Файл: Хлорорганические пестициды и производные карбаминовой кислоты. Изолирование и методы анализа.ppt
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 344
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ЯДОХИМИКАТЫ: ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ И ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ ПЕСТИЦИДЫ И ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ. ИЗОЛИРОВАНИЕ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА Ташкент – 2022 Время - 2 часа.Цель и план лекции – обучать студентов: Ознакомить студентов с:Фосфорорганическими соединениямиХлорорганическими соединениямиПроизводными карбаминовой кислоты их токсикологическим значением, методами выделения и анализаЛИТЕРАТУРА: В.Ф. Крамаренко. Токсикологическая химия, Киев, Выща школа, 1989Токсикологическая химия. Под ред. Т. В. Плетеневой, «ГЭОТАР-Медиа», Москва, 2005.Токсикологическая химия. Под ред. Н. И. Калетиной, «ГЭОТАР-Медиа», Москва, 2008
Бутифос.
Хлорофос (дилокс, диптерекс, рицифон, тувон, трихлорофон) — О,О-диметил- (2, 2, 2-трихлор-1-оксиэтил)-фосфонат — принадлежит к широко применяемым в сельском хозяйстве ФОС. Хлорофос—белый кристаллический порошок (т. пл. 84 °С). Он растворяется в воде, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. Хлорофос медленно разлагается в кислой среде и более быстро — в щелочной. Он относительно быстро разлагается в разбавленных растворах на свету. При разложении хлорофоса в кислой среде образуется метиловый спирт и О-метил-(2, 2, 2-трихлор-1-оксиэтил)-фосфорная кислота. В щелочной среде при разложении хлорофоса образуется довольно токсичное соединение О,О-диметил-О-(2,2-дихлорвинил)-фосфат (ДДВФ): Хлорофос Выделение хлорофоса из биологического материала. В колбу вместимостью 500 мл вносят 100 г измельченного биологического материала и 150 мл воды, подкисленной серной кислоты до рН = 2,0...2,5. Смесь оставляют на 2 ч, часто перемешивая, затем процеживают через марлю. К биоматериалу еще два раза прибавляют воду, подкисленную до рН = 2,0...2,5 (по 75 мл) и каждый раз настаивают по 1 ч, а затем сливают водные вытяжки. Объединенные кислые водные вытяжки центрифугируют. Центрифугат переносят в делительную воронку, прибавляют 30 мл хлороформа и смесь взбалтывают 10 мин. Хлороформную вытяжку сливают. Хлорофос из кислой водной вытяжки еще 4 раза экстрагируют хлороформа (по 30 мл). Хлороформные вытяжки соединяют и выпаривают при комнатной температуре досуха. Сухой остаток растворяют в 5 мл воды, затем раствор фильтруют через бумажный фильтр. Фильтрат используют для обнаружения хлорофоса. 1. О-толуидин ацетоновый раствор, натрий гидроксид и водород пероксид – оранжево-красное окр.. 2. Ацетон с спиртовым раствором щелочи – розовое окрашивание, переходящее в красное. 3. 2,4- динитрофенилгидразин – сине-фиолетовое окр. 4. Реакция с резорцином. 1 мл + 2 капли 1 %-го резорцина в 20 %-м карбонате натрия. Через 10 мин появляется розовая окраска, а через 15—30 мин наблюдается желто-зеленая флуоресценция. 4. ТСХ: дихлорофос и дихлоруксусный альдегид Система: хлороформ - эфир – масло вазелина (17:2:1).
