Константы ионизации в химико-токсикологических исследованиях

/ Кондауров Г.Н. Карташова Г.С.  // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1987 — №3. — С. 28-29.

Кондауров Г.Н., Карташова Г.С. Константы ионизации в химико-токсикологических исследованиях

УДК 340. 67: 612. 014. 6

Константы ионизации в химико-токсикологических исследованиях. Кондауров Г. Н., Карташова Г. С. Судеб. -мед. экспертиза, 1987, № 3, с. 28—29.

Определение констант ионизации является важной задачей, так как с их помощью можно прогнозировать оптимальное препаративное выделение веществ в химико-токсикологических исследованиях. Измерены константы ионизации рКа методом потенциометрического титрования для ряда азотсодержащих органических оснований (АСОО), встречающихся в токсикологической практике. Показана возможность использования констант с целью максимальной экстракции АСОО в химико-токсикологических анализах.

Таблиц 2. Библиография: 7 названий.

Поступила 21.05.86

G.N. Kondaurov, G.S. Kartashova

IONISATION CONSTANTS IN CHEMICAL AND TOXICOLOGICAL INVESTIGATION

The authors determined ionisation constants by potentiometry of the series of nitrogen-containing organic bases (NCOB) which have toxicologic value. Possibility of using ionisation constants for optimal preparative NCOB isolation by extraction is analysed.

ссылка на эту страницу

Константа ионизации — мера силы кислот и оснований, характеризующаяся соотношением ионов и недиссоциированных молекул при любом значении pH [1]. Такая информация часто полезна при химико-токсикологических исследованиях, так как многие лекарственные вещества, имеющие токсикологическое значение, являются ионизирующимися соединениями. С помощью констант ионизации можно, например, прогнозировать оптимальное препаративное выделение вещества при различных значениях pH.

В литературе отсутствуют систематизированные данные по константам ионизации для многих лекарственных веществ. имеющих токсикологическое значение.

Мы поставили перед собой задачу определить значения констант ионизации для ряда азотсодержащих органических оснований (АСОО) и проанализировать применение этих констант к процессу экстракции.

Константы определяли методом потенциометрического титрования [1]. Готовили раствор 0,0001 М вещества в 25 мл дистиллированной воды и титровали его 0,1 н. раствором гидроксида калия (соли оснований) или 0,1 н. раствором соляной кислоты (свободные основания, например, амидопирин, кодеин), используя лабораторную пипетку ПЛ-01-200. Титрант добавляли десятью равными порциями по 0,1 мл из расчета по 1 мл на одну ионизирующуюся группу. После добавления каждой порции титранта измеряли значение pH универсальным иономером ЭВ-74. Каждое соединение титровали 2 раза. Константу ионизации рКа основания определяли из кривой нейтрализации на основании уравнения

pKa =pH + lg [BH+]/[B]    (1)

где Ka — константа ионизации кислоты ВН+. сопряженной основанию В. Константу находили как среднее из 9 точек, соответствующих 10, 20, 30 и т. д. до 90 % нейтрализации [1].

Константы ионизации некоторых АСОО

СоединениеРка+ΔXДанные
литературы [3, 6]

Амидопирин

5,06±0,06

5,0 [6]

Амизил

8,75±0,03

Димедрол

9,06±0,03

Дикаин

8,37±0,04

Новокаин

8,98±0,04

Дионин

8,56 ±0,03

7, 9 [3]

Кодеин

8,08 ±0,05

7. 9 [6], 7, 95 [3]

Текодин

9,04±0,03

Папаверин

5,89+0,02

5, 9 [3, 6]

Платифиллин

4,40±0,06

Пилокарпин

7,05 ±0,05

6,8 [3]

Атропин

9,60 ±0,05

9,65 [3]

Скополамин

7,66+0, 05

Гоматропин

9,98 ±0, 05

Дизопирамид

10,40±0, 04

2,75±0, 06

Хинозол

4,89±0, 04

Этакридин

10,46±0. 06

Промедол

8,85±0. 06

Эфедрин

9,67 ±0,05

9,6 [6]

Величины процента ионизации в зависимости от значений pH и рКа, рассчитанные по уравнению (2)

