ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРБОФУРАНА В РАСТИТЕЛЬНОМ БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ НА ОСНОВЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЕГО НИТРОПРОИЗВОДНОГО

Карбофуран ((О-2,3-дигидро-2,3-диметилбензофуранил-7)метилкарбамат) - это системный инсектицид и нематоцид карбаминатной структуры, используемый для защиты от вредителей кукурузы, люцерны, сорго, картофель, подсолнечник и других сельскохозяйственных культур [3, 6, 7]. Торговые наименования: фурадан, куратер, карбодан, адифур и хинуфур. Он является ингибитором холинэстеразы контактного и системного действия [2, 4, 5]. Карбофуран входил в первую десятку инсектицидов, продаваемых в Канаде в 1985 году [1]. По физическим свойствам он является бесцветным кристаллическим веществом с температурой плавления 153- 154оС. Хорошо растворим в диметилформамиде, метиленхлориде, ацетоне, ацетонитриле, умеренно растворим в этаноле и воде. Стабилен в водных растворах при pH=3; с увеличением pH стабильность карбофурана уменьшается [6, 7].
Широкое применение карбофурана в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян, его токсичность и наличие случаев летальных отравлений обусловливают необходимость его изучения в химико- токсикологическом отношении.
Известен прямой спектрофотометрический способ количественного определения карбофурана на основе светопоглощения его этанольных растворов в УФ-области спектра [8, 9]. В связи с тем, что в данном способе максимум оптической плотности приходится на длину волны 278 нм, где ещѐ имеется поглощение соэкстрактивных веществ биологического материала, а также с целью повысить чувствительность количественного анализа, в настоящей работе предложен новый способ спектрофотометрического определения растворов карбофурана после предварительного получения нитропроизводного исследуемого вещества.
Материалы и методы исследования.
Объектом исследования явилась субстанция карбофурана с содержанием основного вещества ≥ 99,9% (ГСО 7710-99, производитель НПК "БЛОК-1" (НИИХСЗР)).
Исследована зависимость степени извлечения карбофурана из модельных смесей с высушенным мелкоизмельчѐнным растительным биологическим материалом (корни одуванчика, трава пастушьей сумки, цветки календулы, листья подорожника) от количества исследуемого вещества, внесѐнного в модельную смесь. Изолирование анализируемого вещества из биоматериала осуществляли в оптимальных условиях, установленных нами ранее [9].
Предварительно готовили модельные смеси карбофурана с высушенным мелкоизмельчѐнным (размер частиц 0,2-0,5 мм) лекарственным растительным сырьѐм из расчѐта 25 мг вещества в 25 г биологического материала. Отдельно готовили контрольные образцы биологического объекта, заведомо не содержащие рассматриваемое вещество. Модельные смеси и контрольные образцы растительных тканей выдерживали в течение 90 минут при температуре 18-22 оС. По истечении указанного времени проводили двукратное изолирование карбофурана из смесей (навеска 5 г) системой растворителей ацетон-этилацетат (1:1) при соотношении изолирующего агента и биологического материала 2:1 (по массе). Продолжительность каждого настаивания составляла 30 минут. Оба извлечения, полученные из каждой модельной смеси, объединяли, точное количество объединѐнного извлечения наносили на пластины ТСХ типа «Сорбфил» с люминесцентным индикатором и хроматографировали, используя подвижную фазу гексан-ацетон в соотношении 6:4 в присутствии пятна раствора-свидетеля карбофурана. На хроматограммах в УФ-свете карбофуран обнаруживался в виде тѐмно- лиловых пятен (Rf 0,64±0,03). Элюировали анализируемое вещество из сорбента этанолом (10 мл) в течение 15 минут. Элюат испаряли досуха в фарфоровых чашках в токе воздуха при температуре 18-22 оС. К сухому остатку в каждой чашке прибавляли по 0,5 мл 10 % раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте. Реакционные смеси выдерживали в течении 5 минут при периодическом перемешивании. По истечении указанного времени в каждую чашку вносили 1 мл воды и 8,5 мл 10 % раствора гидроксида натрия. Оптическую плотность полученных окрашенных в жѐлто-оранжевый цвет растворов измеряли на спектрофотометре СФ-46 при длине волны 338 нм в кюветах с толщиной рабочего слоя 20 мм. Измерение проводили на фоне раствора, полученного в контрольном опыте. Количество карбофурана рассчитывали, используя уравнение градуировочного графика, которое имело вид: А = 0,05645 C + 0,00425, где А – оптическая плотность, С – содержание вещества в фотометрируемом растворе, мкг/мл.
Результаты исследования и их обсуждение.
Результаты определения карбофурана в мелкоизмельчѐнном растительном лекарственном сырье с использованием разработанной методики представлены в таблице.
Как свидетельствуют полученные данные, при содержании анализируемого вещества в количестве 2,5-50,0 мг в 25 г биологического объекта разработанная методика позволяет определять 88,65-89,25 % карбофурана в тканях корней одуванчика, 68,01-68,79 % в траве пастушьей сумки, 88,95-89,76 % в цветках календулы и 72,61- 73,40 % в листьях подорожника.
Открываемый минимум составляет 0,02-0,1 мг карбофурана в 100 г биологического материала. Разработанная методика спектрофотометрического определения нитропроизводного карбофурана достаточной простотой выполнения и чувствительностью. Она может быть использована для контроля содержания остаточных количеств рассматриваемого соединения в лекарственном растительном сырье.
                                                                                                                           Таблица 1

