Галогенопроизводные углеводородов

Галогенопроизводные углеводородов

Производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены галогеном.

В молекуле таких соединений может присутствовать любой из четырех галогенов: фтор, хлор, бром, йод. Иногда они присутствуют одновременно, но каждый из них оказывает свое особое влияние на химические, физические и фармакологические свойства соединения.

Физиологическое действие галогенопроизводных углеводородов обусловлено тем, что, растворяясь в жирах, они вызывают физические и коллоидные изменения в липоидах нервной ткани и тем самым вызывают анестетический эффект.

В медицине находят применение следующие препараты изз этой группы соединений - хлороформ (I), йодоформ (II), хлор-этил (III), фторотан (IV):

Как показывают формулы, два первых препарата - хлороформ и йодоформ являются производными метана; два других - хлорэтил и фторотан - производными этана. Все эти препараты являются фармакопейными.

В химическом отношении все они реакционоспособны. Галогены в их молекуле могут замещаться на различные радикалы.

Хлорэтил, хлороформ и фторотан - летучие вещества, они применяются для ингаляционного наркоза.

Хлорэтил имеет еще и ту особенность, что температура его кипения очень низкая - 12-13 °С, вследствие чего он быстро испаряется, вызывая сильное охлаждение поверхности ткани. Это дает возможность использовать его для местной анестезию при легких и кратковременных операциях (панариций и др.).

Йодоформ применяется наружно в качестве антисептического средства. Это его действие обусловлено тем, что йод в молекуле непрочно связан с углеродом, легко отщепляется и производит антисептическое действие.

Хлороформ Chloroformium

Трихлорметан

Хлороформ издавна применялся как средство для наркоза.

С этой целью его впервые применил при хирургических операциях английский врач Симпсон (1848).

В России хлороформ как средство для общего наркоза впервые применил Н. И. Пирогов.

В ГФ X приводится два препарата хлороформа: хлороформ « хлороформ для наркоза (Chloroformium pro narcosi), который специально очищен и предназначен для ингаляционного наркоза. Основное их различие в степени чистоты. Методы получения, химические свойства и реакции подлинности в равной мере относятся и к тому и к другому.

Получение. В течение долгого времени самым распространенным промышленным методом получения хлороформа служило окисление спирта хлорной известью до ацетальдегида (I), который при дальнейшем действии хлорной извести превращался в трихлорацетальдегид, или хлораль (II). Последний при действии щелочи выделяет хлороформ.

Для получения более чистого хлороформа спирт заменяют ацетоном (I), либо хлоралгидратом (2).

И в том и другом случае выделившийся хлороформ отделяют, промывают серной кислотой, сушат хлоридом кальция » перегоняют.

Наиболее современным способом получения хлороформа является электролитический способ, основанный на том же принципе, что и предыдущие методы. Исходными продуктами также служат спирт или ацетон. Спирт или ацетон смешивают с раствором хлорида калия или натрия, смесь помещают в аппарат, нагревают до 60 °С и подвергают электролизу (сила тока 3-4 А). Под действием электрического тока хлорид натрия переходит в гипохлорит и гидроксид натрия NaOCl и NaOH, которые реагируют со спиртом (или ацетоном). Схематична процесс электролиза можно изобразить следующим образом:

Полученный тем или иным способом хлороформ является техническим, который для медицинских целей не пригоден и должен подвергаться очистке.

Очистка. Первой стадией очистки хлороформа является промывание его водой путем перемешивания в течение полутора часов. После отстаивания хлороформа его сливают и добавляют к нему небольшое количество 40% формалина и концентрированной серной кислоты. После перемешивания смеси дают отстояться. Хлороформный верхний слой отделяют от нижнего (органические примеси, извлеченные серной кислотой) промывают водой, нейтрализуют остаток серной кислоты щелочью, затем перегоняют.

Отогнанный хлороформ пропускают через фильтр с прокаленным поташом и затем чистый хлороформ собирают в бутыли, куда предварительно заливают спирт в количестве 1% от массы хлороформа.

Бутыли (обычно вместимостью 15 кг) наполняют доверху. Из каждой бутыли отбирают; пробу для анализа хлороформа и установления его сортности. Очищенный таким образом хлороформ является достаточно чистым, но еще не пригодным для наркоза.

