Этиленгликоль: формула, свойства, токсичность, метаболизм. Особенности выделения из биообъектов. Химические реакции обнаружения в дистилляте (предварительные, подтверждающие). Реакция, используемая для обнаружения этиленгликоля в технической жидкости. Методы количественного определения. (Решение → 16275)

Заказ №38770

Этиленгликоль: формула, свойства, токсичность, метаболизм. Особенности выделения из биообъектов. Химические реакции обнаружения в дистилляте (предварительные, подтверждающие). Реакция, используемая для обнаружения этиленгликоля в технической жидкости. Методы количественного определения.

Ответ:

Этиленгликоль (НО—СН 2 —СН 2 —ОН) является одним из представителей двухатомных спиртов, имеющих токсикологическое значение. Это бесцветная маслянистая жидкость (т. кип. 197 °С) сладковатого вкуса. Этиленгликоль смешивается с водой во всех соотношениях, плохо растворяется в диэтиловом эфире, хорошо—в этиловом спирте. Этиленгликоль перегоняется с водяным паром. Применение. Действие на организм. Этиленгликоль используется в технике в качестве смазки для шарикоподшипников и особенно в качестве антифриза (смеси жидкостей, применяемой для предотвращения замерзания воды, охлаждающей моторы автомобилей). Технический этиленгликоль иногда подкрашивают в винно-красный или другой цвет. Этиленгликоль может поступать в организм через пищевой канал и кожу. В связи с малой летучестью этиленгликоля только незначительные количества его могут поступать в организм с вдыхаемым воздухом. После поступления этиленгликоля в организм он действует как сосудистый и протоплазматический яд, подавляющий окислительные процессы и вызывающий дегенеративные изменения сосудов. Метаболизм. Метаболизм этиленгликоля является сложным. Основной путь метаболизма этого препарата состоит в том, что он окисляется до альдегида гликолевой кислоты НО—СН 2 —СНО, который дальше окисляется до гликолевой кислоты НО—СН 2 — СООН, разлагающейся на оксид углерода (IV) и муравьиную кислоту. Часть этиленгликоля в организме превращается в щавелевую кислоту, которая может быть причиной повреждения почек в результате отложения оксалатов в почечных канальцах. Оксид углерода (IV), как метаболит этиленгликоля, выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Остальные метаболиты и часть неизмененного этиленгликоля выделяется из организма с мочой. Выделение этиленгликоля из биологического материала. Метод выделения этиленгликоля из объектов химико-токсикологического анализа предложен Н. Б. Лапкиной и В. А. Назаренко. Этот метод основан на использовании бензола как селективного переносчика этиленгликоля из объектов в дистиллят. Бензол совместно с парами этиленгликоля и небольшим количеством водяного пара переносится в дистиллят. Вода, которая перегоняется при этом, практически содержит весь этиленгликоль. На исследование берут печень трупа, в которой после отравления содержится больше этиленгликоля, чем в других органах. При острых отравлениях этиленгликолем исследованию подвергают и желудок с содержимым. Методика изолирования этиленгликоля из биологического материала описана ниже. Для изолирования этиленгликоля пользуются аппаратом, представленным на рис. 1. К 10 г печени или содержимого желудка прибавляют 5 г кристаллической щавелевой кислоты, смесь растирают до получения тонкой кашицы, переносят в круглодонную колбу 1 вместимостью 100 мл и прибавляют 50 мл бензола. Колбу закрывают вертикально поставленным холодильником 3, снабженным приспособлением 2 для улавливания воды. Затем колбу устанавливают на водяную баню и нагревают. Пары бензола и увлекаемые им вода и этиленгликоль конденсируются в холодильнике и попадают в специальное приспособление. Поскольку в этом приспособлении (насадке) бензол (плотностью 0,879) находится сверху воды, он стекает в колбу. Вода и находящийся в ней этиленгликоль остаются в насадке. После окончания отгонки разбирают прибор и пипеткой из насадки отбирают необходимое для анализа количество жидкости. Обнаружение этиленгликоля. Для обнаружения этиленгликоля применяют цветные и микрокристаллоскопические реакции. Реакция окисления этиленгликоля