N,N-dietylobenzyloamina – produkt utleniania benzoesanu denatonium podchlorynem sodu

Z PRAKTYKI

N,N-dietylobenzy

loamina

- p

rodukt

utlen

iania

benzoesanu denatonium podchlorynem sodu

Historia benzoesanu denatonium znanego pod

na-zwą handlowąBitrex®rozpoczęła sięw 1958roku, kie-dy to w laboratoriach firmy Macfarlan Smith podczas prac nad środ kami przeciwbólowymi po raz pierwszy dokonano syntezy tej substancji. Nowy związek miał niezwyklegorzki smak,wyczuwalny nawetprzystęże­ niach rzędu kilkudziesięciu ppb (części na miliard), dzięki czemu już na począt ku lat 60. w USA iWielkiej Brytanii zezwolono na jego stosowanie w charakterze środkaskażającego .Obecniebitrex, uznany za naj bar-dziej gorz ką spośród znanych substancji, wy korzysty-wany jest w ponad 40 krajach jako środek dodawany do różnych preparatów chemicznych, mający zniechę­ caćdo ichspożywan i a.

Zakres zastosowań bitreksu jest bardzo szeroki: substancja wchodzi w skład kosmetyków, wyrobów chemii gospodarczejpotencjalnie niebezpiecznych dla dzieciw przypadkuspożycia , produktównabazie alko-holu,jak rozpuszczalniki ipaliwasilnikowe czyteż tru-tek nagryzonie,którym smakbitreksujestobojętny. Na liściepreparatówzawierających dodatekbitreksuz naj-dują się nawet tak oryginalnewyroby,jakspecjalnela -kiery przeznaczone dla osób mających skłonność do obgryzania paznokci.Przyczynątakdużejpopularności

tej substancji jest jej niewielka toksyczność oraz takt, żeprzystosowanych w praktycestężeniach, wynos

zą-cych zaledwie 10-100 pprn,bitrex nie zmieniawłaści ­ wości fizykochemicznychskaża nych produktów.

Na podstawi e rozpo rządzen i a Ministra Rolnictwa i RozwojuWsi z2 stycznia 2006roku(Dz.U.2006 r. Nr 8, poz.49) benzoesan denatonium został jako jeden z dwudziestu środków dopuszczony do skażania e ta-nolu.Minimalne granicznestężenie zostałoustanowio -nenapoziomie 0,3g/100 I w przeliczeniuna100% eta-nol.Zewzględówpraktycznych w procesieskażaniaal -koholu stosujesięzwykle koncentratybitreksuw pos ta-cistężonychroztworówwróżnych rozpuszczalnikach.

Z chemicznego punktu widzenia bitrex jest związ­

kiemzaliczanym do grupyczwartorzędowychsoli arno-niowych,ajegopełna- dosyć zawiła- nazwato be n-zoesan N-benz ylo-N,N-dietylo-N-[ (2,6-ksylilokar-bamoilo)metylo]amoniowy. Wzór strukturalny bitreksu przedstawiarycina 1-1. Jakwidać , związekten s truktu-ralniejest spokrewniony zlido kai n ą(ryc. 1-11),z której może być otrzymany na drodze prostej dwuetapowej syntezy obejmującej alkilowanie chlorkiem benzylu, a następ ni e wym ianę anionuchlorkowego na benzo -esanowy.

Benzoesandenatonium jest bezbarwną substancją krystaliczną bez zapachu, o temperaturze topnienia 163-170oC. Jego rozpuszczalność w typowych roz-puszczalnikach (200_{C)jestnastępująca : woda - 4,5%,}

( l (

II

III

IV _{V VI}

Ryc.1.I- bitrex;II- lidokaina;III-podstawowy produkt plrcuzy bitreksu; IV- N,N-dietylobenzyloamina;V,VI-hipotetycznestruktury produktów u tte-niania bitreksu(pikiCi Dna dalszych rycinach)

Fig. 1. /- bitrex;/I-lidocaine;11/- basicproductot bitrexpyrofysis;IV- N,N-diethylbenzyfamine;li, VI- hypotheticalstructures otbitrex exidation

producls(eand Dpeaksinfigureswhich follow)

aceton- 1,4%,chlorofo rm- 33%,etanol - 33,5% ,m e-tanol- 69%,tol uen - 0,114% .

