Фотоколориметрическое определение анабазина

Описанный ниже метод фотоколориметрического определения анабазина базируется на реакции Кенига, который установил, что при взаимодействии пиридина и его производных, имеющих свободные α- и α'-положения, с хлорцианом или бромцианом образуется хлорид или бромид цианпиридиния:

При взаимодействии цианпиридиния с водой образуется глутаконовый альдегид, который может быть в двух таутомерных формах:

Необходимый для реакции Кенига хлорциан может быть получен при взаимодействии хлорамина с цианидами:

Учитывая высокую токсичность хлорциана, в последнее время ряд исследователей рекомендуют заменить его бромроданом (BrSCN).

С. И. Банк и другие исследователи использовали описанную выше реакцию Кенига для фотоколориметрического определения анабазина, никотина и других производных пиридина. С этой целью к раствору анабазина прибавляют цианид калия и хлорамин Б. При этом образуется производное глутаконового альдегида:

При взаимодействии производного глутаконового альдегида с барбитуровой кислотой образуется краситель, имеющий желто-оранжевую окраску:

Выполнение определения: 20 мл указанной выше хлороформной вытяжки, насыщенной газообразным хлороводородом, выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 5 мл воды, 1 мл этого раствора вносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 2 мл 1 %-го водного раствора цианида калия (осторожно — яд!) и 5 мл 1 %-го водного раствора хлорамина Б. Жидкость хорошо взбалтывают и через 5 мин прибавляют 10 мл 0,5 %-го водного раствора барбитуровой кислоты, а затем объем жидкости в колбе доводят водой до метки. Жидкость хорошо перемешивают и через 50 мин измеряют оптическую плотность окрашенного в желто-оранжевый цвет раствора с помощью фотоэлектроколориметра ФЭК-М (светофильтр зеленый, кювета 10 мм). В качестве раствора сравнения применяют смесь, состоящую из 2 мл раствора цианида калия, 5 мл раствора хлорамина Б, 10 мл раствора барбитуровой кислоты и 33 мл воды.

Содержание анабазина в пробе рассчитывают по калибровочному графику. Для построения этого графика в 6 мерных колб вместимостью 50 мл каждая вносят по 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 мл стандартного раствора анабазина (в 1 мл содержится 1 мг этого препарата). В первые 5 мерных колб прибавляют воду до 1 мл, затем во все колбы прибавляют по 2 мл 1 %-го раствора цианида калия и по 5 мл 1 %-го раствора хлорамина Б, а далее поступают, как указано выше.

НИКОТИН

Никотин (пиридин-3-N-метилпирролидин) принадлежит к алкалоидам, содержащимся в отдельных видах табака и в ряде других растений (очиток едкий, хвощ полевой, ваточник, некоторые виды плауна и др.). Кроме никотина в табаке содержится ряд других алкалоидов. Никотин является сильным двутретичным основанием, которое с кислотами образует ряд солей.

Никотин — бесцветная маслянистая жидкость (т. кип. 247,6 °С), быстро темнеющая на воздухе. При температурах ниже 60 °С и выше 210 °С никотин смешивается с водой, а в интервале температур от 60 °С до 210 °С он ограниченно растворяется в воде. Никотин хорошо растворяется во многих органических растворителях. Он экстрагируется органическими растворителями как из кислых, так и из щелочных водных растворов. Однако большие количества никотина экстрагируются из щелочных растворов. Никотин с водой образует азеотропную смесь. Поэтому он перегоняется с водяным паром.

Применение. Действие на организм. Никотин является ядовитым веществом. Он поражает центральную и периферическую нервную систему. Особенно характерным является действие никотина на ганглии вегетативной нервной системы. В связи с этим никотин относится к числу «ганглионарных ядов». После поступления в организм больших доз никотина происходит угнетение и паралич нервной системы, остановка дыхания с последующим прекращением сердечной деятельности. Никотин не применяется в медицине, но он широко применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений.

Никотин быстро всасывается через слизистые оболочки рта, пищевого канала, а также через легкие. Он может поступать в организм и через неповрежденную кожу (опасно даже попадание на кожу нескольких капель никотина). При вдыхании папиросного дыма около 90—98 % никотина, содержащегося в нем, попадает в легкие, а затем — в кровь. Никотин попадает в молоко курящих женщин, которые кормят детей грудью.

