Глава V. Ядовитые и сильнодействующие вещества, изолируемые из биологического материала подкисленным этиловым спиртом или подкисленной водой

В настоящее время наиболее многочисленную группу ядовитых и сильнодействующих веществ составляют алкалоиды, их синтетические аналоги и некоторые другие вещества, для изолирования которых из биологического материала применяют этиловый спирт или воду, подкисленные соответствующими кислотами.

На первом этапе развития судебной (токсикологической) химии основными объектами исследования были органы трупов лиц, отравленных «металлическими ядами» и препаратами, полученными из ядовитых растений (настойками, отварами, экстрактами и др.). Химический состав этих препаратов долгое время был не изучен.

В 1806 г. Ф. Сертюрнер из опийного мака получил морфин, который был первым алкалоидом, выделенным из растений в чистом виде. Затем в первой половине XIX ст. из растений были выделены и другие алкалоиды (хинин, никотин, атропин, аконитин, теобромин, гармин и др.). К тому времени методы выделения алкалоидов из органов и тканей трупов были не разработаны.

§ 1. Развитие методов выделения алкалоидов и других азотистых оснований из биологического материала

В 1823 г. Лассань предложил метод выделения морфина из органов трупов. Это был первый метод выделения алкалоидов, предложенный для целей судебно-химического анализа. Согласно этому методу, биологический материал, подлежащий исследованию на наличие алкалоидов, непродолжительное время кипятят с водой, а затем фильтруют. Полученную водную вытяжку выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в этиловом спирте. Спиртовой раствор сухого остатка используют для обнаружения алкалоидов. М. Ж. Орфилла применил метод Лассаня для выделения ряда других алкалоидов из объектов биологического происхождения.

Метод выделения алкалоидов из биологического материала, предложенный Лассанем, имел ряд существенных недостатков. Основания большинства алкалоидов не растворяются в воде и не выделяются из биологического материала при помощи этого метода. Сухие остатки алкалоидов, выделенных из биологического материала по Лассаню, как правило, содержат большое количество примесей, мешающих обнаружению исследуемых веществ при помощи соответствующих реакций.

Изолирование алкалоидов подкисленным спиртом. Первый метод изолирования алкалоидов из биологического материала подкисленным спиртом в 1851 г. предложил Ж. С. Стас. Для подкисления этилового спирта он применил щавелевую и винную кислоты. Однако он не производил очистку вытяжек из биологического материала от примесей. Способ очистки спиртовых вытяжек, полученных по методу Стаса, в 1856 г. предложил Ф. Отто. Для очистки кислых алкалоидных вытяжек он применил метод экстракции примесей диэтиловым эфиром. Метод Стаса, модифицированный Ф. Отто, в литературе получил название метод Стаса — Отто. Согласно этому методу, биологический материал несколько раз настаивают с этиловым спиртом, подкисленным щавелевой кислотой. Полученные кислые спиртовые вытяжки сливают с твердых частиц биологического материала и фильтруют. Профильтрованные спиртовые вытяжки упаривают до густоты сиропа, прибавляют абсолютный (или 96°) этиловый спирт, осаждающий примеси белковых и других веществ в виде хлопьев. Эти хлопья отфильтровывают. Фильтр промывают этиловым спиртом. Фильтрат и этиловый спирт, взятый для промывания фильтра, соединяют и снова выпаривают до густоты сиропа, а затем примеси осаждают этиловым спиртом. Эту операцию повторяют несколько раз (до тех пор, пока из сиропообразной жидкости не прекратится осаждение примесей этиловым спиртом). Кислые спиртовые вытяжки, из которых осаждены белковые и другие вещества, разбавляют водой и взбалтывают с диэтиловым эфиром, в который переходят примеси, неосаждаюшиеся абсолютным этиловым спиртом. Освобожденные таким образом от примесей кислые спиртовые вытяжки из биологического материала подщелачивают карбонатом натрия или аммиаком и взбалтывают с диэтиловым эфиром, в который переходят алкалоиды. Эфирные вытяжки выпаривают, а в полученных остатках определяют наличие алкалоидов.

Метод Стаса — Отто на протяжении многих десятилетий подвергался различным модификациям. Эти модификации касаются выбора кислот и щелочей, применяемых при выделении алкалоидов из биологического материала, способов очистки вытяжек от примесей и т. д. Для подкисления этилового спирта вместо щавелевой кислоты предложены винная, серная, соляная и уксусная кислоты. Для подщелачивания алкалоидных вытяжек, из которых экстрагируют алкалоиды, предложены гидроксид натрия и гидроксид бария. Вместо диэтилового эфира для экстракции алкалоидов из подщелоченных вытяжек предложены хлороформ, бензол, амиловый спирт и другие несмешивающиеся с водой органические растворители.