Analiza bitreksu

Do tej pory opracowano wiele różnych metod wy. krywania i oznaczaniabitre ksu wróżnychprod uktach. Metody te, oparte przedewszystkimna technicewyso -kosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC), wyko-rzys tywan e są również w badaniac h skażonychwy ro-bów alkohoiowych.Mniejznany jest jednakfakt,żebi -trex moż ebyćanalizowany,nawetilościowo,techniką chro matog rafii gazowej (GC).Napierwszyrzut oka,ze wzg lęd unajonowąbudowętego związ ku, możewyda

-waćsiętozas ka kujące .W analizietechnikąGCnier e-jestrujesię jednakżesamegobitrek su, lecz c haraktery-styczn e produkty pirolizy tego związ ku , zachodzącej z dob rą wydaj ności ą, jeż e li temperatur a dozownik a chromatografu jest dostateczniewysoka(250-300°C) . Zgodni e z danymi literaturowymi proces pirolizy o bej-muje powstawanie związku o strukturze przed stawi o-nej na rycinie HII jako głównego produktu, oraz nie

-wieiki ch iloś ci lidokainy- zachodzące reakcje ilustruje rycina2.

tograf gazowy sprzężony ze spektrometrem mas typu pułapkajonowa(GC/MS TraceGC 2000/PolarisO firmy Finnigan). Ustawienia sp rzętowo-programowe metody dobranotak, abyuzyskaćdostateczniedobrą wykrywal-nośćoraz możliwiekrótki czas analizy. Wchro matogra-fie zastosowanokolumnę kapilarnąRlx -5MS odługości

15m,średnicy0,25mmigrubościfilmu 0,5urn oraz do-zownik typu split-splilless .Pozostałeparametry metody to:gaznośnyHe - 1,5milmin,objętośćnastrzyku- 2~I , tryb pracydozownika- splitless, czas dozowa nia- 0,5 min, tryb pracy spektrometru- skanowanie w zakresie

29-550 miz,program temperaturowy- izotemna500C przez 0,5 min, gradient 250_{C/min, izoterma 250}0_C przez 2,5min.Całkowityczas analizy wynosi11 minut. Próbki alkoholi analizowane są bezpośrednio, bez wstępnejobróbki.Przykład owychromatogramo trzyma-nydla roztwor u bitreksu wetanolu ostężeni u 0,5gl100 I przedstawionona rycinie3.

Na l e ży zaznaczyć , że nie ma żadnych pr ze-ciwwskaza ń do użycia kolumn chromatograficznych o długości 30 m i spektromet rów kwadrupolowych -w CLK KGP ró-wnie dobre -wyniki uzyskano, wykorzy-st ującGC/MS GC-6890/MSD-5 973 firmy Hewlelt Pac -kard z3D-metrową kolumną HP-5MS.

.>

III + C,H,COOH

Cc

"YI:ce

C,H,COO'

//0\

~

II + C,H,COOCH,C,H,

Ryc.2. Schematpirolitycznego rozpadu bitreksuwdozowniku chromatografu gazowego

Fig.2.Scheme otpyrofytic decomposition ot bitrexingaschromatographsampler

Stężeniabitreksu wskażonychalkoholachsąbardzo niskie. Łatwo policzyć, że przy stężeniu stanowiącym

granicęustawową(0,3 g/100dm3)ilośćbitreksuw typo-wym chromatograficznym nastrzyku oobjętości 1~Iwy

-nosizaledwie 3 ng. Wzwiązku ztym badaniu alkoholi

pod kątem zawartościtego skażalnikatowarzysząp ro-blemy typowe dla analiz śladowych, takiejak koni

ecz-ność stosowania technik o dostatecz nie niskich g rani-cach wykrywalności, oraz seiektywności pozwalającej na wyodrębnienie analitu z tła matrycy i jego pewną identyfikację.Wydajesię, żepopularnew chromatogra-fii gazowej detektorypłomieniowo-jonizacyjne (FID) nie sąw staniesprostaćtym wymaga niom .Optymalnym ty -pem detektora jest niewątpl iwiespektrometrmas (MS).

