Константы ионизации в химико-токсикологических исследованиях
/ Кондауров Г.Н., Карташова Г.С. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1987 — №3. — С. 28-29.
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.
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
| Соединение | Рка+ΔX | Данные 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 |
|---|---|
| 0,0 | 50, 0/50, 0 |
| 0,2 | 38, 68/61, 32 |
| 0,4 | 28, 47/71, 53 |
| 0,6 | 20, 07/79. 93 |
| 0,8 | 13, 70/86. 30 |
| 1,0 | 9. 09/90. 91 |
| 1,2 | 5, 93/94. 07 |
| 1,4 | 3, 83/96, 17 |
| 1,6 | 2, 45/97, 55 |
| 1,8 | 1. 56/98, 44 |
| 2,0 | 0. 99/99. 01 |
| 2,2 | 0. 63/99. 37 |
| 2,4 | 0. 40/99. 60 |
| 2,6 | 0, 25/99, 75 |
| 2,8 | 0, 16/99. 84 |
| 3,0 | 0, 10/99. 90 |
| 3,5 | 0, 032/99. 97 |
| 4,0 | 0, 010/99, 99 |
| 5,0 | 0, 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
- Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и основании: Пер. с англ. — М., 1964.
- Кларк Дж.. Перрен Д. Д. Ц Успехи химии. — 1967. — Т. 36. №2. — С. 288—311.
- Копылова И. Е. Разработка методов количественного определения ряда алкалоидов в лекарственном растительном сырье, субстанциях и лекформах препаратов: Дис.... канд. фарм. наук. — М., 1983.
- Коренман И М. Экстракция в анализе органических веществ. — М., 1977.
- Основы жидкостной экстракции. — М., 1981.
- Родионова Г. М. Разработка системы ХТС — «скрининга" лекарственных веществ применительно к судебно-химическому анализу: Дис.... канд. фарм. наук. — М., 1977.
- Химия экстракции. — Новосибирск, 1984.
похожие статьи
Особенности распределения 2,4- и 2,6-ди-трет-бутилгидроксибензола в организме теплокровных животных / Шорманов В.К., Цацуа Е.П., Асташкина А.П. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 2019. — №1. — С. 36-42.