Метаболизм. В организме никотин разлагается главным образом в печени. Метаболизм никотина происходит путем его окисления и N-деметилирования. В процессе метаболизма происходит разрыв пирролидннового кольца и N-метилирование пиридинового кольца. При окислении никотина образуется котинин, который подвергается дальнейшим превращениям. Указанные выше метаболиты никотина выделяются из организма с мочой. Отмечено наличие в моче только следов неизмененного никотина.

Выделение никотина из биологического материала. Для выделения никотина из биологического материала применяется метод перегонки с водяным паром и метод, основанный на настаивании исследуемого материала с подкисленной водой. Выделение никотина из биологического материала производится так, как и выделение анабазина (см. гл. V, § 38).

Обнаружение никотина

Для обнаружения никотина, выделенного из биологического материала, применяют ряд реакций и метод УФ-спектроскопии.

Реакция с реактивом Драгендорфа. Обнаружение этого алкалоида при помощи реактива Драгендорфа производится так, как и обнаружение анабазина (см. гл. V, § 38). При наличии никотина в исследуемом растворе после прибавления реактива Драгендорфа в поле зрения микроскопа наблюдаются сростки кристаллов в виде летящих птиц, буквы К или буквы X. Предел обнаружения: 1 мкг никотина в пробе.

Эту реакцию кроме никотина дают анабазин, кониин и др. Однако ферма кристаллов указанных веществ с реактивом Драгендорфа отличается от формы кристаллов никотина с этим реактивом.

Реакция с солью Рейнеке. Эту реакцию выполняют так, как и реакцию на анабазин с этим реактивом. При наличии никотина образуются сростки призматических кристаллов. Предел обнаружения: 1,2 мкг никотина в пробе. Форма кристаллов рейнеката никотина отличается от формы кристаллов рейнеката анабазина.

Реакция с раствором иода в диэтиловом эфире. В пробирку вносят 1 мл раствора исследуемого вещества в диэтиловом эфире и прибавляют 1 мл 10 %-го раствора иода в диэтиловом эфире. Через несколько минут смесь мутнеет, а затем выпадает смолистый осадок, содержащий игольчатые рубиново-красные кристаллы с темно-синим оттенком. Анабазин не дает этой реакции.

Реакция с формальдегидом. На часовое стекло или на капельную пластинку наносят 1—2 капли исследуемого раствора и 2 капли 4 %-го водного раствора формальдегида. Смесь нагревают, затем прибавляют каплю концентрированной азотной кислоты. В присутствии никотина раствор приобретает красную или розовую окраску. Анабазин не дает этой реакции.

Реакция с п -диметиламинобензальдегидом. На часовое стекло или на капельную пластинку наносят каплю концентрированной соляной кислоты, в которую вносят кристаллик п -диметиламинобензальдегида. Рядом с этой каплей помещают каплю исследуемого раствора. Капли соединяют при помощи стеклянной палочки с заостренным концом. При наличии никотина в исследуе-

мом растворе в месте соприкосновения капель наблюдается розовая окраска, которая переходит в фиолетовую. Окраска сохраняется около суток.

Другие реакции на никотин. Никотин можно обнаружить при помощи реакций с реактивом Бушарда, раствором ванилина и пергидролем. Выполнение этих реакций приведено при описании способов обнаружения анабазина.

Обнаружение никотина по УФ-спектрам. Никотин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимум поглощения при 260 нм.

АРЕКОЛИН

Ареколин (метиловый эфир 1-метил-1,2,5,6-тет-рагидроникотиновой кислоты) относится к алкалоидам, содержащимся в плодах арековой пальмы. В этих плодах кроме ареколина содержатся и другие алкалоиды (арекаидин, норареколин, норарекаидин). Основание ареколина представляет собой бесцветную густую маслянистую жидкость, летучую с водяным паром, смешивающуюся с водой и многими органическими растворителями. Ареколин оптически не активен.

Ареколин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов.

Водные растворы основания ареколина имеют сильно щелочную реакцию, о чем свидетельствует то, что при действии этого основания на соли ряда тяжелых металлов выпадают их гид-роксиды. Из растворов солей серебра под влиянием основания ареколина выделяется металлическое серебро.

