4.1. Ксенобиотики

Актуальность. Ежегодно на Земле синтезируются десятки тысяч новых соединений. Многие из которых вовлекаются в круговорот веществ в природе. Чем шире масштабы производственной деятельности человека, тем большее влияние оказывается на биологические процессы в почве, водоемах и на суше, тем сильнее проявляются побочные и отдаленные последствия воздействия ксенобиотиков на живые организмы. Знание источников, природы, классификации, строения ксенобиотиков позволит при выявлении поллютанта определять источник его поступления, потенциальную опасность, а также возможность и направления обезвреживания загрязнения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Лабораторная работа № 5

Идентификация и классификация ксенобиотиков по цветным реакциям

Цель работы:

1. Изучить классификацию ксенобиотиков

2. Изучить специфические и неспецифические реагенты на ксе- нобиотики.

3. Провести цветные реакции на группы ксенобиотиков.

Для идентификации ксенобиотиков можно применять традиционные методы анализа органических и неорганических веществ, в частности, широко используемые цветные химические реакции. Анализ основан на цветных реакциях с реагентами (одним или не­сколькими) на активные химические группы или отдельные химические элементы в их составе. Различают специфические и неспе­цифические реагенты.

Специфические реагенты - это соединения, дающие определен­ную цветную реакцию при взаимодействии с соответствующими химическими группами.

Органические кислоты обнаруживают по наличию карбоксиль­ной группы , спирты, в том числе и многоатомные, - по спиртовой, кетоны - по кетонной, эфиры - по эфирной, амиды - по амидной, амины - по аминной, фенолы - по наличию непредельного гидроксилированного кольца в составе их молекул, фосфорорганические соединения - по наличию фосфатной группы, хлорсодержащие пестициды - по наличию атомов хлора.

Основные виды цветных химических реакций: для обнаружения многоатомных спиртов и глиголей используют тетраацетат свинца. Образуются светлые пятна на коричневом фоне хроматограммы;

для идентификации алкалоидов используется реагент Драгендорфа. При наличии алкалоидов образуются светлые пятна на ко­ричневом фоне хроматограммы;

• на аминокислоты и другие алифатические и ароматические амины используют нингидрин, при этом они обнаруживаются на хроматограмме в виде сине-фиолетовых пятен;

• фенолы проявляются с диазотированньш n-нитроанилином с желтой или оранжевой окраской. Используется также и хлорид же­леза в сочетании с феррицианидом калия, который дает нестойкое синее окрашивание;

• на соединения фосфора устойчивое темно-синее окрашивание дает молибдат аммония;

• гетероциклические соединения с n-аминобензойной кислотой в смеси с цианохлоридом калия дает окрашивание красного цвета;

• формальдегид в солянокислом растворе дает желто-коричневое окрашивание с трихлористым железом;

• нитросоединения с о-нафтиламином дают оранжевую окраску, с реактивом Грисса- малиновую;

• карбонильные соединения, содержащие свободную карбонильную группу, дают желтую окраску с 2,4-динитрофенилгидразином;

• растворы серосодержащих соединений обесцвечиваются при добавлении йодно-азидного реагента;

• стероиды с динитробензолом образуют вещества синего или фиолетового цвета.

Неспецифичные реагенты используются для цветных реакций разных классов независимо специфичности их химического состава.

• бромкрезоловый зеленый или бромтимоловый синий в смеси с гидроксидом натрия дают желтое окрашивание со всеми кислыми органическими соединениями.

• Нитрат серебра в смеси с аммиаком образует с углеводородами УФ-флуорецирующие соединения

• Пары йода кристаллического растворяются в большинстве органических соединений, окрашивая их в коричневый цвет.

• Фосформолибденовая кислота вступает в цветную реакцию с большим числом классов органических соединений, образуя темно-голубое окрашивание, устойчивое в течение длительного времени.

• Перманганат калия, подкисленный серной кислотой, дает ко­ричневое окрашивание с органическими соединениями.

Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы. Весы аналитические, сушильный шкаф, колбы мерные на 200 мл, пипетки, стаканчики для взвешивания, пробирки спиртовка, 0,1% водный раствор фенола, 0,5% водный раствор хлорида железа, 1% водный раствор эфиров азотной кислоты (нитра ты), 0,2% раствор дифениламина в концентрированной серной км слоте, 0,1% раствор нафтиламина (амины) в 3% уксусной кисло iv, 1% раствор уксусной кислоты, нингидрин (0,3 г в 100 мл n-бутанолл + 3 мл ледяной уксусной кислоты), 0,1% водный раствор трихлоруксусной кислоты, 1% раствор нитрата серебра, 1% водный paствор молибдата аммония, хлорид олова и фосфат калия - 1% рас твор в 10% растворе соляной кислоты, реактив Грисса - 4% раствор в 10% растворе уксусной кислоты, лакмусовая бумажка

Ход работы

Качественные реакции со специфическими реагентами

Провести качественные реакции со специфическими реагентами на определенную химическую группу, пользуясь перечнем цветных реакций в табл. 5.1

Таблица 5.1

Реакции со специфическими реагентами

№ п/п	Класс химических Соединений	Специфический реагент	Цветная реакция
1	Органические кислоты	Лакмусовая	Красная
2	Амины	Нингидрин	Розовая
3	Хлорсодержащие инсектициды	Азотнокислое серебро	Темная
4	Нитрозосоединения	Реактив Грисса	Малиновая
5	Эфиры азотной кислоты	Дифениламин	Желтая, синяя
6	Фенолы	Хлорное железо	Фиолетовая
7	Фосфорсодержащие соединения	Молибдат аммония	Синяя

Для проведения анализа 1 мл исследуемого раствора поместить в пробирку и добавить несколько капель реагента. Наблюдать появление специфичной окраски. Получить у преподавателя растворы трех неизвестных ксенобиотиков, провести цветные реакции со специфичными реагентами, установить наличие соответствующих химически активных групп и определить класс вещества, к которо­му относится исследуемый ксенобиотик.

Оформление работы Результаты работы оформить в виде табл. (5.2), написать уравнения реакций, определить класс ксенобиотика, возможные источники и последствия его воздействия на организм человека и ОС.

Реакции с неспецифичными реагентами

Идентифицировать ксенобиотики по цветным реакциям с серной кислотой. Для выполнения задания 1 каплю каждого ксенобиотика (задание 1) поместить на предметное стекло и подсушить над пламенем спиртовки. После этого нанести на предметное стекло в то же место пипеткой капельку концентрированной серной кислоты и подогреть над пламенем спиртовки. Изменения рассмотреть под микроскопом.

Идентифицировать ксенобиотики по цветным реакциям со щелочным раствором бромтимолового синего. Поместить в пробирки по 1 мл каждого ксенобиотика, прилить по 4-5 капель бромтимолового синего. Наблюдать изменения окраски.

Получить у преподавателя контрольную пробу, провести анализ с неспецифическим реагентом, определить класс веществ, к которому относится ксенобиотик.

Оформление работы Результаты работы оформить в виде табл. 4.4, зарисовать микроскопическое изображение ксенобиотика до введения серной кислоты и после него. В выводах проанализировать избирательность действия неспецифичных реагентов

Таблица 5.2 Результаты определения ксенобиотика неспецифическими реагентами

№ п/п	Класс хим. соединения	ксенобиотик	Операция 1	описание изменений	Рисунок	Операция 2	описание изменений	Рисунок	Выводы