Судебнохимическое обнаружение барбитуратов превращением их в изонитрозобарбитуровую кислоту

Судебнохимическое исследование барбитуратов разработано еще недостаточно. Применяемые общие реакции неспецифичны.

Мы поставили перед собой задачу разработать методику общей реакции на барбитураты, которая была бы специфичной и доказательной. Положительный результат ее должен показывать присутствие производных барбитуровой кислоты, что очень важно при судебнохимическом исследовании.

Известно, что общей и наиболее характерной для барбитуратов частью молекулы является остаток барбитуровой кислоты. Следовательно, получение барбитуровой кислоты из ее производных и явилось бы наиболее доказательной реакцией на барбитураты, отвечающей вышеназванным требованиям.

Это удобно еще и потому, что для идентификации барбитуровой кислоты имеется специфичная и чувствительная реакция образования изонитрозобарбитуровой кислоты, растворы которой окрашены в пурпурный цвет, переходящий в интенсивно синий при добавлении кристаллика сернокислого закисного железа.

Устойчивость пиримидинового кольца пуриновых алкалоидов к окислению при выполнении мурексидной реакции позволила нам предположить, что аналогично должно вести себя и пиримидиновое кольцо барбитуратов. Следовательно, в определенных условиях при окислении барбитуратов возможно образование аллоксана.

Исследованиями Гоубена (Houben) доказано, что барбитураты трудно поддаются восстановлению. Так, из целого ряда производных барбитуровой кислоты ему удалось восстановить лишь веронал в 2-дезоксиверонал, применив для этого электролитическое восстановление.

Сказанное выше дает основание предполагать, что при восстановлении продукта окисления барбитуратов будет восстанавливаться карбонильная группа при С5, в результате чего образуется барбитуровая кислота. Таким образом, дальнейшее исследование должно сводиться к доказательству ее присутствия.

Продукт, полученный на второй стадии реакции, выделяли, подвергали очистке и исследованию. При этом температура плавления его оказалась равной 243—245°, а молекулярный вес, вычисленный по эбуллиоскопическому методу, — 163, 67. Вещество хорошо растворяется в горячей воде и плохо в холодной.

Результат физического исследования наряду с характерными химическими реакциями дает основание предполагать, что на второй стадии была получена барбитуровая кислота.

Реакция изучена на барбитуратах и других веществах, которые могут присутствовать в кислом извлечении, а также на веществах, имеющих сходные с барбитуратами группировки атомов.

Результаты исследования приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, реакция специфична на барбитураты. Даже пуриновые алкалоиды, имеющие в своей молекуле пиримидиновое кольцо, не дают реакцию по предлагаемой методике.

Среди исследованных барбитуратов реакция образования изонитрозобарбитуровой кислоты отрицательна с гексеналом. По-видимому, это объясняется тем, что в гексенале один из водородов при азоте замещен метальной группой, а следовательно, из него не может быть получена барбитуровая кислота по данной методике. Возможно также, что метальная группа в процессе окисления претерпевает такие изменения, которые меняют химические свойства гексенала.

С помощью предлагаемой реакции нам удавалось открыть до 0, 5—0, 8 мг барбитурата. Было замечено, что чем меньше молекулярный вес барбитурата, тем меньшее количество его можно открыть.

При малых количествах производных барбитуровой кислоты образования синего раствора может не наблюдаться. В этом случае

Наше предположение практически полностью подтвердилось. Из барбитуратов была получена барбитуровая кислота.

Реакцию проводили в 4 стадии. На первой стадии производилось окисление барбитурата. Для этой цели были использованы различные окислители, однако лучшие результаты наблюдались при окислении пергидролем в присутствии хлористого аммония.

В процессе реакции ощущался раздражающий запах.

Вторая стадия заключается в восстановлении полученного продукта окисления. Для этой цели применяли водород, вытесненный из кислоты металлом и из воды натрием во влажном эфире, раствор формальдегида, раствор сульфида натрия, а также сернистый натрий. Лучшие результаты получены при восстановлении сульфидом натрия.

