Chương 5 - Độc Chất Học - Các Chất Hữu Cơ

Bài giảng bộ môn Độc Chất Học, giúp bạn tóm tắt được các ý chính để học một cách tốt nhất Bài giảng bộ môn Độc Chất Học, giúp bạn tóm tắt được các ý chính để học một cách tốt nhất

CHẤT HỮU CƠ PHÂN LẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẤT KÉO HƠI NƯỚC

CHƯƠNG 5

TS Võ Hồng Trung

Bộ môn Hóa sinh – Độc chất

HYDROGEN CYANID HCN

(ACID HYDROCYANIC, ACID CYANHYDRIC,

ACID PRUSSIC) & DẪN XUẤT CYANID

ĐẠI CƯƠNG Nguồn gốc cyanid

• Chủ yếu từ các nguồn nhân tạo trong môi

trường, một phần từ đốt sinh khối, núi lửa và các quá trình sinh hóa tự nhiên từ thực vật bậc cao, vi khuẩn và nấm

• Hydrogen cyanid (HCN) là chất khí được tạo thành dễ dàng do sự phối hợp giữa acid và các muối cyanid

Nguồn gốc

Công nghiệp

• Ngành mạ kim loại (nhằm nâng cao độ bền, tính

dẫn điện, và/hoặc dẫn điện của kim loại rắn), sx

chất dẻo, thủy tinh, luyện quặng.

• dd rửa hình, chất đánh bóng bạc và kim loại,

keo dán sắt do khả năng tạo thành phức hợp ổn

định với nhiều kim loại (KCN, NaCN)

• Sản phẩm phụ của sự đốt cháy plastic, gỗ, len,

các sản phẩm tổng hợp khác

• Nông nghiệp: thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt

chuột, côn trùng (etyl thiocyanat, metyl

thiocyanat)

Y học

• Thuốc kháng ung thư Laetrile (Amygdalin, 1803)

• Thuốc dãn mạch, trị cao huyết áp

Natrinitroprusside

• Hg(CN)2 dùng làm thuốc trị giang mai

Chiến tranh : Chất độc hóa học (Zyklon), thuốc

khai hoang (CaCN2).

Tự nhiên: Amygdalin và các cyanogenic

glycoside khác được tìm thấy trong hạt thực vật (hạnh nhân đắng, mơ, mận ) lá anh đào, khoai mì

(linamarin), măng tre, nấm độc

Tổng hợp hóa học

Hóa phân tích

• Rất dễ tan trong nước, cồn

• Là chất độc cực mạnh, hấp thu tốt qua nhiềuđường như da, màng nhầy, hệ tiêu hóa và hôhấp

Cơ chế gây độc

• Ức chế enzyme cytocrom oxydase , ngăn sự vận chuyển điện tử trong chuổi hô hấp tế bào

• Cyanid tạo phức với hem của cytocrom, ngăn cản sự kết hợp oxy với hem

• Tổ chức tế bào bị hủy hoại do không sử dụng được oxy của

máu

• Trung tâm hô hấp ở hành tủy bị giảm oxy nhiều nhất nên ngừng thở là nguyên nhân chủ yếu gây

tử vong

Liều độc

Đường hô hấp (HCN)

• Liều độc: 50 ppm (0,05 mg/L không khí)

>150 ppm (0,15mg/L không khí) cóthể gây tử vong

• Gây chết ngay ở nồng độ 300 ppm (0,3mg/L không khí)

• Giới hạn cho phép trong không khí nơi làm

việc : 4,7 ppm (5mg/m3)

Qua đường tiêu hóa (Cyanid)

Liều gây chết : 1,5mg/kg thể trọng

NGUYÊN NHÂN GÂY NGỘ ĐỘC

• Do tự sát hay đầu độc: (bằng HCN hay

cyanid) gây chết rất nhanh và hữu hiệu

 Ngộ độc bán cấp

• Chóng mặt, nhức đầu, nôn mửa, kích động,

bồn chồn, lo lắng nhưng vẫn tỉnh táo Sau đó xuất hiện các triệu chứng rối loạn thần kinh, co giật, dãn đồng tử, cứng hàm, ngạt thở, hạ huyết

áp, tim đập chậm, hô hấp chậm, mặt tái xám

(hội chứng cyanose), chân tay lạnh và chết sau

ĐIỀU TRỊ Điều trị không chuyên biệt

 Ngộ độc qua đường hô hấp

• Đưa khỏi môi trường nhiễm độc

• Hô hấp nhân tạo, thở oxygen 100% hay hỗn hợp

carbogen

• Trợ tim (cafein, camphor, niketamid )

• Điều trị triệu chứng: hôn mê, hạ huyết áp, co giật…

 Ngộ độc qua đường tiêu hóa

Điều trị chuyên biệt

Bộ KIT antidote của Cyanid

• Ống hít chứa amyl nitrit (0,3mL)

• Natri nitrit (IV) 300mg/10mL

• Natrithiosulfat: (Tiêm IV 5mL dung dịch 25%)

Cơ chế: Thúc đẩy sự biến đổi cyanid (CN-)

thành thiocyanat (SCN-) không độc và đào thải dễ dàng qua thận.

