ИЗОЛИРОВАНИЕ ДИМЕТОАТА ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Диметоат (О,О-диметил-S-(N-метилкарбамоилметил)-дитиофосфат, торговые наименования - БИ-58, перфектион, рогор, роксион, фостион ММ, фосфамид, данадим) является фосфорорганическим производным карбаминовой кислоты и по физическим свойствам является белым кристаллическим веществом с температурой плавления 51–52оС. Диметоат легко растворяется во многих органических растворителях (ацетоне, дихлорэтане, хлороформе, метаноле), трудно в петролейном эфире и лигроине. Растворимость в воде при комнатной температуре равна 39 г/л. В кислой среде (рН = 1-5) диметоат устойчив к гидролизу, в щелочной быстро разлагается [5]. Термически нестоек и при нагревании изомеризуется [1, 3].
Диметоат широко используется в сельском хозяйстве для защиты сельскохозяйственных угодий от вредителей. Токсичен для теплокровных животных и человека. Как и другие фосфорорганические инсектициды, диметоат воздействует на холинэстеразу – фермент, являющийся передатчиком нервного импульса. Происходит связывание холинэстеразы, в результате она теряет свою активность и не может вызывать гидролиз ацетилхолина. Если холинэстераза блокируется пестицидом, то свободный ацетилхолин накапливается в синаптической щели, нарушается нормальное прохождение нервных импульсов, возникает тремор (судорожная активность мышц), переходящий в паралич [2, 4]. Обладает слабовыраженными кумулятивными и хорошо выраженными кожно-резорбтивными свойствами, инактивирует холинэстеразу.
Широкое применение диметоата в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян, его токсичность и наличие случаев летальных отравлений обусловливают необходимость его изучения в химико- токсикологическом отношении.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования являлась субстанция диметоата (производитель – «BASF») с содержанием основного вещества не менее 99%.
Изучены особенности изолирования диметоата из растительного биологического материала бинарной системой растворителей метиленхлорид-ацетон в соотношении 8:2 по объёму.
Предварительно готовили модельные смеси диметоата с высушенным мелкоизмельчённым (размер частиц 0,2-0,5 мм) биоматериалом лекарственных растений из расчёта 25 мг вещества в 25 г биологической ткани. 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 18-22оС. По истечении указанного времени проводили двукратное изолирование диметоата из смесей (навеска 5 г) при соотношении изолирующего агента и биологического материала 2:1 (по массе). Продолжительность каждого настаивания - 30 минут. Оба извлечения, полученные из каждой модельной смеси, объединяли, точное количество объединённого извлечения наносили на пластины ТСХ типа «Сорбфил» с люминесцентным индикатором и хроматографировали, используя подвижную фазу гексан-ацетон в соотношении 5:5 в присутствии пятна раствора-свидетеля диметоата. На хроматограммах в УФ-свете исследуемое вещество обнаруживалось в виде тёмно-лилового пятна (Rf 0,63±0,03). Элюировали диметоат из сорбента этанолом (10 мл) в течение 15 минут. Оптическую плотность полученного элюата измеряли на спектрофотометре СФ-56 при длине волны 230 нм в кювете с толщиной рабочего слоя 10 мм на фоне элюата, полученного при исследовании контрольного образца растительного биоматериала. Количество диметоата, перешедшее в извлечение, рассчитывали, используя уравнения градуировочного графика, который имел вид: А = 0,006168 • C + 0,063382, где А – оптическая плотность, С – содержание вещества в фотометрируемом растворе, мкг/мл.
Изучена зависимость степени извлечения исследуемого соединения из биологического материала лекарственных растений системой растворителей метиленхлорид-ацетон (8:2) от кратности настаивания и количественного соотношения изолирующего агента и растительной ткани. При этом на анализ брали по 5 г каждой искусственной смеси или контрольного образца биологического материала. Каждую искусственную смесь параллельно с контрольным образцом настаивали с той или иной массой изолирующего агента (5-20 г) четырёхкратно. Продолжительность отдельного настаивания составляла 30 минут. Определенное количество каждого извлечения хроматографировали на пластинах типа «Сорбфил» и проводили определение диметоата после его обнаружения на хроматограммах методом УФ-спектрофотометрии в соответствии с вышеописанной методикой.
Изучена зависимость степени извлечения от продолжительности контакта изолирующей жидкости и высушенной мелкоизмельчённой растительной ткани. При этом порции искусственных смесей или контрольных образцов ткани растений (по 5 г каждая) двукратно настаивали с порциями системы растворителей метиленхлорид-ацетон (8:2) по 10 г каждая в течение определенного времени (15, 30, 45, 60 или 75 минут). Отдельные извлечения, полученные при одинаковой продолжительности настаивания, объединяли. В каждом случае часть объединённого извлечения наносили на линию старта пластины типа «Сорбфил», хроматографировали, обнаруживали диметоат и определяли его по приведённой выше схеме.
Исследована зависимость полноты извлечения диметоата из модельных смесей с высушенным мелкоизмельчённым растительным биологическим материалом надземных (трава пастушьей сумки, цветки календулы, трава хвоща) и подземных (корни одуванчика) частей лекарственных растений.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследования зависимости полноты извлечения рассматриваемого вещества от массового соотношения изолирующего агента из модельных смесей с растительным биологическим материалом, а также от кратности изолирования (n=5; Р=0,95) показывают, что для достаточно полного извлечения диметоата необходимо по крайней мере двукратное настаивание биообъекта с изолирующим агентом при условии, что количество изолирующей жидкости в каждом случае должно превышать количество биологического материала как минимум в два раза по массе.
Как свидетельствуют полученные данные, оптимальное время контакта растительного биологического объекта с системой растворителей метиленхлорид-ацетон (8:2) составляет 30 минут.
Результаты изучения зависимости степени извлечения диметоата из высушенных надземных и подземных частей лекарственных растений от содержания рассматриваемого вещества в биологическом материале представлены в таблице.
Как свидетельствуют полученные данные, увеличение содержания диметоата в модельных смесях в интервале концентраций от 0,50 до 10,00 мг при постоянной массе навесок высушенных тканей корня одуванчика, травы пастушьей сумки, цветков календулы и травы хвоща (по 5,00 г) сопровождается лишь незначительным изменением значений степени извлечения, не превышающим 1,2%. Это позволяет предположить, что взаимодействие

