сорбитдегидрогеназы, уровня тимоловой пробы, снижение протромбинового индекса, содержания белка и мочевины в сыворотке крови.

В большинстве случаев при остром отравлении пиретроидами наблюдаются умереннаягиперсоливация, слезотечение, кашель со слизистым мокротой. Снижение активности холинэстеразы эритроцитов носит кратковременный характер. В течение суток она спонтанно восстанавливается. Имеет место дерматоз лица и кистей. По данным общего анализа крови развивается вторичная гипохромная анемия, в тяжелых случаях — отек легких, кома.

Хроническое воздействие пиретроидов характеризуется нарушением чувствительности кожи лица, появлением симптомов раздражения верхних дыхательных путей за счет вовлечения в патологический процесс периферических аксонов.

Методы изолирования.

Изолирование из трупного материала. Как вещества органической природы нейтрального характера пиретроиды экстрагируются эфиром или хлороформом из растворов с рН = 2-3. Преимущество отдается обычно изолированием спиртом. Из биологического материала спиртом способны извлекаться не только нативные соединения, но и полярные продукты метаболизма пиретроидов.

При направленном анализе в качестве экстрагентов предлагается использовать гексан, петролейный эфир или смесь гексана и ацетона в соотношении 9:1 или 7:3. Эти экстрагенты позволяют извлекать меньшее количество соэкстрактивных веществ.

Для очистки извлечений из трупного материала используют реэкстракцию или колоночную хроматографию.

Изолирование синтетическихпиретроидов из крови и мочи. Для изолирования предложена твердофазная экстракция. 1 мл плазмы крови или мочи разбавляют 10 мл 70% раствора метанола. В качестве сорбента используют ненабухающие модифицированные силикагели, обладающие свойством с высокой скоростью устанавливать сорбционное равновесие. Разбавленную метанолом плазму или мочу пропускают через патрон с сорбентом. Пиретроиды с колонки элюируют смесью метанол-вода.

Анализ извлечений. Наиболее эффективными методами обнаружения пиретроидов являются методы ТСХ, ГЖХ, ГХ/МС и иммунохимический анализ.

Для количественного определения пиретроидов предложены различные методы, но чаще всего используют метод ГЖХ по высоте или площади пика с использованием внутреннего стандарта, а также метод денситометрии. Он проводится на хроматографических пластинках после получения окрашенных пятен. С помощью специальных сканирующих устройств определяют площадь пятна и рассчитывают концентрацию пиретроида, используя стандартные образцы.