α -нафтил-N-метил карбамат В щелочной среде быстро разлагается: Севин + 3КОН -нафтол(К) + К2СО3 + СН3-NH2Окисление: Изолирование из биообъекта Объект по 1 ч настаивают бензолом три раза. Бензольный слой отделяют и упаривают. Остаток подвергают тщательной очистке: экстрагируют со смесью NH4Cl+H3PO4+ацетон. Ацетон удаляют и экстрагируют хлороформом. При этом в слой хлороформа переходит севин и его метаболит -нафтол. Севин и метаболит -нафтол хроматографируют в системе хлороформ-бензол-ацетон (7:2:1). Опрыскивают натрием купробромидом -нафтол - Rf = 0,45 фиолетовое пятно. Затем опрыскивают сульфаниловой кислотой и севин - Rf=0,8 красное пятно. Из хроматографической пластинки соскабливают соответствующие зоны, элюируют метанолом севин и -нафтол обнаруживают отдельными реакциями. 1. Реакция пикриновой кислотой. Остаток + пикриновую кислоту желтые микрокристаллы в виде карандашей. 5 мкг.2. Реакция хлоридом ртути. Остаток + хлорид ртути шестигранные или призматические микрокристалы, бесцветные.10 мкг.3. Обнаружение севина собственными кристалами. После упаривание хлороформного раствора пересеченные призматические (+) кристалы. 5 мкг.4. Реакция с 1% раствором нитрита натрия в концентр. серной кислоте – зеленное окрашивание. Обнаружение севина после гидролиза , -нафтол 1. Реакция натрием купробромидом. Остаток спиртового раствора + щелоч, нагревают 55-60 °С , + свежеприготов. СuCl2 и NaBr нагревают. Появляется розовое окрашивание при обработке хлороформом, хлороформный слой синефиолетовое. 1 мкг. 2. Реакция раствором натрия нитрита в концентр. серной кислоте – желтое окрашивание + щелоч, образуется оранжевое окрашивание.5 мкг. 3. Реакция с железо(III) хлоридом – красно-розовое окрашивание.10 мкг. 4. Реакция аминоантипирином. Амидопирин или 4-аминоантипирин и калия ферроцианид нагревают 60 °С – ярко-красное окрашивание.при прибавлении хлороформа, хлороформный слой окрашивается ярко-красное. 0,5 мкг/мл. 5. ТСХ. Система: хлороформ, проявитель - УФ-лучи, севин и метаболит α-нафтол флуоресценцируют. Потом опрыскивают диазотир.сулфанил. кислотой, красное пятно, Севин Rf=0,5, α-нафтол Rf=0,12 .ТМТД-тетраметилтиурамдисульфид. Качественное обнаружение: 1. 0,2 н JCl – оранжевые микрокристалы в форме звездочек; 2. Спиртовый раствор AgNO3 –
Классификация пестицидов
Пестициды – химические средства, применяемые в сельском хозяйстве для защиты растений от различных видов вредных организмов и сорняков, а также в гигиене людей и животных.Классификация пестицидов по токсичностиСтепень токсичности пестицидов зависит от пути их поступления в организм (ингаляционный, пероральный, трансдермальный и др.), от индивидуальных особенностей организма (возраст, пол, наследственность, заболевания). Классификация пестицидов по степени опасности отравления основана на величине LD50 для крыс в зависимости от пути введения токсикантов и их агрегатного состояния:Крайне опасные - 5 мг/кг и менееВысоко опасные - 5-50 мг/кгУмеренно опасные - 50-1000 мг/кгМало опасные - около 1000 и более 2000 мг/кг. Опасность отравления пестицидами зависит от природы соединения, его агрегатного состояния, продолжительности контакта, степени летучести токсиканта, его устойчивости в окружающей среде (персистентность), способности к кумуляции. Персистентность очень важна для оценки токсичности пестицидов. Пестициды делятся по устойчивости в почве на: - очень стойкие, период разложения которых составляет более 1 года, - стойкие – от 6 мес. до 1 года, - умеренно стойкие – 1-6 мес., - малостойкие – до 1 мес.Классификация пестицидов по назначению, способу проникновения и характеру действияИнсектициды – (вызывают гибель вредных насекомых)ФОС, ХОС, карбаматные соединения, синтетические пиретроиды, производные мочевины;
Гербициды – (вызывают гибель сорных растений) хлорированные феноксикислоты, производные мочевины, триазины, урацилы, карбаматы и тиокарбаматы, карбоциклические кислоты и эфиры.
Фунгициды – ( используют для борьбы с патогенными грибами) ФОС,бензимидазолы, дитиокарбаматы, ацилаланины и др.
Акарициды
Антисептики
3ооциды
Арборициды
Аттрактанты
Репелленты
Дефолианты
Классификация по действию:
Контактного действия
Кишечного действия
Системного действия
Фумиганты
В зависимости от химического строения пестициды подразделяются на две группы:
неорганической природы (соединения мышьяка, таллия, меди, серы и др.)
органической природы (подразделяются на классы и подклассы (хлорорганические соединения – ХОС, фосфорорганические соед. – ФОС, синтетические пиретроиды – СП, карбаматы). Представители одного и того же класса, имея сходное химическое строение, могут иметь разнонаправленное действие (входит в различные группы по назначению), обладать иными токсическими свойствами.
Также отмечают группу металлорганических соединений (гроназан и т.д.).
