БАРБИТУРОВАЯ КИСЛОТА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ

 

Токсикологическое, а следовательно, судебно-медицинское и химико-токсикологическое значение приобрели следующие пре­параты барбитуровой кислоты: барбитал (веронал) и его нат­риевое производное барбитал-натрий (мединал), фенобарбитал (люминал), гексенал, барбамил, этаминал-натрий (нембутал).

В последние годы встречаются отравления бутобарбиталом (неоналом) и бензоналом.

Изолирование барбитуратов из биологического мате­риала производится подкисленным спиртом или подкисленной, водой. При этом то один, то другой метод оказывается наибо­лее удобным для того или иного препарата барбитуровой кислоты.

Барбитуровая кислота по своему химическому строению при­надлежит к циклическим уреидам и, являясь производным мало­новой кислоты, может рассматриваться как малонилмочевина. Синтез барбитуровой кислоты осуществляется по реакции:

 

Барбитуровая кислота - кристаллическое вещество с температурой плавле­ния 245°. Растворяется в Холодной воде и особенно легко в горячей. При охлаждении из горячих водных растворов выпадает в виде кристаллов, по форме напоминающих лиру (лира по-гречески барбитос).

Атомы водорода метиленовой группы в положении 5 являются очень подвижными и способны легко замещаться радикалами, бромом, остатком азотистой кислоты и др. Замещением водоро­да в группе СН₂ различными радикалами было синтезирована большое количество барбитуратов: барбитал (первый барбиту­рат, полученный синтетически в 1881 г.), фенобарбитал, барбамил, гексенал и др. В медицинской практике из боль­шого числа производных барбитуровой кислоты применяются, лишь немногие.

Барбитуровая кислота и в несколько меньшей степени ее про­изводные    обладают    кислотными свойствами. Это объясняется

тем, что в водных растворах барбитуровая кислота существует в нескольких таутомерных формах:

 

Наличие нескольких таутомерных форм зависит от значения рН среды. Так, при рН 1,0 все барбитураты находятся в водном растворе в виде кетонной формы; при рН 9,8-10,5 - в виде мо­ноимидольной формы и при рН 13-14 - в виде диимидольной формы.

При определенных условиях все три карбонильные группы в барбитуровой кислоте могут быть превращены в енольные:

 

При взаимодействии с РОСl₃ при температуре  130-140° по­лученный   2,4,6-триоксипиримидин    может    быть    переведен    в

2,4,6-трихлорпиримидин, а затем восстановлен водородом  (цин­ковая пыль в кислой среде) в пиримидин:

 

Такое превращение сближает барбитуровую кислоту и ее про­изводные с производными пиримидина и объясняет химизм од­ной из аналитических реакций на наличие барбитуратов - реак­цию получения мурексида.

Группа ОН в ациформе барбитуровой кислоты напоминает по своим свойствам фенольный гидроксил. Водород этой группы способен отщепляться в виде иона и обусловливает кислотные свойства барбитуровой кислоты¹. Производные барбитуровой кислоты также способны к енолизации, хотя и в меньшей степе­ни (отсутствие метиленовой группы с подвижными атомами водо­рода). Этим свойством объясняется тот факт, что барбитал (5,5-диэтилбарбитуровая кислота) и фенобарбитал (5,5-фенил­этилбарбитуровая кислота) обладают в водных растворах сла­бокислой реакцией на лакмус, кислой реакцией на метиловый красный и дают солеобразные соединения: барбитал-натрий и фенобарбитал-натрий.

 

Натриевые производные барбитуратов не отличаются проч­ностью. Вследствие гидролиза водные растворы имеют щелоч­ную реакцию по фенолфталеину. При нагревании натриевых производных барбитуровой кислоты и даже просто при длитель-

ном стоянии этих растворов может произойти разрыв    кольца и разрушение барбитурата:

 

Свойства барбитуровой кислоты и се производных к кето­енольной таутометрии и способность при экстрагировании перехо­дить в кислое хлороформное извлечение и не извлекаться из щелочных растворов используются в аналитической практике, например при очистке кислых хлороформных вытяжек:

 

По физическим свойствам все интересующие в настоящее вре­мя токсикологию барбитураты являются твердыми, в большин­стве случаев кристаллическими порошками без запаха, горького вкуса.

В табл. 6 приведены некоторые данные о барбитуратах, пред­ставляющих наибольший токсикологический интерес.

Все барбитураты хорошо растворяются в щелочах, как едких, так и углекислых. В концентрированной серной кислоте барбиту­раты растворяются, давая бесцветные растворы, за исключением фанадорма (циклобарбитала - этилциклогексенилбарбитуровая кислота), растворяющегося в серной кислоте с красным окраши­ванием. При разбавлении сернокислых растворов водой барби­турат выпадает в виде осадка; форма кристаллов часто бывает специфична только для определенного вида барбитурата и пред­ставляет поэтому большой интерес для токсикологической и аналитической химии. Большинство барбитуратов хорошо рас­творимы в этилацетате, эфире, хуже в хлороформе, этиловом и метиловом спиртах.

При продолжительном кипячении со щелочами или сплавле­нии с ними все барбитураты разлагаются, выделяя при этом NH₃. При охлаждении и последующем подкислении минеральной

 

 

 

кислотой выделяется угольный ангидрид и соответствующая ор­ганическая кислота:

 

Образующаяся при разложении барбитала диэтилуксусная кислота определяется по характерному запаху.