Третья стадия реакции состоит в конденсации образовавшейся барбитуровой кислоты с азотистой кислотой. При этом образуется изонитрозобарбитуровая кислота, которая окрашивает раствор в пурпурный цвет.

Четвертая, последняя, стадия реакции заключается во взаимодействии изонитрозобарбитуровой кислоты и соли сернокислого закисного железа. При этом раствор окрашивается в интенсивно синий цвет. Так как реакция на этой стадии может протекать в слабокислой среде, когда вещество находится в кетонной форме, мы полагаем, что образование соли происходит за счет оксимной группы.

 

Продукт, полученный на второй стадии реакции, выделяли, подвергали очистке и исследованию. При этом температура плавления его оказалась равной 243—245°, а молекулярный вес, вычисленный по эбуллиоскопическому методу, — 163,67. Вещество хорошо растворяется в горячей воде и плохо в холодной.

Результат физического исследования наряду с характерными химическими реакциями дает основание предполагать, что на второй стадии была получена барбитуровая кислота.

Реакция изучена на барбитуратах и других веществах, которые могут присутствовать в кислом извлечении, а также на веществах, имеющих сходные с барбитуратами группировки атомов.

Результаты исследования приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, реакция специфична на барбитураты. Даже пуриновые алкалоиды, имеющие в своей молекуле пиримидиновое кольцо, не дают реакцию по предлагаемой методике.

Среди исследованных барбитуратов реакция образования изонитрозобарбитуровой кислоты отрицательна с гексеналом. По-видимому, это объясняется тем, что в гексенале один из водородов при азоте замещен метальной группой, а следовательно, из него не может быть получена барбитуровая кислота по данной методике. Возможно также, что метальная группа в процессе окисления претерпевает такие изменения, которые меняют химические свойства гексенала.

С помощью предлагаемой реакции нам удавалось открыть до 0,5—0,8 мг барбитурата. Было замечено, что чем меньше молекулярный вес барбитурата, тем меньшее количество его можно открыть.

При малых количествах производных барбитуровой кислоты образования синего раствора может не наблюдаться. В этом случае заметны лишь синие струйки или синий ореол вокруг кристалла сернокислого железа.

Большой избыток нитрита натрия мешает проведению реакции, так как в кислой среде он способствует окислению двухвалентного железа до трехвалентного.

Таблица 1

Изучение специфичности обнаружения барбитуратов по образованию изонитрозобарбитуровой кислоты

Наименование препарата	Окрашивание раствора после прибавления
	нитрита натрия	сернокислого закисного железа
Антифебрин
Барбамил	Пурпурное	Интенсивно синее
Бромурал	—	—
Бензойная кислота	—	—
Веронал	Пурпурное	Интенсивно синее
Гексенал	—	—
Кофеин	—	—
Диуретин	—	—
Люминал	Пурпурное	Интенсивно синее
Нембутал	»	» »
Мочевая кислота	—	—
Медина л	Пурпурное	Интенсивно синее
Салициловая кислота	—	—
Сахарин	—	—
Сантонин	—	—
Тиопентал-натрий	Пурпурное	Интенсивно синее
Фенацетин	—	—

Примечание. Количество вещества, взятого для исследования, составляло 10 мг.

Для изучения влияния свежего и загнившего биологического материала на течение реакции нами был поставлен ряд опытов.

Печень и почки оставляли на разные сроки для загнивания, после чего биологический материал измельчали, смешивали с барбитуратами и оставляли на 24 часа. По истечении указанного времени барбитураты изолировали подкисленным спиртом. После осаждения белков жидкость экстрагировали эфиром. Остаток после испарения органического растворителя исследовали на наличие производных барбитуровой кислоты с помощью предлагаемой реакции. Одновременно ставили контрольные опыты, в которых барбитураты к биологическому материалу не прибавляли.