Применение. Действие на организм. Гидробромид ареколина в основном применяется в ветеринарной практике в качестве слабительного и глистогонного средства, а также как заменитель пилокарпина и эзерина в офтальмологии. По действию ареколин близок к мускарину и ацетилхолину. Под влиянием ареколина усиливается слюноотделение, снижается кровяное давление, происходит сокращение гладкой мускулатуры, суживаются зрачки. Ареколин в небольших дозах возбуждает, а в больших дозах парализует центральную нервную систему. Он оказывает сильное влияние на органы пищеварения, усиливает секрецию пищеварительных желез и вызывает сокращение мускулатуры кишок.

Выделение ареколина из биологического материала. Для этой цели может быть использован метод перегонки с водяным паром, а также методы, основанные на изолировании его водой, подкисленной серной или щавелевой кислотой.

Обнаружение ареколина

Для обнаружения ареколина применяют ряд реакций и методы спектроскопии.

Реакция с реактивом Драгендорфа. 2—3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное

стекло и выпаривают досуха. Остаток растворяют в 1 капле 0,1 н. раствора соляной кислоты и прибавляют каплю реактива Драгендорфа. После этого предметное стекло вносят во влажную камеру (см. гл. III, § 2) на 10—30 мин. При наличии ареколина образуются оранжево-красные кристаллы, представляющие собой сростки из ромбов или параллелограммов. Предел обнаружения: 0,2 мкг ареколина в пробе.

Реакция с пикриновой кислотой. 2—3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное стекло и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1 капле 0,1 н. раствора соляной кислоты, а затем прибавляют 1 каплю 0,5 %-го раствора пикриновой кислоты. Через несколько минут появляются темно-зеленые кристаллы (сферолиты, со временем распадающиеся на отдельные призматические кристаллы). Предел обнаружения: 0,2 мкг ареколина в пробе.

Обнаружение ареколина по УФ- и ИК-спектрам. Спиртовой раствор основания! ареколина имеет максимум поглощения при 214 нм. В ИК-облвсти спектра основание ареколина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1712, 1262 и 1135 см ^-1.

КОНИИН

Кониин (α-пропилпиперидин) относится к числу алкалоидов, содержащихся в болиголове, в котором содержатся и другие алкалоиды (N-метилкониин, коницеин, конгидрин и др.). Аналогичная смесь алкалоидов найдена в кокорыше. Болиголов широко распространенное растение, произрастающее в зоне умеренного климата. Он давно известен своей ядовитостью. Кониин и другие алкалоиды содержатся во всех частях болиголова, однако наиболее богатые кониином плоды этого растения до их полного дозревания.

Кониин представляет собой бесцветную жидкость с сильным запахом, напоминающим запах мышиной мочи, имеющую сильно щелочную реакцию. Кониин разлагается на воздухе, в результате этого приобретает бурую окраску. Он перегоняется с водяным паром без разложения. Основание кониина растворяется в воде (1: 100), слабее растворяется в хлороформе, смешивается с этиловым спиртом и диэтиловым эфиром. При повышении температуры растворимость кониина в воде понижается. Поэтому при нагревании насыщенных водных растворов кониина они мутнеют. Кониин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Его можно изолировать подкисленной водой или перегонкой с водяным паром из подщелоченных объектов.

Применение. Действие на организм. В связи с высокой токсичностью кониина он не применяется в медицине. Токсические свойства кониина были известны еще в глубокой древности. Согласно литературным данным, в Древней Греции кониин применялся для отравления инакомыслящих, приговоренных к смертной казни. В частности, кониином был отравлен видный древнегреческий философ Сократ (469—399 г. до н. э.).

В настоящее время встречаются случайные отравления растениями, содержащими кониин. Это имеет место при употреблении в пищу корня болиголова (вместо хрена) или его листьев (вместо петрушки). Отмечены случаи отравления плодами болиголова, при ошибочном применении их вместо плодов аниса. Также имели место случаи отравления скота свежей травой, в которой находились растения, содержащие кониин.

Кониин быстро всасывается в кровь из пищевого канала. После всасывания кониина в кровь он вызывает паралич окончаний двигательных нервов. Кониин сначала возбуждает, а затем парализует центральную нервную систему. Под влиянием кониина вначале усиливается, а затем ослабляется дыхание. После приема кониина усиливается слюнотечение, появляются тошнота, рвота, понос, головокружение, расстройство зрения. На лягушек кониин действует аналогично курарину. При отравлении кониином смерть наступает от паралича дыхания.

Патологоанатомическая картина при отравлении кониином не характерна. Кониин выделяется из организма с мочой и выдыхаемым воздухом. Метаболиты кониина не изучены.

Обнаружение кониина

Для обнаружения кониина предложено ограниченное число реакций.

Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов. Кониин дает осадки с реактивами Бушарда, Драгендорфа, Майера и др.

Реакция образования дитиокарбамата меди. Кониин и другие вторичные амины с сероуглеродом и аммиачным раствором сульфата меди образуют нерастворимые в воде дитиокарбаматы:

Выполнение реакции: В микропробирку вносят каплю подкисленного раствора исследуемого вещества, прибавляют каплю 5 %-го раствора сульфата меди, а затем 5 %-й раствор аммиака до щелочной реакции и взбалтывают. После этого прибавляют 2 капли смеси сероуглерода и бензола (1: 3). При наличии кониина бензольный слой приобретает коричневую или желтую окраску. Предел обнаружения: 1 мкг кониина в пробе.

Эту реакцию дает эфедрин и ряд других вторичных аминов. Первичные и третичные амины не дают этой реакции. Реакция образования дитиокарбамата меди применяется для обнаружения кониина в растительном сырье. При хорошей очистке вытяжек эта реакция может быть использована и для обнаружения кониина, выделенного из биологического материала.

Реакция с реактивом Драгендорфа. На предметное стекло наносят 2—3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в одной капле 0,1 н. раствора соляной кислоты. К полученному раствору прибавляют каплю реактива Драгендорфа. После этого предметное стекло помещают во влажную камеру на 10—15 мин (см. гл. III, § 2), а затем под микроскопом рассматривают форму образовавшихся кристаллов. При наличии кониина образуются оранжево-красные кристаллы, имеющие форму ромбов, параллелограммов или сростков из них. Предел обнаружения: 3,5 мкг кониина в пробе.

Получение сублимата хлоргидрата кониина. Несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества вносят в маленький тигель и при комнатной температуре выпаривают досуха. К остатку прибавляют 2—3 капли 1 %-го раствора соляной кислоты. Жидкость оставляют при комнатной температуре почти до полного выпаривания. Затем тигель накрывают предметным стеклом и 20—30 мин нагревают на песочной бане (120—130 °С), постоянно охлаждая предметное стекло влажным ватным тампоном или влажной фильтровальной бумагой. После этого образовавшийся на предметном стекле сублимат рассматривают под микроскопом. При наличии кониина в поле зрения микроскопа видны бесцветные игольчатые кристаллы. Предел обнаружения: 0,33 мкг кониина в пробе.

Обнаружение кониина по УФ-спектру. Кониин в 0,2 н. растворе серной кислоты имеет максимум поглощения при 266—270 нм.

АТРОПИН

Атропин является алкалоидом, содержащимся в белладонне, скополии и в некоторых других растениях. Атропин представляет собой сложный эфир тропина и троповой кислоты. Стереоизомером атропина является гиосциамин, вращающий плоскость поляризации влево. Под влиянием щелочей и температуры левовращающий гиосциамин превращается в атропин, который оптически неактивен. Он состоит из активного левовращающего и малоактивного правовращающего изомеров. В растениях в основном содержится гиосциамин, а при выделении его из растительного материала он превращается в рацемическую форму — атропин. Основание атропина растворяется в хлороформе (1:1), диэтиловом эфире (1: 60), этиловом спирте (1: 3), хуже растворяется в воде (1: 400). Сульфат атропина растворяется в воде (1: 1), этиловом спирте (1:4), практически не растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе.

Атропин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества атропина экстрагируются хлороформом при рН = 9...П (О. А. Акопян).

Применение. Действие на организм. В медицинской практике используется сульфат атропина. Он применяется при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, холецистите, жел-чекаменной болезни, при спазмах кишечника и мочевых путей, бронхиальной астме. В офтальмологии атропин применяется для расширения зрачка и т. д.

Атропин быстро всасывается через слизистые оболочки, кожу, кишки (но не через желудок). Принятая доза атропина почти полностью всасывается в тонкой кишке в течение двух часов. Примерно половина поступившего в организм атропина циркулирует в крови, а вторая — связывается с белками плазмы.

Метаболизм. Атропин разлагается в организме на тропин и троповую кислоту. Однако это разложение не является основным путем метаболизма атропина. Об этом свидетельствует то, что только около 2 % троповой кислоты выделяется с мочой. В моче обнаружено 3, а в печени 4 метаболита атропина, которые не идентифицированы. Около 50 % введенного в организм атропина выделяется с мочой в неизмененном виде.

Обнаружение атропина