Химико-токсикологическое исследование 2,4-динитрофенола тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 15.00.02, кандидат фармацевтических наук Дмитриева, Ирина Александровна

Оглавление диссертации кандидат фармацевтических наук Дмитриева, Ирина Александровна

Глава 1. 2,4-ДИНИТРОФЕНОЛ КАК ОБЪЕКТ ХИМИЧЕСКОГО И ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО

1.1. Физические свойства 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила.

1.2. Получение объектов исследования и их применение.

1.3. Токсикологическая характеристика

1.4. Идентификация объектов исследования.

1.5. Количественное определение.

1.6. Изолирование и очистка 2,4-динитрофенола и близких химических структур.

1.7. Метаболизм, распределение в теплокровных организмах и сохраняемость в трупном материале 2,4-динитрофенола и его отдельных алкильных производных.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРИБОРЫ, РЕАКТИВЫ, МАТЕРИАЛЫ,

Глава 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ 2,4-ДИНИТРОФЕНОЛА, ЕГО

ОСНОВНОГО МЕТАБОЛИТА И 4-ОКСИДИФЕНИЛА.

2.1. Идентификация по электронным и колебательным спектрам.

2.2. Идентификация хроматографическими методами.

2.3. Идентификация хромогенными реакциями.

Выводы ко второй главе.

Глава 3. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

3.1. Определение фотометрическими методами.

3.1.1. Определение по собственному поглощению в УФ- области спектра.

3.1.2.Определения на основе хромогенных реакций.

3.2. Определение методом ВЭЖХ.

Выводы к третьей главе.

Глава 4. ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСТРАКЦИОННЫХ И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

4.1. Экстрагирование 2,4-динитрофенола, 2-амино-4-нитрофенола и 4-оксидифенила из водных растворов.

4.2. Очистка хроматографическими методами и особенности хроматографического поведения исследуемых веществ.

4.2.1. Использование колоночного варианта хроматографирования.

4.2.2. Использование тонкослойной хроматографии.

4.3. Оценка степени очистки извлечений из биологического материала в контрольных опытах.

Выводы к четвертой главе.

Глава 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 2,4-ДИНИТРОФЕНОЛА, ЕГО

ОСНОВНОГО МЕТАБОЛИТА И 4-ОКСИДИФЕНИЛА В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ.

5.1. Сравнительное изучение изолирования исследуемых соединений из биологической ткани различными изолирующими агентами.

5.2. Определение 2,4-динитрофенола, 2-амино-4-нитрофенола и 4-оксидифенила в биологическом материале при использовании в качестве изолирующего агента ацетона.

5.2.1. Поиск оптимальных условий изолирования исследуемых веществ.

5.2.2. Методики определения рассматриваемых соединений в ткани трупных органов и биожидкостях.

Выводы к пятой главе.

Глава 6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 2,4-ДИНИТРОФЕНОЛА В ОРГАНИЗМЕ ТЕПЛОКРОВНЫХ И СОХРАНЯЕМОСТЬ ИССЛЕДУЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ТРУПНОМ МАТЕРИАЛЕ.

6.1. Распределение 2,4-динитрофенола в организме теплокровных животных.

6.2. Сохраняемость объектов исследования в трупном материале.

Выводы к шестой главе.

ОБЩАЯ СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ БИОМАТЕРИАЛА ПРИ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Фармацевтическая химия и фармакогнозия», 15.00.02 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Химико-токсикологическое исследование 2,4-динитрофенола»

Актуальность темы. Значительные успехи органического синтеза в последние два столетия привели к ситуации, когда человек в различных сферах своей деятельности постоянно сталкивается с химическими веществами, не встречающимися в естественных условиях. Многие из этих веществ оказывают неблагоприятные воздействия на процессы функционирования организма, приводя к патологическим изменениям. К таким веществам относятся, например, нитропроизводные фенола, в частности, 2,4-динитрофенол.