Результаты исследования приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что реакция может быть использована для обнаружения барбитуратов, выделенных из свежего и загнившего биологического материала. Частичное загрязнение исследуемого остатка продуктами распада материала не препятствует течению реакции. Было замечено, что после первой стадии реакции выделенные из биологического материала барбитураты оказываются значительно очищенными. По-видимому, это происходит за счет частичного окисления и улетучивания примесей.

В контрольных опытах, а также в тех случаях, когда к биологическому материалу прибавляли гексенал, реакция была отрицательной.

Для обнаружения барбитуратов при судебнохимических исследованиях мы предлагаем следующую методику, основанную на образовании идонитрозобарбитуровой кислоты и ее соли. Эфирные или хлороформные извлечения из кислого экстракта собирают в фарфоровую чашку. После испарения органического растворителя к остатку добавляют 0, 04 г хлористого аммония в 10 мл пергидроля. Чашку помещают на кипящую водную баню и нагревают до получения сухого остатка. В процессе нагревания жидкость периодически перемешивают вращательными движениями, чтобы смыть налет, образующийся на ее стенках.

Таблица 2

Обнаружение барбитуратов в биологическом материале

Объект исследо­вания	Время хране­ния биологи­ческого матери­ала (в днях)	Добав­лено барби­ту­рата (в мг)	Резуль­тат реак­ции
			пур­пур­ное окра­ши­ва­ние	си­нее окра­ши­ва­ние
Печень свежая	2	Веронал, 25	+++	+++
» »	2	—	—	—
» в начальной стадии гниения	5	Барба­мил, 31		+++
Почка в начальной стадии гниения	7	Люми­нал, 23	—	+++
Печень загнившая	14	Гексе­нал, 46	—	—
» »	15	—	—	-
» сильно загнившая	23	Тиопен­тал, 34	++	+++
То же	28	Веро­нал, 18		++
» »	29	—	—	—

Условные обозначения: +++ резко положительный результат реакции, ++ положительный, + слабо положительный, — отрицательный.

Примечание. Навеска печени равнялась 100 г.

 

Не снимая чашку с водяной бани, остаток растворяют в 1—2 мл дистиллированной воды. К полученному раствору прибавляют по каплям свежеприготовленный раствор сульфида натрия ¹ до желтоватой окраски, не исчезающей на протяжении одной секунды. Обычно для этой цели расходуют 4—6 капель реактива. Полученную мутную жидкость нагревают полминуты на кипящей водяной бане и добавляют к ней около 0,1 г кристаллического нитрита натрия и по каплям 7% раствор соляной кислоты до тех пор, пока pH раствора не станет равным 3—4 ².

Жидкость нагревают в течение 3 минут, при этом pH ее поднимается до 6. Если в исследуемом растворе содержится 5—10 мг барбитуратов, он окрашивается в пурпурный или розовый цвет. При меньших количествах производных барбитуровой кислоты окрашивания раствора на этой стадии может не наблюдаться.

Чашку снимают с водяной бани, жидкость охлаждают и прибавляют к ней по каплям 5% раствор едкого натра до слабо щелочной среды. Жидкость фильтруют через маленький сухой фильтр. При внесении в полученный раствор кристаллика сернокислого закисного железа он окрашивается в интенсивно синий цвет. При малых количествах барбитуратов наблюдаются синие струйки вокруг кристалла.

Выводы

1. Предложена новая, общая специфичная реакция обнаружения производных барбитуровой кислоты, основанная на образовании изонитрозобарбитуровой кислоты. Растворы ее окрашены в пурпурный цвет, а железная соль — интенсивно синий цвет.

2. Реакция может быть использована для доказательства барбитуратов при судебнохимических исследованиях и в практике аналитических лабораторий.

 

¹ Для приготовления реактива 4 г осажденной серы кипятят 10 минут с 100 мл 2% раствора едкого натра. Горячую жидкость фильтруют.

² Для определения pH среды мы применяли универсальную индикаторную бумагу производства ГДР — Feinchemie Sbnitz (Sachsen).