Фосфорорганические соединения В организме блокирует фермент холинэстразу
Х.Э Производные фосфорной кислоты:1.диметилдихлорвинилфосфат, 2.бензотеф, 3.имифос. II.Производные тиофосфорной кислоты 1. Метафос, 2.Метил-этил-тиофос, 3.Метилнитрофос, 4.Трихлорметофос-3, 5.Метилмеркаптофосметафос III. Производные дитиофосфорной кислоты: 1. Карбофос, 2.Фосфамид, 3. Фталофос, 4. Фозалон.фозалонкарбофосфосфамидIV. Производные пирофосфорной кислоты: ОктаметилV. Производные фосфиновой кислоты: 1. Хлорофос, 2. Бутифос.Согласно приказа министра Здравоохранения 10 ФОС анализируются при полном судебно-химическом исследовании:КарбофосМетафосМетилэтилтиофосМетилнитрофосТрихлорметафос-3 МетилмеркаптофосФосфамидФталофосФозалонБутифос.
ГИДРОЛИЗ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ВЫДЕЛЕНИЕ ИЗ ОБЪЕКТОВ
- хлороформ, - вода, подкисленная серной кислотой, 1. Образование фосфорномолибдена :H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3 (NH4)3PO4*12 MoO3 + 21NH4NO3 2. По эффекту антихолинэстеразы с ФОС:а) метод Хестрина; б) по изменению цвета индикаторов ( методы энзим-экспозиция , агар-диффузионный и др.) извлечение + сыворотка крови + бромтимоловый синий:NaOH изменение синего цвета в желтыйКрасное окрашиваниеОбщие методы анализа ФОСКоличественное определение ФОС
фосфорорганические соед.: а) по образованию фосфорномолибденового синего - ФЭК; б) по образованию соли железа гидроксамовой кислоты (метод Хестрина) – фотометрическое определение. в) УФ-спектрофотометрияТСХ метод определения пестицидов
Пластинки со силикагелем.Однокомпонентные системы (гексан, бензол, хлороформ, ацетон)Двух- и трехкомпонентные системы растворителей на основе гексана и толуола с добавлением полярных растворителей (ацетон, хлороформ, бензол, этилацетат): гексан-ацетон (80:20) или толуол-ацетон (95:5)Проявитель: йод, раствор перманганата калия, раствор дихромата калия, исследование УФ-свете. Обнаружение ХОП: после опрыскивания хроматограмм раствором аммиаката серебра в ацетоне и последуещего облучения в УФ-свете.Результаты реакции ФОС с различными реагентами Методы определенияОпределение активности холинэстеразы в плазме, сыворотке и цельной крови. АХЭ содержится в эритроцитах, нервных окончаниях, легких и тканях мозга. Ее главная функция – гидролиз АХ в холинергических нервных окончаниях. Псевдохолинэстераза (ПХЭ) содержится в плазме и тканях организма, она обладает способностью к гидролизу различных сложных эфиров, в отличие от АХЭ. Снижение активности АХЭ в эритроцитах является более специфичным показателем ингибирования холинэстеразы, может обнаруживаться спустя 2-6 недели после воздействия токсиканта, активность ПХЭ плазмы возвращается к норме гораздо быстрее. Нормальная активность ПХЭ исключает острое отравление этими веществами. Определение ФОС в моче. ФОС быстро гидролизируются различными ферментными системами организма с образованием множества метаболитов, их конъюгаты выделяются с мочой и неустойчивы при хранении. Скрининг этих соединений проводится методом газовой хроматографии с многодетекторной системой ПИД, ДЭЗ и др.Хлорофос (дилокс, диптерекс, рицифон, тувон, трихлорофон) — О,О-диметил- (2, 2, 2-трихлор-1-оксиэтил)-фосфонат — принадлежит к широко применяемым в сельском хозяйстве ФОС. Хлорофос—белый кристаллический порошок (т. пл. 84 °С). Он растворяется в воде, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. Хлорофос медленно разлагается в кислой среде и более быстро — в щелочной. Он относительно быстро разлагается в разбавленных растворах на свету. При разложении хлорофоса в кислой среде образуется метиловый спирт и О-метил-(2, 2, 2-трихлор-1-оксиэтил)-фосфорная кислота. В щелочной среде при разложении хлорофоса образуется довольно токсичное соединение О,О-диметил-О-(2,2-дихлорвинил)-фосфат (ДДВФ): Хлорофос Выделение хлорофоса из биологического материала. В колбу вместимостью 500 мл вносят 