2,4-динитрофенол является полупродуктом ряда важнейших органических синтезов, применяется как пестицид и антисептирующее средство в лесной и деревообрабатывающей промышленности. В последнем случае он может использоваться как индивидуально, так и в составе комплексных препаратов вместе с 4-оксидифенилом. Известно применение 2,4-динитрофенола как реактива и боевого отравляющего вещества.

Рассматриваемое соединение обладает высокой токсичностью по отношению к теплокровным животным и человеку. При попадании в организм оно может вызывать отравления различной степени тяжести. Описаны многочисленные случаи отравления 2,4-динитрофенолом с летальным исходом при различных путях проникновения отравляющего вещества в организм человека.

Летальная доза 2,4-динитрофенола для человека составляет при однократном приеме около 1 г.

Широкое применение 2,4-динитрофенола, его высокая токсичность, наличие случаев смертельного отравления обусловливает необходимость изучения этого соединения в химико-токсикологическом отношении.

До настоящего времени остаются недостаточно изученными вопросы изолирования 2,4-динитрофенола из объектов биологического происхождения, его очистки, идентификации и количественного определения. В доступной литературе практически отсутствуют данные по сохраняемости 2,4-динитрофенола и его основного метаболита (2-амино-4-нитрофенола) в трупном материале.

Исходя из вышеизложенного, исследования в области химико-токсикологического анализа 2,4-динитрофенола являются актуальными.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации явилась разработка методики химико-токсикологического исследования 2,4-динитрофенола.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:

- определить особенности светопоглощения объектов исследования в УФ-, видимой и ИК- областях спектра;

- исследовать особенности хроматографического поведения 2,4-динитрофенола, 2-амино-4-нитрофенола и 4-оксидифенила в тонких слоях и колонках нормальнофазных сорбентов;

- изучить особенности взаимодействия рассматриваемых соединений с рядом цветореагентов, показать возможность применения хромогенных реакций в условиях анализа биологического материала;

- провести изучение процессов распределения анализируемых веществ в системах из взаимонесмешивающихся жидкостей;

- исследовать особенности изолирования 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила различными группами изолирующих агентов из биологического материала, разработать схему очистки извлечений;

- изучить особенности распределения 2,4-динитрофенола в органах и биожидкостях теплокровных животных;

- определить сроки сохраняемости объектов исследования в трупном материале.

Научная новизна. Изучены отдельные закономерности хроматографического поведения 2,4-динитрофенола, ряда его метаболитов и 4-оксидифенила в сорбентах с гидроксилированной поверхностью при использовании различных подвижных фаз; определены оптимальные условия и рассчитан ряд параметров хроматографирования исследуемых веществ в тонких слоях и колонках сорбентов.

На основе проведенных исследований разработаны методики идентификации и количественного определения 2,4-динитрофенола, его метаболитов и 4-оксидифенила методами ТСХ и ВЭЖХ.

Исследованы особенности электронных и колебательных спектров поглощения 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила. Для повышения селективности качественного спектрофотометрического определения рассчитан ряд основных оптических характеристик электронных спектров.

Впервые для идентификации и количественного определения 2,4-динитрофенола предложены хромогенные реакции с 6'-метокси-(4')-[винилхинуклидил-(2)]-карбинолом (положительное решение на выдачу патента по заявке №93035497/04 РФ от 07.07.93), 1,2,3-бензотриазолом, полиэтиленгликолем ПЭГ-115; для идентификации и количественного определения 2-амино-4-нитрофенола предложена реакция с хлоридом 2,3,5-трифенилтетразолия. Разработаны методики идентификации и количественного определения 4-оксидифенила на основе реакций с гидроксидом натрия и хлоридом 2,3,5-трифенилтетразолия после предварительного нитрования анализируемого вещества.

Определены оптимальные условия экстрагирования исследуемых веществ из водных растворов с учетом рН среды, природы органического растворителя, насыщения экстрагентов водой.

Впервые для изолирования 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила из биологического материала в качестве изолирующего агента предложен ацетон. На основе использования в качестве изолирующего агента ацетона и очистки методом хроматографии или сочетанием методов экстракции и хроматографии разработаны оригинальные методики определения рассматриваемых соединений в ткани трупных органов и биожидкостях, применимые как для исследования свежего, так и гнилостно измененного трупного материала.