периодатом и обнаружение образовавшегося формальдегида. Эта реакция основана на окислении этиленгликоля периодатом натрия или калия. В результате указанной реакции образуется формальдегид, который можно обнаружить при помощи фуксинсернистой кислоты: Рис. 1. Аппарат для обнаружения этиленгликоля. При выполнении этой реакции избыток ионов иодата и периодата связывают раствором сернистой кислоты, а затем прибавляют фуксинсернистую кислоту. Реакция формальдегида с фуксинсернистой кислотой: Фуксинсернистая кислота (реактив Шиффа) с формальдегидом дает синюю или сине-фиолетовую окраску. Для приготовления фуксинсернистой кислоты берут раствор парафуксина (I), имеющий красную окраску, прибавляют водный раствор оксида серы (IV) или пропускают газообразный SO2. При этом образуется фуксинсернистая кислота (II), не имеющая окраски. Эта кислота с альдегидами образует хиноидный краситель (III) розового цвета: Выполнение реакции. К 3—5 мл дистиллята прибавляют 5 капель 12 %-го раствора серной кислоты, 5 капель 5 %-го раствора периодата калия в 5 %- м растворе серной кислоты и взбалтывают. Через 5 мин прибавляют 3—5 капель раствора сернистой кислоты, а затем 4 капли раствора фуксинсернистой кислоты. При наличии этиленгликоля через 3—20 мин появляется красно-фиолетовая или розовая окраска. Окисление этиленгликоля азотной кислотой и обнаружение щавелевой кислоты. При многократном выпаривании этиленгликоля с азотной кислотой образуется щавелевая кислота, которая с солями кальция образует кристаллы оксалата кальция, имеющие характерную форму. Эти кристаллы в ряде случаев появляются через 2—3 суток. Реакция с сульфатом меди. От прибавления сульфата меди и щелочи к этиленгликолю образуется соединение, имеющее синюю окраску: Выполнение реакции. К 2—3 мл исследуемого раствора прибавляют 1—2 мл 10 %-го раствора гидроксида натрия и несколько капель 10 %-го раствора сульфата меди. Появление голубой окраски указывает на наличие этиленгликоля в растворе. Эту реакцию применяют для исследования этиленгликоля в технических жидкостях. Количественное определение газохроматографическим методом Количественное определение ЭГ проводится методом внутреннего стандарта, в качестве которого используется ПГ или, при его обнаружении, нбутанол. В пенициллиновом флаконе тщательно смешивают равные объемы исследуемого объекта (моча, плазма крови или извлечение из мочи, крови, внутренних органов) и внутреннего стандарта (300 мг% или 3% раствор ПГ в зависимости от содержания ЭГ в объекте исследования). 2 - 3 мкл смеси вводят в колонку газового хроматографа при описанных выше условиях разделения. Расчет концентрации ЭГ в исследуемом объекте производят по предварительно построенному калибровочному графику зависимости отношения высот пиков ЭГ и ПГ от концентрации ЭГ. При построении калибровочной кривой с использованием в качестве внутреннего стандарта 300 14 мг% раствора ПГ берут водные растворы ЭГ с концентрацией 100, 200, 300, 400 и 500 мг%; при использовании 3% раствора ПГ - водные растворы ЭГ с концентрацией 1, 2, 3, 4 и 5%. Калибровочные графики имеют вид прямой, начинающейся в точке пересечения координат. Так как указанные концентрации ЭГ укладываются в диапазон линейности (50 - 5000 мг%), то наблюдается наложение кривых. Калибровочные графики, построенные на водных растворах ЭГ, плазме крови и моче, практически совпадают между собой, что позволяет использовать для количественного определения ЭГ в моче и плазме крови калибровку по его водным растворам. В случаях проведения количественного определения в извлечениях расчет концентрации ЭГ в крови, моче и внутренних органах осуществляется по формуле: Сэг = Сэг*V*100/n*%, где: Сэг - концентрация ЭГ в крови, моче или внутренних органах, мг% (или ммоль/л); Сэг - концентрация ЭГ в водном извлечении, мг% (или ммоль/л); V - объем водного извлечения, мл; n - объем крови или мочи, взятый для определения, мл, или навеска органа, г; % - усредненный процент выхода ЭГ по методике: для мочи – 73%, для крови – 62%, для внутренних органов – 42%. Граница количественного определения - концентрация ЭГ в водном извлечении 50 мг% (8 ммоль/л).