Хлороформ, предназначенный для наркоза, должен подвергаться дополнительной очистке. Для этого получают комплексное соединение хлороформа в закристаллизованном виде, 'которое при нагревании на водяной бане выделяет хлороформ, но уже более чистый. Обычно для этой цели используют тетрасалицид, т. е. ангидрид салициловой кислоты, который кристаллизуется с двумя молекулами хлороформа в виде двойной соли. Освобождающийся при нагревании тетрасалицид может быть снова использован в производстве. Полученный хлороформ должен отвечать всем требованиям ГФ X для наркозного эфира.

Обнаружение примесей. Однако, как бы хлороформ не был хорошо очищен, в нем возможны различные примеси: альдегиды, органические примеси, хлориды, свободный хлор, хлороводородная кислота, спирт, вода.

Самой опасной примесью в хлороформе, особенно в хлороформе для наркоза, является фосген, который может образовываться в препарате в результате окисления его кислородом воздуха при неправильных условиях хранения хлороформа

Этот процесс усиливается на свету и в присутствии влаги.

При наличии примеси фосгена в хлороформе среда бывает кислой вследствие образующейся одновременно с фосгеном хлороводородной кислоты. Последняя обнаруживается по соответствующему индикатору, например с бромфеноловым синим.

Примесь фосгена в хлороформе может быть открыта: а) реакцией с анилином (получается нерастворимое соединение ди-фенилмочевина).

 

который окисляется фосгеном (продукты окисления нерастворимы и вызывают помутнение раствора).

Свободный хлор может быть в качестве примеси в хлороформе как продукт разложения фосгена или при электролитическом способе получения хлороформа. Обнаруживается эта примесь добавлением раствора йодида калия, в результате чего выделяется молекулярный йод, окрашивающий крахмал в синий цвет.

В качестве консерванта к хлороформу добавляют этиловый спирт в количестве от 0,6 до 1% от массы хлороформа.

В присутствии спирта фосген обезвреживается, так как получается диэтиловый эфир угольной кислоты (соединение безвредное) .

Поэтому ГФ X требует не только качественного обнаружения спирта, но и его количественного содержания, которое не должно превышать 1% от массы хлороформа.

Для этой цели к определенному количеству хлороформа добавляют в избытке титрованный раствор бихромата калия и азотную кислоту.

Бихромат калия окисляет спирт до ацетальдегида (запах свежих яблок). Избыток дихромата калия определяется йодометрически.

Таким образом, эта реакция служит одновременно качественной пробой на спирт и используется для его количественного определения.

Испытания на примеси альдегида, фосгена и органические примеси в хлороформе для наркоза должны проводиться в определенных условиях и с большей выдержкой во времени, как этого требует ГФ X.

Хлороформ представляет собой бесцветную, прозрачную тяжелую подвижную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Он легко летуч. В воде растворяется плохо, смешивается во всех отношениях со спиртом, бензином и эфирными маслами. Температура кипения 59,5-62 °С. Плотность 1,474-1,483. Пары хлороформа не воспламеняются и не взрываются.

ГФ X не требует подтверждения подлинности препарата химическими реакциями, так как критерием его подлинности могут служить температура кипения и показатель плотности.

Но тем не менее на хлороформ можно провести ряд химических реакций, подтверждающих его подлинность.

С химической точки зрения хлороформ представляет собой трихлорзамещенное метана. Хлор в молекуле хлороформа связан с органической молекулой и не является ионогенным, поэтому открыть его раствором нитрата серебра можно только после разрушения молекулы. Это достигается действием на хлороформ раствора щелочи.

Хлороформ дает целый ряд реакций типа конденсации: цветная реакция с резорцином, реакция с анилином (образование бензоизонитрила, имеющего резкий запах) и др.

Хлороформ применяется как средство для ингаляционного наркоза. Положительным свойством его является быстрое действие и невоспламеняемость. Вместе с тем он обладает сравнительно высокой токсичностью, что значительно ограничивает его применение.

Хлороформ для наружного употребления применяется обычно в смеси со скипидаром для растирания.

Легкая способность хлороформа к окислению определяет и условия его хранения. Хранить следует с большой осторожностью в заполненных доверху и закупоренных бутылях из оранжевого стекла в прохладном месте. Хлороформ для наркоза выпускается в склянках из темного стекла вместимостью 50 мл, рассчитанных на однократное употребление. Вскрытые склянки непригодны для употребления. Через каждые 6 мес хлороформ для наркоза следует подвергать химическому анализу.