Продуктом разложения фенобарбитала является фенилэтилук-сусная кислота, барбамила-этил-изоамилуксусная кислота. Про­дукты разложения различных барбитуратов часто обладают похожим запахом, что ограничивает возможность использования этого свойства барбитуратов для аналитических целей.

Одним из характерных свойств всех барбитуратов является их способность возгоняться без разложения, что используется иног­да в аналитической практике как в целях очистки, так и для идентификации отдельных производных.

Барбитуровая кислота легко конденсируется с азотистой кис­лотой, давая изонитрозобарбитуровую (виолуровую)  кислоту:

 

Виолуровая кислота относится к сильным кислотам. Константа диссоциации ее 1,99•10^-5. Со щелочами она дает ряд изомерных солей, интенсивно окрашенных в различные цвета (от желтого до фиолетового). С солями железа дает интенсивно синие рас­творы. Реакция взаимодействия барбитуровой кислоты с азоти­стой кислотой положена в основу метода колориметрического определения производных барбитуровой и тиобарбитуровой кис­лот.

Очистка кислого хлороформного извлечения от сопутствующих веществ может быть осуществлена: а) путем экстракции; б) возгонкой; в) с применением хромато­графии в тонком слое.

Экстракционный метод основан на способности барби­туратов в имидной форме практически не растворяться в органи-

ческих растворителях и сравнительно легко переходить в орга­нический слой в кетонной форме.

Возгонка применяется только при больших количествах барбитурата. Для возгонки часть остатка помещают на пред­метное стекло. На него же кладут стеклянное кольцо диаметром около 1,5-2 см и высотой не более 1 см с хорошо притертыми краями (газовая камера). Газовую камеру закрывают вторым предметным стеклом, охлаждаемым сверху ватным или бумаж­ным влажным тампоном. При нагревании нижнего стекла про­исходит возгонка барбитурата. Возгон осаждается на нижней поверхности верхнего стекла. Его исследуют под микроскопом и химическими реакциями.

Широкое распространение среди методов очистки барбитура­тов к настоящему времени приобрели хроматографиче­ские методы и, в частности, хроматография в тонком слое. Последняя для химико-токсикологического анализа с ус­пехом применяется за рубежом. В нашей стране вопросам при­менения хроматографии в тонком слое для очистки, разделения барбитуратов, отделения их от метаболитов и предварительной идентификации посвящены работы Н. В. Кокшаровой, Е. В. Ме-телевой, Г. Ф. Лозовой, А. В. Беловой и И. В. Волковой и др.

Чаще всего для очистки барбитуратов используют сочетание экстракции с хроматографией в тонком слое. Например, приме­няют реэкстракцию барбитуратов из «кислой» хлороформной вытяжки в 0,1 н. раствор едкого натра, а затем после подкисле­ния до рН 2,0 соляной кислотой вновь в хлороформный слой (2 порции по 20 мл). Хлороформные вытяжки объединяют, до­водят (в мерной колбе) до 50 мл и подвергают качественному и количественному анализу после хроматографирования в тонком закрепленном слое силикагеля КСК на пластинках размером 9X12 см.

Система растворителей: хлороформ -н. бутанол - 25% ам­миак 70:40:5. Длина пробега фронта растворителя-10 см; время хроматографирования 45-60 минут.

Для предварительного обнаружения барбитуратов 2 мл хло­роформной вытяжки упаривают до 0,25 мл и количественно на­носят в виде точки на стартовую линию хроматографической пластинки. На расстоянии 2 см от этой точки на ту же старто­вую линию наносят по 0,02 мл (20 мкг) метаноловых растворов барбитала, фенобарбитала и этаминала натрия - свидетели (метчики). Обнаружение на пластинке производят опрыскива­нием 0,01% раствором дифенилкарбазона в хлороформе, а затем 5% раствором HgSО₄ красно- или сине-фиолетовые пятна в зоне расположения барбитуратов¹.

Реакция взаимодействия барбитуратов с солями ртути и ди-фенилкарбазоном имеет отрицательное судебно-химическое зна-чение, т. е. при отсутствии на хроматограмме красно- или сине­фиолетовых пятен дальнейшее исследование на барбитураты не производят. При получении пятен и соответствующем значении Rf проводится повторное хроматографирование больших объемов хлороформных экстрактов из кислых растворов для дальнейшего качественного обнаружения барбитурата и его ко­личественного определения (табл. 7).

 

Для качественного анализа 10-20 мл хлороформного извле­чения упаривают до 0,5 мл и наносят на новую хроматографиче-скую пластинку в виде полосы длиной 3-4 см. Метчик 0,5-2 мл извлечения. Хроматографируют при описанных выше условиях. Часть пластинки с метчиком проявляют 0,02% раствором дифе-нилкарбазона и сульфата ртути. С другой половины пластинки параллельно проявленным пятнам снимают участок сорбента площадью 4-5 см², на фильтре промывают 5 мл смеси спирта и эфира в соотношении 1 : 1 и подвергают исследованиям на тот или иной барбитурат (ориентирует предварительное исследова­ние и соответствующее значение Rf) микрокристаллическими реакциями. Для количественного определения барбитурата ана­логичным путем подвергают хроматографированию 5-10 мл хлороформного раствора, с той только разницей, что элюирова-ние производится 2 раза по 10 мл (настаивание 5 минут) борат-ным буфером рН 10,0 (для внутренних органов трупа). Элюаты отфильтровывают под вакуумом, доводят буфером до объема 25 мл и исследуют спектрофотометрически

29.06.2015