Изолирование алкалоидов подкисленной водой. В 1856 г. С. Макадам для изолирования алкалоидов из биологического материала применил воду, подкисленную щавелевой кислотой. Для очистки полученных вытяжек он использовал активированный уголь. Воду, подкисленную щавелевой кислотой, для изолирования алкалоидов из пищевых продуктов растительного происхождения в 1943 г. применили М. Д. Швайкова и А. В. Степанов. В 1949 г. А. А. Васильева использовала принцип метода М. Д. Швайковой и А. В. Степанова для изолирования алкалоидов из органов трупов водой, подкисленной щавелевой кислотой.

Согласно методу А. А. Васильевой, трупный материал измельчают и заливают водой, подкисленной щавелевой кислотой. Вытяжку процеживают через марлю. Процеженную кислую водную вытяжку взбалтывают с хлороформом, который отделяют от водной фазы. После этого кислую водную вытяжку подщелачивают и взбалтывают с хлороформом. В хлороформной вытяжке определяют наличие алкалоидов.

Фильтрование вытяжек из биологического материала согласно методу А. А. Васильевой не производится. Процеженные через марлю кислые водные вытяжки являются мутными, загрязненными не только растворимыми в воде примесями, но и мелкими частицами биологического материала. Степень кислотности смеси биологического материала и подкисленной воды контролируется только по лакмусу. Определение рН кислых и подщелоченных вытяжек из биологического материала не производится.

Воду, подкисленную соляной кислотой, для изолирования алкалоидов из биологического материала предложили Усляр и Эрдман в 1861 г. Позднее для подкисления воды были предложены фосфорная, винная, уксусная и другие кислоты.

В 1865 г. Г. Драгендорф для выделения алкалоидов из биологического материала предложил метод, основанный на изолировании этих веществ водой, подкисленной серной кислотой. Согласно методу Г. Драгендорфа, измельченные органы трупов 2—3 раза настаивают в воде, подкисленной серной кислотой. Каждый раз настаивание производится в течение нескольких часов при нагревании до 40—50 °С. Полученные после каждого настаивания кислые водные вытяжки из биологического материала сливают, соединяют, процеживают и выпаривают до густоты сиропа. К сиропообразному остатку прибавляют этиловый спирт и настаивают в течение 24 часов, а затем отфильтровывают образовавшийся осадок. Фильтрат нагревают до улетучивания этилового спирта. После этого к фильтрату прибавляют воду. Полученную кислую водную вытяжку взбалтывают с петролейным эфиром, затем с бензином, хлороформом и снова с петролейным эфиром. Вытяжки, полученные с помощью указанных органических растворителей, исследуют на наличие теобромина, наркотина, папаверина, бруцина и других алкалоидов. Затем кислые водные выгяжки подщелачивают аммиаком до щелочной реакции (по лакмусу). Из подщелоченных вытяжек последовательно экстрагируют алкалоиды бензином и амиловым спиртом. Пользуясь этим методом, при нагревании биологического материала с раствором серной кислоты в вытяжки переходит значительное количество примесей, являющихся продуктами гидролиза белковых веществ. В этих условиях отдельные алкалоиды, представляющие собой сложные эфиры (атропин, скополамин, кокаин и др.), могут подвергаться гидролизу.

Первые методы изолирования ядовитых веществ из биологического материала подкисленным этиловым спиртом и подкисленной водой, предложенные вначале второй половины XIX ст., применялись только для выделения алкалоидов. В то время химия синтетических азотсодержащих фармацевтических препаратов основного характера (аналогов алкалоидов) была только в начальной стадии развития. Поэтому синтетические фармацевтические препараты не применялись в медицине и не были причиной отравлений. Начиная с конца XIX ст. в медицинскую практику все больше начали внедряться синтетические фармацевтические препараты, отдельные представители которых в ряде случаев были причиной отравлений. Для выделения этих синтетических препаратов из биологического материала специальные методы не разрабатывались, а применялись методы, ранее предложенные для исследования алкалоидов.

Все описанные выше методы выделения алкалоидов из биологического материала имеют ряд недостатков. Согласно этим методам, изолирование алкалоидов и синтетических азотсодержащих ядовитых веществ основного характера производилось без учета влияния рН извлекающих жидкостей (подкисленного этилового спирта или подкисленной воды) на степень выделения исследуемых веществ из биологического материала. Не учитывалось влияние рН среды на экстракцию примесей из алкалоидных вытяжек и на экстракцию алкалоидов и их синтетических аналогов из предварительно очищенных вытяжек. Выбор органических растворителей для экстракции примесей, переходящих из биологического материала в вытяжки, а также для экстракции алкалоидов и других веществ из вытяжек производился эмпирически.