                                                                                                                            Таблица 1

 Результаты определения диметоата в модельных смесях с лекарственными растениями в зависимости от количества анализируемого вещества, внесённого в биоматериал молекул диметоата со структурными элементами биологических тканей растительного происхождения не приводит к образованию достаточно
прочных связей.

Выводы
1. Установлены оптимальные условия изолирования диметоата из растительного биологического материала смесью растворителей метиленхлорид-ацетон (8:2).
2. Для идентификации и количественного определения исследуемого вещества в биологических объектах растительного происхождения предложены методы ТСХ и электронной спектрофотометрии.
3. Показана возможность применения разработанной методики для исследования различных видов лекарственного растительного сырья.

Список литературы

1. Белов Д.А. Химические методы и средства защиты растений в лесном хозяйстве и озеленении: Учебное пособие для студентов. –М.: МГУЛ, 2003. – 128 с.
2. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Том III. Неорганические и элементоорганические соединения / Под ред. проф. Н.В.Лазарева и И.Д.Гадаскиной. Л.: «Химия», 1977. – 608 с.
3. Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. -712 с.
4. Попов С.Я. Основы химической защиты растений. Попов С.Я., Дорожкина Л.А., Калинин В.А./ Под ред. профессора С.Я Попова. - М.: Арт-Лион, 2003. – 208 с.
5. Попова Л.М. Химические средства защиты растений. Учебное пособие. – СПб.: СПбГТУРП. – 2009. – 96 с.