 Результаты количественного определения карбофурана в модельных смесях с растительным лекарственным сырьѐм

Выводы.
1. Предложены условия получения нитропроизводного карбофурана путѐм нитрования анализируемого соединения 10 % раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте и последующим образованием ацинитросоли.
2. На основе предложенной реакции разработана методика спектрофотометрического определения рассматриваемого соединения в различных видах лекарственного растительного сырья (надземные и подземные органы лекарственных растений).

Список литературы

1. Environment Canada/Agriculture Canada. Pesticide registrant survey 1986 report. Environment Canada, Commercial Chemicals Branch. – Ottawa, 1987. – 23 p.
2. Liu K.-H. In vitro dermal penetration study of carbofuran, carbosulfan and furathiocarb. / K.-H. Liu, J.-H. Kim // Archives of Toxicology. – 2003. – V. 77. – P. 255–260.
3. Metabolism of carbosulfan to carbofuran and to 3-hydroxy-carbofuran in orange leaves. / M.J. Trevisan, L.R.P. Trevizan, G.C. de Baptista, A.A. Franco // Revista Brasileira de Toxicologi. – 2004. – V. 17. – P. 17–22.
4. Transformation and ecotoxicity of carbamic pesticides in water. / M.R. Iesce, M. della Greca, F. Cermolal et al. // Environmental science and pollution research international. – 2006. – V. 13 (2). – P. 105-109.
5. Vasanthi D. SAC CO1 - Impact assessment of arochemicals in ecosystems (2+1) - Cafteria course. / D. Vasanthi // Department Of Soil Science & Agricultural Chemistry. - Coimbatore: TNAU, 2006. - 93 p.
6. Методические указания по определению остаточных количеств карбосульфана и его основных метаболитов - карбофурана и 3-гидроксикарбофурана в плодах яблони методом газожидкостной хроматографии. – М.: Роспотребнадзор РФ, 2005.-22 с.
7. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде: Справочник. – Т.1 / М.А. Клисенко А.А. Калинина, К.Ф. Новиков и др. – М.: Колос, 1992. – 567 с.
8. Определение карбофурана при судебно-химическом исследовании биологического материала. / В.К. Шорманов, Е.А. Коваленко, Е.П. Дурицын и др. // Судебно-медицинская экспертиза. – 2013. – № 4. – С.30- 34.
9. Шорманов В.К. Определение карбофурана в биологическом материале растительного происхождения. / В.К. Шорманов, С.Г. Галушкин, Е.П. Терских // Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". – 2013. – № 3. – С. 107-113.