 CYANOKIT (Hydroxocobalamin) IV

• Vit B12a (Hydroxocobalamin) + cyanid → cyanocobalamin(vit B12) đào thải qua nướctiểu

• 4-Dimethyl aminophenol (Germany)

– Tác động nhanh và độc tính thấp hơn nitrit – Liều dùng: 3mg/kg

KIỂM NGHIỆM

 Định tính

• Phản ứng Grignard

– HCN + acid picric môi trường kiềm →

Isopurpurin có màu vàng cam

– Nhạy, đặc hiệu, phát hiện HCN trong không khí

• Phản ứng xanh phổ

Trong môi trường kiềm, cyanid phản ứng với

Fe2+ tạo phức ferriferrocyanid có màu xanh phổ

Fe4[Fe(CN)6]3

 Định lượng

• Đo quang

– Phương pháp tạo phức xanh phổ

– Phương pháp tạo màu với thuốc thử

1-p-nitrobezaldehyd/o-dinitrobenzen: rất nhạy và đặc hiệu.

• Điện cực chọn lọc ion: nhạy và chính xác cao nhưng cần trang thiết bị chuyên biệt

ETHANOL (CỒN ETYLIC)

C2H5OH

• Có trong các loại rượuthường dùng trong

sinh hoạt xã hội

• Là một dung môi rấtphổ biến được dùngtrong các phòng thí

nghiệm

DƯỢC ĐỘNG HỌC

• Hấp thu nhanh Cmax: 30-120 phút.

• Phân phối tốt vào dịch cơ thể (V phân phối 0,5-0,7

lít/kg)

• Chuyển hóa:

– Etanol bị oxy hóa thành acetaldehyd nhờ 3 enzym:

alcohol dehydrogenase (ADH) (chủ yếu ở gan và là con đường chuyển hóa chính), catalase (chủ yếu ở

não) và CYP450 (CYP2E1) (ở đường tiêu hóa, miệng) – acetaldehyd biến đổi thành acid acetic/acetat (enzym

acetaldehyd dehydrogenase (ALDH)) → chuyển hóa

thành acetyl CoA vào chu trình Krebs tạo CO2 và H2O

Trong phản ứng [O] etanol, các men vận chuyển hydro

(có vit B1, vit PP Adenin ) được sử dụng tích cực

và tiêu hao nặng viêm đa dây thần kinh do nghiện rượu.

Chuyển hóa Ethanol

Cơ chế tác động

• Ức chế hệ TKTW

do sự kết hợp trựctiếp với thụ thể acid γ-aminobutyric

(GABA) trong hệTKTW gây an thần

• Là chất đối khángvới N-methyl-D-aspartat gluctamat

• Gây tổn thương hệ tiêuhóa và hệ thần kinh, rối loạn dinh dưỡng vàchuyển hóa

– Có thể bị hạ đường huyết, đặc biệt ở trẻ em và

người giảm dự trữ glycogen.

Giai đoạn này thường kéo dài từ 2-3 giờ (say rượu) Sau đó sẽ hết nếu không uống thêm nữa (giả rượu)

Nghiện rượu: gây các biến chứng nặng

• Viêm gan, xơ gan

• Viêm dạ dày xuất huyết, viêm thực quản, viêm hành tá tràng, viêm tụy

• Tổn thương tim

• Tổn thương hệ thần kinh, viêm đa dây thần kinh: rối loạn dinh dưỡng do thiếu vitamin B1

ÐIỀU TRỊ

Ngộ độc cấp: Chủ yếu là điều trị hỗ trợ

• Hô hấp nhân tạo hay đặt ống nội khí quản nếu cần

để tăng thải ruợu qua đuờng hô hấp và ngăn ngừa biến chứng suy hô hấp.

• Gây nôn, rửa dạ dày

• Truyền dung dịch glucose ưu trương để chống hạ đường huyết.

• Ðiều trị hôn mê hay co giật nếu có

• Thẩm phân máu (khi nồng độ etanol > 400 mg% hay khi có nhiễm acid chuyển hóa)

• Ngộ độc nhẹ : để bệnh nhân ngủ ở chổ thoáng và

yên tinh Bệnh nhân sẽ hồi phục nhanh chóng

KIỂM NGHIỆM

Định tính: Phân lập mẫu thử bằng cách cất, xác định cồn etylic

• Phản ứng tạo iodoform

Trong môi trường kiềm, iod oxy hóa cồn etylic thành

acetaldehyd, sau đó thành dẫn xuất Triiodo acetaldehyd Chất này phân hủy tạo iodoform có mùi đặc biệt

2NaOH + I2  NaI + NaIO + H2O

C2H5OH + NaIO  CH3-CHO + NaI + H2O

CH3CHO + 3I2  CI3CHO + 3HI

CI3CHO + NaOH  CHI3 + HCOONa

• Phản ứng ester hóa : thành acetat etyl, Benzoat

etyl có mùi đặc biệt

Xanh lục Xanh

lơ

CỒN METYLIC (METANOL)

Phân bố: Phân bố rộng rãi vào các chất dịch

của cơ thể với thể tích phân bố là 0,6 lít/kg.

