Хіміко-токсикологічний аналіз алкалоїдів

 

 

Алкалоїди всмоктуються в тонкому кишковику, частково зв'язуються з білками, піддаються метаболічним змінам переважно в печінці, виводяться з організму в нативному вигляді й у вигляді метаболітів нирками і кишковиком. Нікотин і анабазин можуть виводитися через легені.

Основні шляхи і продукти метаболізму алкалоїдів:

атропін – гідроліз по ефірній групі до тропіну; деметилування по -N -СН3 – групі; кон'югація;

морфін – норморфін (втрата – СН3 – групи), псевдоморфін 2, 2-біморфін; етерифікація із сульфатною кислотою; глюкуронід морфіну,

кодеїн – деметилування – морфін; окислення (N – деметилування норкодеїн) ; глюкуронид морфіну; псевдоморфін;

срихнін – 4 метаболіти (окси-2-стрихнін і ін.) ;

ефедрин – дезметилювання, дезаминування, окислення, кон'югація;

хінін – окислювання: 2-гідроксихинін, хінетин (окислювання в бічному ланцюзі), диоксихинін (-2-гідроксильні групи в хінуклидиновому ядрі) ;

нікотин – конітин (окислювання) ;

кофеїн – деметилювання й окислювання: 1 і 7 – метилксантини; 1 і 7 -диметилксантин; 1-метилсечова кислота і 1, 3-диметилсечова колота.

 

 

Об'єкти дослідження – мозок, печінка, нирки, шлунок і кишиковик з вмістом, промивні води, легені, сеча.

Ізолювання препаратів проводиться по методу В. Ф. Крамаренко – з врахуванням фізико-хімічних властивостей алкалоїдів.

Метод характеризується використанням полярного розчинника – води, підкисленної сульфатною кислотою. Сульфатна кислота застосовується для руйнування зв'язку отрута – білок (рН 2-3), для утворення стійких солей з алкалоїдами – сильними основами, які добре розчинні у воді. Для очищення витяжки від домішок використовуються: висолювання за допомогою (NH4) 2SO4, центрифугування й екстракція ефіром домішок.

Враховуючи, що алкалоїди – сильні основи, їхнє виділення з водного середовища в хлороформну фазу проводиться при рН 8, 5-9, для чого водні витяжки подлужнюють розчином NaOH. При ненаправленому аналізі алкалоїди – сильні основи й алкалоїди середньої основності попадають в «лужний» хлороформний витяг, а алкалоїди – слабкі основи (похідні пурину й індолу) – можуть попадати й у «кислий» витяг, тому що вони утворють із оксалатною (слабо органічною) кислотою легко гідролізуючі в кислому середовищі солі.

Основність алкалоїдів залежить від константи дисоціації. Чим більша константа дисоціації, тим алкалоїд являється сильною основою.

Алк. •ОН ═ алк. + +ОН-

К дис= 

Апоморфін К•10 -7

Атропін К•10 -4, 35

Бруцин К•10 -11 – слабка основа – переходить в кислий екстракт

Кодеїн К•10 -6, 05

Кокаїн К•10 -5, 6

Коніїн К•10 -3

Кофеїн К•10 -13 – слабка основа – переходить в кислий екстракт

Морфін К•10 -6, 13

Наркотин К•10 -7, 8

Никотин К•10 -6

Папаверін К•10 -8

Стрихнін К•10 -11 – слабка основа – переходить в кислий екстракт

Хінін К•10 -6

Якщо константа дисоціації більша, ніж 10 -7, то такі алкалоїди являються сильними основами.

Якщо константа дисоціації менша, ніж 10 -7, то такі алкалоїди являються слабкими основами і при екстракції кислого розчину вони переходять в перші кислі хлороформні витяжки – кофеїн, стрихнін, бруцин. Це пояснюється гідролізом їх солей.

ТСХ-скринінг алкалоїдів проводиться в загальній системі розчинників -хлороформ – диоксан – ацетон – 25% розчин аміаку (45: 47, 5: 5: 2, 5) ; сорбент – силікагель КСК; проявник – реактив Драгендорфа по Муньє, алкалоїди виявляються за наявністю плям оранжевого і оранжево-коричневого забарвлення в 1-4 зонах. Отруту із сорбенту силікагелю виділяють елюентом – метанол-диетиламін (9: 1) з наступним проведенням підтверджуючого етапу в окремих системах розчинників – хлороформ – етанол (20: 1) ; циклогексан-ацетон (5: 1) ; хлороформ – диетиламін (9: 1) ; хлороформ – ацетон (5: 1).

В якості «свідків» використовуються хлороформні розчини препаратів даної групи. Для проведення наступного етапу аналізу алкалоїди елююють сумішшю розчинників – метанол – диетиламін (9: 1).

Очищення. Етап скринінгу методом тонкошарової хроматографії дозволяє паралельно проводити якісне очищення від біогенних домішок, що локалізуються на хроматографічних пластинках в областях Rf < 0, 2 і Rf > 0, 8.

Однак, в елюаті можлива присутність залишків домішок, які віддаляються з використанням методів: екстракційного; хроматографії-гель-хроматографії; електрофорезу; сполучення екстракціного і ТСХ-методів.

Підтверджуючі дослідження елюату включають найбільш чутливі хімічні і фізико-хімічні методи аналізу алкалоїдів.

Хімічі реакції:

1. Реакції осадження з загальалкалоїдними осадовими реактивами (пікринова кислота; сіль Рейнеке; реактиви Драгендорфа; Марме; Майєра; Зонненшейна й ін.).

Аморфні або кристалічні осади з нехарактерною формою частинок вказують на наявність гетероциклічного атому азоту в препаратах. Реакції високочутливі, не специфічні.

2. Мікрокристалокопічні реакції.

Очищений хлороформний екстракт випарюють досуха, залишок розчиняють у 0, 1 М розчині хлороводневої кислоти. По краплі розчину наносять на предметні скельця з заглибленнями, куди додають різні реактиви, результат спостерігають під мікроскопом.

Форма кристалів при проведенні реакцій на алкалоїди

Реакції високочутливі і специфічні за певних умов (додаткове очищення, температура, вологість і тиск у лабораторії).

2. Реакції забарвлення на алкалоїди

Для проведення кольорових реакцій на алкалоїди хлороформний екстракт або елюат вносять в декілька порцелянових чашок або тиглів, одержують сухі залишки, до яких додають по краплі різних реактивів і спостерігають забарвлення.

Можна провести кольорові реакції на хроматографічних пластинах:

• декілька крапель екстракту наносять на одну точку пластини за допомогою

капіляра;

Кількісне визначення проводиться спектральними (УФ-спектрофотометрія, фотоелектроколориметрія, екстракційна фотометрія) і хроматографічними методами (тонкошарова хроматографія – планіметричний і денситометричний методи; газо-рідинна хроматографія і рідинна хроматографія).