В опытах на животных (кролики) исследованы особенности распределения 2,4-динитрофенола в организме теплокровных.

Изучена трансформация 2,4-динитрофенола и сроки сохранения данного вещества, его основного метаболита и 4-оксидифенила в трупном материале.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены: методики изолирования из биологического материала, очистки, идентификации и количественного определения 2,4-динитрофенолов (информационное письмо «Определение токсичных соединений динитрофенольной структуры при судебно-химическом исследовании биологического материала» (№1174/11-07 от 30.12.96; утверждено Республиканским центром судебно-медицинской экспертизы МЗ и МП РФ). - М., 1996. -49с.) методики идентификации 2,4-динитрофенола на основе хромогенных реакций с 1,2,3-бензотриазолом, 6'-метоксихиноли л-(4')-[винилхинуклидил-(2)]-карбинолом, полиэтиленгликолем ПЭГ-115 (внедрены на кафедре органической химии Курского государственного медицинского университета; акт внедрения № 46 от

17 июня 2002 г); общая схема исследования биологического материала при отравлении соединениями динитрофенольной структуры (информационное письмо «Определение токсичных соединений динитрофенольной структуры при судебно-химическом исследовании биологического материала» (1174/11-07 от 30,12,96; утверждено Республиканским центром судебно-медицинской экспертизы МЗ и МП РФ). - М., 1996. - 49с.); методика идентификации 2,4-динитрофенола, его метаболита и 4-оксидифенила в извлечениях из биологического материала (внедрена в научный процесс кафедры фармацевтической химии Курского государственного медицинского университета; акт внедрения № 48 от 20 июня 2002 г); методика определения гетероциклических и ароматических нитропроизводных в биологическом материале (Пат. №2100808 РФ от 27.12.87) (внедрена в научный процесс кафедры фармацевтической химии Курского государственного медицинского университета; акт внедрения № 47 от 19 июня 2002 г). а защиту выносятся: результаты изучения хроматографической активности 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила в тонких слоях и колонках сорбентов с гидроксилированной поверхностью;

- особенности поглощения электромагнитного излучения исследуемыми веществами в УФ-, видимой и ИК- областях спектра;

- оптимальные условия взаимодействия анализируемых веществ с рядом цветореагентов;

- методики идентификации и количественного определения 2,4-динитрофенола, 2-амино-4-нитрофенола и 4-оксидифенила хроматографическим и фотометрическим методами;

- результаты исследования экстракции анализируемых веществ из водных растворов;

- методики изолирования из биологического материала 2,4-динитрофенола, 2-амино-4-нитрофенола и 4-оксидифенила и очистки рассматриваемых соединений от соэкстрактивных веществ;

- особенности распределения 2,4-динитрофенола в организме теплокровных;

- сохраняемость 2,4-динитрофенола, его основного метаболита и 4-оксидифенила в трупном материале.

Апробация работы. Основные положения работы апробированы на II Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1995 г); на Международном экологическом форуме «Современные экологические проблемы провинции» (Курск, 1995 г); на Международной научной конференции «Спектрохимические методы анализа окружающей среды» (Курск, 1995 г); на III Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1996 г); на IV Всероссийском съезде судебных медиков (Москва - Владимир, 1996 г); на IV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1997 г); на Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика - 96» с международным участием (Краснодар, 1996 г); на V Всероссийском съезде судебных медиков (Астрахань, 2000 г).

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Работа выполнялась в соответствии с планом научных исследований кафедры фармацевтической химии Курского государственного медицинского университета (номер государственной регистрации 01.9.60012566), отраслевой научно-исследовательской программой № 35 МЗ РФ, тематикой проблемной комиссии по фармации № 36.08 РАМН.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 39 публикациях, 3 из которых - патенты на изобретения, 1 - заявка на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общей схемы исследования, общих выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на 180 страницах. Список цитируемой литературы включает 192 источника, среди которых 114 на русском и 78 на иностранных языках.