– Bước 2: Sự oxy hóa nhanh formaldehyd thành

acid formic duới tác động của formaldehyd

dehydrogenase (FLDH) huyết tương sử dụng

glutathion

– Buớc 3: Sự oxi hóa acid formic thành CO2 + H2O

Trong vài giờ đầu, nồng độ metanol trong dịch

não tủy cao hơn ở trong máu

Thải trừ

• Khoảng 3% lượng metanol đưa vào cơ thể

được đào thải qua phổi hoặc đào thải nguyênvẹn không thay đổi qua nước tiểu

• Thời gian bán hủy của metanol kéo dài 30-50 giờ khi điều trị bằng thuốc giải độc (Palatnick1995)

Cơ chế gây độc

• Methanol tích lũy rấtlâu trong cơ thể và bịoxi hóa thành

formaldehyd dưới tácđộng của alcol

dehydrogenase (ADH)

 acid formic (aldehyd formic dehydrogenase)  oxihóa thành CO2 va H2O

• Aldehyd formic liên kếtvới – NH2 của protein,

ức chế hoạt tính enzyme

• Acid formic liên kết vớicác enzyme có nhân Fe gây ức chế hô hấp tế bào(nhất TB thần kinh và

TRIỆU CHỨNG NGỘ ÐỘC

 Ngộ độc cấp

• Gây cơn say không rõ rệt như etanol

• Chóng mặt, nhức đầu, buồn ngủ, nôn, có khi ramáu, đau bụng, tiêu chảy, mặt môi tím xám,

huyết áp hạ, khó thở, đồng tử giãn, phù phổi

• Cuối cùng hôn mê, co giật, nhiệt độ hạ, chết do ngạt thở

Ngộ độc trường diễn

Rối loạn tiêu hóa, rối loạn thị giác (thần kinh bị teo, giảm thị lực, mù)

ÐIỀU TRỊ

• Ổn định tình trạng bệnh nhân cần được thựchiện trước khi tiến hành các biện pháp khác

• 3 mục tiêu chính:

– Xử lý tình trạng toan chuyển hoá

– Ức chế chuyển hoá của metanol

– Tăng cường đào thải những hợp chất chưa chuyển hóa và những chất chuyển hoá độc hại

– Rửa dạ dày không có lợi lắm vì metanol được hấp thu nhanh và toàn bộ ở ống tiêu hoá.

Rửa dạ dày bằng NaHCO3 (< 2 giờ sau khi ngộ

độc qua đường tiêu hóa)

– Chống chỉ định gây nôn bằng Ipecac do nguy cơ rơi vào hôn mê sớm.

– Than thực vật có thể hữu ích nếu nghi ngờ có thêm một độc chất khác được uống vào cùng lúc

– Ngăn chặn sự chuyển hóa của metanol: dùng

etanol (cạnh tranh enzym chuyển hóa ADH) hay fomepyzole (4-metyl pyrazol) (ức chế enzym

ADH) chậm quá trình chuyển hóa metanol cho đến khi metanol được đào thải khỏi cơ thể một

cách tự nhiên hoặc bằng thẩm phân máu.

– Ðiều trị nhiễm acid chuyển hóa bằng NaHCO3

– Tăng sự thải trừ metanol bằng acid folic (tiêm IV 1mg/kg) để thúc đẩy quá trình biến đổi acid formic thành CO2 hay thẩm phân máu

– Ðiều trị triệu chứng: thở oxy, uống các thuốc tăng

cường hô hấp hay trợ tim

Tác động của fomepizole trong điều trị ngộ độc metanol

• Phản ứng oxy hóa: oxy hóa metanol thành

formaldehyd bằng KMnO4/H3PO4, formaldehyd tạo thành được phát hiện bằng:

– Thuốc thử Marki (morphin/H2SO4) cho màu tím đỏ – Thuốc thử Schiff cho màu tím sẫm

– Tạo dẫn xuất salicylat metyl

– Phản ứng với acid cromotropic

– Phản ứng với thuốc thử Schiff

– Phản ứng với phenylhydrazin và ferricyanua

– Phản ứng với carbazon

– Phản ứng với dimethylanilin

• Ðịnh lượng bằng phương pháp sắc ký khí

Metanol trong mẫu được hoà tan trong dung dịch nền 2-propanol

và được xác định bằng phương pháp sắc ký khí, sử dụng cột nhồi

là chất cao phân tử và detector ion hoá ngọn lửa (FID).