100 г измельченного биологического материала и 150 мл воды, подкисленной серной кислоты до рН = 2,0...2,5. Смесь оставляют на 2 ч, часто перемешивая, затем процеживают через марлю. К биоматериалу еще два раза прибавляют воду, подкисленную до рН = 2,0...2,5 (по 75 мл) и каждый раз настаивают по 1 ч, а затем сливают водные вытяжки. Объединенные кислые водные вытяжки центрифугируют. Центрифугат переносят в делительную воронку, прибавляют 30 мл хлороформа и смесь взбалтывают 10 мин. Хлороформную вытяжку сливают. Хлорофос из кислой водной вытяжки еще 4 раза экстрагируют хлороформа (по 30 мл). Хлороформные вытяжки соединяют и выпаривают при комнатной температуре досуха. Сухой остаток растворяют в 5 мл воды, затем раствор фильтруют через бумажный фильтр. Фильтрат используют для обнаружения хлорофоса. 1. О-толуидин ацетоновый раствор, натрий гидроксид и водород пероксид – оранжево-красное окр.. 2. Ацетон с спиртовым раствором щелочи – розовое окрашивание, переходящее в красное. 3. 2,4- динитрофенилгидразин – сине-фиолетовое окр. 4. Реакция с резорцином. 1 мл + 2 капли 1 %-го резорцина в 20 %-м карбонате натрия. Через 10 мин появляется розовая окраска, а через 15—30 мин наблюдается желто-зеленая флуоресценция. 4. ТСХ: дихлорофос и дихлоруксусный альдегид Система: хлороформ - эфир – масло вазелина (17:2:1).
КАРБАМАТЫ
Эти соединения разделяются на подклассы, характеризующиеся различной термостабильностью. Продукты разложения N-метилкарбаматов при нагревании представлены главным образом замещенными фенолами. Соединения из других подклассов более устойчивы к нагреванию.Севин
α -нафтил-N-метил карбамат В щелочной среде быстро разлагается: Севин + 3КОН -нафтол(К) + К2СО3 + СН3-NH2Окисление: Изолирование из биообъекта Объект по 1 ч настаивают бензолом три раза. Бензольный слой отделяют и упаривают. Остаток подвергают тщательной очистке: экстрагируют со смесью NH4Cl+H3PO4+ацетон. Ацетон удаляют и экстрагируют хлороформом. При этом в слой хлороформа переходит севин и его метаболит -нафтол. Севин и метаболит -нафтол хроматографируют в системе хлороформ-бензол-ацетон (7:2:1). Опрыскивают натрием купробромидом -нафтол - Rf = 0,45 фиолетовое пятно. Затем опрыскивают сульфаниловой кислотой и севин - Rf=0,8 красное пятно. Из хроматографической пластинки соскабливают соответствующие зоны, элюируют метанолом севин и -нафтол обнаруживают отдельными реакциями. 1. Реакция пикриновой кислотой. Остаток + пикриновую кислоту желтые микрокристаллы в виде карандашей. 5 мкг.2. Реакция хлоридом ртути. Остаток + хлорид ртути шестигранные или призматические микрокристалы, бесцветные.10 мкг.3. Обнаружение севина собственными кристалами. После упаривание хлороформного раствора пересеченные призматические (+) кристалы. 5 мкг.4. Реакция с 1% раствором нитрита натрия в концентр. серной кислоте – зеленное окрашивание. Обнаружение севина после гидролиза , -нафтол 1. Реакция натрием купробромидом. Остаток спиртового раствора + щелоч, нагревают 55-60 °С , + свежеприготов. СuCl2 и NaBr нагревают. Появляется розовое окрашивание при обработке хлороформом, хлороформный слой синефиолетовое. 1 мкг. 2. Реакция раствором натрия нитрита в концентр. серной кислоте – желтое окрашивание + щелоч, образуется оранжевое окрашивание.5 мкг. 3. Реакция с железо(III) хлоридом – красно-розовое окрашивание.10 мкг. 4. Реакция аминоантипирином. Амидопирин или 4-аминоантипирин и калия ферроцианид нагревают 60 °С – ярко-красное окрашивание.при прибавлении хлороформа, хлороформный слой окрашивается ярко-красное. 0,5 мкг/мл. 5. ТСХ. Система: хлороформ, проявитель - УФ-лучи, севин и метаболит α-нафтол флуоресценцируют. Потом опрыскивают диазотир.сулфанил. кислотой, красное пятно, Севин Rf=0,5, α-нафтол Rf=0,12 .ТМТД-тетраметилтиурамдисульфид. Качественное обнаружение: 1. 0,2 н JCl – оранжевые микрокристалы в форме звездочек; 2. Спиртовый раствор AgNO3 –