рКa -pН Соотношение молекулярной В
и ионизированном ВН + форм
0,050, 0/50, 0
0,238, 68/61, 32
0,428, 47/71, 53
0,620, 07/79. 93
0,813, 70/86. 30
1,09. 09/90. 91
1,25, 93/94. 07
1,43, 83/96, 17
1,62, 45/97, 55
1,81. 56/98, 44
2,00. 99/99. 01
2,20. 63/99. 37
2,40. 40/99. 60
2,60, 25/99, 75
2,80, 16/99. 84
3,00, 10/99. 90
3,50, 032/99. 97
4,00, 010/99, 99
5,00, 001/99, 99

Сравнивая полученные нами значения констант (табл. 1) с литературными данными [3, б]. можно отметить, что они либо близки по величине, либо совпадают. Для соединений с несколькими центрами основности (дизопирамид) устанавливалась последовательность их вероятной протонизации. Логично предположить, что протонизация двух центров идет в порядке убывания их основных свойств. Сопоставляя экспериментальные и рассчитанные по методу Дж. Кларка и Д. Д. Перрена [2] значения констант рКа, установили, что у дизопирамида азот с алкильными заместителями более основен (ему приписываем большее значение рКа), чем пиридиновый (ему соответствует меньшее значение рКа).

С помощью констант ионизации можно планировать оптимальные условия для выделения основания путем экстракции [5—7].

Прежде чем привести примеры, иллюстрирующие такую возможность, необходимо обратиться к уравнению (2). по которому рассчитывалось содержание неионизированного основания в процентах от общего его количества (оно складывается из равновесных концентраций ионизированной ВН+ и неионизированной В форм и принимается за 100%):

B = 100 / [1+10(pKa-pH)] (2)

На основании этого уравнения в зависимости от разных значений pH и рКа были подсчитаны величины процента ионизации АСОО (табл. 2). Эти данные (с учетом того, что АСОО экстрагируются только в неионизированной форме) могут существенно помочь в прогнозировании результатов экстракции. Так, в химико-токсикологических исследованиях при выделении АСОО из биологических объектов растворы подщелачивают аммиаком до pH 9, 5—10, 0 (рКа аммиака 9, 25), а затем экстрагируют АСОО хлороформом. Сопоставляя данные табл. 1 и 2. можно предполагать, что для платифил-лина, амидопирина, папаверина, скополамина и других АСОО с рКа<=8,0 классическая экстракция при pH 10,0 даст хорошие результаты. В случае же атропина (рКа 9,60), гоматропина (рКа 9,98), дизопирамида (рКа 10,40) ионизация существенно увеличит потери АСОО и показатели экстракции при pH 10,0 ухудшатся.

Таким образом, нами были определены константы ионизации некоторых АСОО и показана возможность их использования для экстракции веществ при определенном значении pH в химико-токсикологических исследованиях.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и основании: Пер. с англ. — М., 1964.
  2. Кларк Дж.. Перрен Д. Д. Ц Успехи химии. — 1967. — Т. 36. №2. — С. 288—311.
  3. Копылова И. Е. Разработка методов количественного определения ряда алкалоидов в лекарственном растительном сырье, субстанциях и лекформах препаратов: Дис.... канд. фарм. наук. — М., 1983.
  4. Коренман И М. Экстракция в анализе органических веществ. — М., 1977.
  5. Основы жидкостной экстракции. — М., 1981.
  6. Родионова Г. М. Разработка системы ХТС — «скрининга" лекарственных веществ применительно к судебно-химическому анализу: Дис.... канд. фарм. наук. — М., 1977.
  7. Химия экстракции. — Новосибирск, 1984.

похожие материалы в каталогах

Судебно-химические исследования

похожие статьи

К вопросу об анализе фосфорорганических пестицидов методом ТСХ / Горбачева Н.А. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №2. — С. 145-146.

Проблемные аспекты химикотоксикологического исследования психоактивных веществ / Клименко Т.В., Клевно В.А., Максимов А.В. // Судебная медицина. — 2018. — №4. — С. 36-40.

Установление наличия кала в следах на вещественных доказательствах методом восходящей тонкослойной хроматографии / Четвертнова А.П., Федоровцев А.Л., Эделев Н.С. // Судебная медицина. — 2018. — №4. — С. 30-32.

Влияние давности и температуры хранения трупной крови на показатели веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) / Эделев И.С. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №3. — С. 15-18.

Спектрофотометрическое исследование мекония и кала в следах на вещественных доказательствах / Четвертнова А.П., Федоровцев А.Л., Эделев Н.С. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №3. — С. 36-38.