Фторотан

Фторотан Phthorothanum

 

C2HCIBrF3 Фторотан представляет собой галогенопроизводное углеводорода этана. Это прозрачная, бесцветная тяжелая, подвижная, легко летучая жидкость с запахом, напоминающим хлороформ, сладким и жгучим вкусом. Не горит и не взрывается, поэтому совершенно безопасна при операциях с применением рентгено- и электроаппаратуры.

В воде фторотан растворим мало, смешивается с безводным спиртом, эфиром, хлороформом, трихлорэтиленом и летучими и нелетучими маслами.

Как и у других препаратов ингаляционного наркоза, критерием подлинности фторотана является его температура кипения (49-51°С), величины плотности и показателя преломления.

Кроме того, в качестве реакции подлинности ГФ X рекомендует подтвердить фтор в молекуле фторотана.

Для этой цели препарат подвергается минерализации (сплавление с металлическим натрием).

Образовавшийся при этом фторид натрия NaF обнаруживают по фтор-иону с ализаринатом циркония (комплекс нитрата циркония с ализариновым красным).

При добавлении к ализаринату циркония раствора фторида натрия (в кислой среде) красно-фиолетовая окраска переходит в желтую вследствие разрушения комплекса ализарината циркония с выделением свободного ализаринового красного, окрашивающего раствор в желтый цвет.

В препарате могут быть примеси хлоридов, бромидов, свободного хлора и брома, которые определяются соответствующими аналитическими реакциями.

При действии света фторотан разлагается, поэтому хранить его следует во флаконах из темного стекла. Для стабилизации препарата к нему добавляют тимол (0,01% от массы препарата).

По силе действия фторотан превосходит хлороформ и эфир в 2 и 4 раза соответственно. Он сравнительно мало токсичен. Применяют его при различных хирургических операциях, особенно при операциях на органах грудной полости, так как он не вызывает раздражения слизистых оболочек дыхательных путей.

Применяют фторотан в смеси с кислородом или в смеси с закисью азота и кислородом, а также в виде смеси из двух частей фторотана и одной части эфира. Выпускается во флаконах из темного стекла вместимостью 50 и 250 мл.

Хранить следует, как и хлороформ, в сухом, прохладном, защищенном от света месте.

 

Йодоформ

Йодоформ Iodoformium

Трийодметан СН1а Йодоформ находит применение в медицине как антисептическое средство. В отличие от хлороформа галоген здесь связан не прочно и легко обнаруживается с раствором нитрата серебра. Эта непрочность связи галогена с молекулой и обусловливает антисептическое действие препарата.

Методы получения и исходные продукты для синтеза йодоформа те же, что и для хлороформа. Разница лишь в том, что в качестве окислителя используют обычно не хлорную известь, а гипойодид калия или натрия (KOI или NaOI).

Эти соли непрочны при обычной температуре, поэтому их получают в процессе производства в реакционном аппарате при действии свободного йода на едкую щелочь.

Далее процесс идет по той же схеме, что и в случае хлороформа.

При взаимодействии йода и щелочи выделяется одновременно с гипойодидом йодид натрия, который подвергают действию окислителя (NaOCL), чтобы перевести иод-ион I- в йод Ь. Таким образом, весь йод используется для получения йодоформа.

Йодоформ может быть также получен электролитическим методом, протекающим совершенно аналогично электролитическому методу получения хлороформа.

По физическим свойствам йодоформ представляет собой блестящие пластинчатые кристаллы лимонно-желтого цвета. Температура плавления 116-120°С (с разложением). Имеет резкий неприятный и очень навязчивый запах. Практически не растворим в воде, трудно растворим в спирте, легче - в кипящем спирте. Растворим в эфире и хлороформе. Летуч даже при обычной температуре.

Растворы йодоформа очень чувствительны к свету и воздуху и легко разлагаются. При нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты выделяются фиолетовые пары йода. Эта реакция служит для подтверждения подлинности препарата. В качестве примесей ГФ X допускает содержание хлоридов, сульфатов в пределах эталона. Не допускается содержание в препарате примесей минеральных солей, красящих веществ.

Количественно определяется аргентометрическим методом. Точную навеску препарата растворяют в спирте, прибавляют избыток титрованного раствора нитрата серебра, азотной кислоты и нагревают на водяной бане в течение 30 мин, защищая реакционную колбу от света. Выделяется осадок йодида серебра. Избыток раствора нитрата серебра оттитровывают роданидом аммония (индикатор - железоаммониевые квасцы).

ГФ X требует содержания чистого йодоформа в препарате не менее 99%.