W Wydziale Chemii CLK KGP została opracowana metoda badania jakościowego wyrobów alkoholowych podkątemzawartości bitreks u,wyko rzystującach

roma-50

Wynikianalizynajwygodniejjestprzedstawiaćw po-staci chromatogramu prądu jonowego dla jonu

m

lz

= 176,co pozwalawyodrębnićpik pochodnejbitr e-ksu spośródpozostałychskładnikówpróbki. W prakty -ce bowiem,napoziomieśladów, w dowodowychp rób-kachalkoholispotkać możnawiele zani eczyszcze ń,t a-kich jak estry kwasówtłuszczowych, ftalany,węglowo­

dory itd.,których czasy retencji mogą na kład ać sięna czas retencji związku III.Możliwość selektywnejanal i-zy ui-zyskanych chromatogramów pod kątemjonu c ha-rakterys tycznego dla poszukiwanej substancjijest a tu-tem techniki GC/MS.

Podczas analizy bitreksu techniką GC/MS bardzo istotne jest utrzymywa nie dozownika chromatografu w należytymstanie.Obec ność w szklanejwkładcedo

-zownika (glassliner) związków aktywnyc h- nielotnych pozostałości i produktów pirolizy po analizach różnych

Z PRAKTYKI RT2 tt-l l.lIl ~ '00 Pl'U SOcI1E5

"

~85.H1ll5· 1-11I ll5.S.

"

.

1185

.

.S

""

"

i

ID

,

: 50

J

~O ae

"

lidokaina (l -Ill

tu

_RT

_'

_l"

• ,.

as

..

"

ae

"

..

..

"

"

..

es

.. ..

,

..

res 11.0

nml{mln)

~'T1l1RT:Ul AVe158 U1~2S.1oeJ"'--S6~5

"

T.•lf,*MlI129 06-5SO_0~ '00- 1" 2 so

"

"

li60

,

: 50 ! (O

•

ac

'"

1172

'"

1

~

l'

'ą2

2T

c 71 2I'? .1jO.l~

'

l

~602 se '00

_'"

,

,.

_'

_"

,,.

aee

..

.

..

.

'00 ss•

""

-Ayc.3. Chromal og ramprądówjonowych86i176,uzyskanydlaroztworu bitreksuwetanolu (0,5gIl00I),orazwidmomasowepodstawow ego produktu pirolizy(por.ryc.l-HI)

Fig_3.Chromatogramot86and 176ioncunentsobtainedtorsa/ution otbitrexinethanof (0.5gll00L).aswellas mass spectrumotmainprod uct ot

pyrolysis(see aJsoFig.1-11I)

próbek - powoduje znaczne pogorszenie wykrywal no-ści bitreksu, co może dać fałszywy, negatywny wynik

analizy. Płyn i e stąd wniosek, że w każdej sekwencji

analitycznej ni ezb ędn e jest umieszczanie próbki ko n-troinej oznanymstężeni u.

Reakcja bitreksu z podchlorynem sodu

Przerabianie alkoholuskażon egow celuuzyskania

produktuzdatnegodospożycia,obejmującepróbyu

su-nięcia skażalników, jest procederem znanym od daw-na.Wzależności od fizykochemicznejnaturysubs

tan-cji skażającej operacja taka może się powieść , jeżeli

zostanie oparta na odpowiednim procesie fizycznym (np.destylacja, adsorpcja) lub chemicznym.Rzecz ja-sna, takie czynności są prawnie zabronione. Ustawa o wyrobie alkoholu etylowego orazwytwarzaniu wyro

-bów tytoniowychz 2 marca 2001r.w artykule 13 s

tano-wi:"Kto odkaża alkohol etylowyskażony lubw jakikol

-wiek sposób osłabia dzi ałanie środka skażająceg o , podlegagrzywnie,karze ograniczeniawol ności lub po -zbawieniawolnoścido roku".

PROBLEM YKRYMINALISTYKI259(s ty c ze ń-marzec)2008

Bitrex, ze wzg lędu na swoją budowę chemiczną

orazbardzo niskiestężenia, w jakich jest stosowany,

jestsubstancją szczególniepodatnąnapróby odkaża­

nła. Nie jest tajemnicą fakt, że wyjątkowo skuteczną techn i ką usuwania bitreksujestchemiczny rozkład tej

substancji za pomocąpodchlorynu sodu- szczegóło­

weinformacjedotyczącetejmetodymożnazna leźć n a-wet na stro nach internetowych . Podchloryn sodu

(NaOCi) w postaci alkalicznych roztworów wodnych

oróżnym stężeni u toczęstostosowany iłatwodostęp­

ny, silny środek utlen iający, wykorzystywanyzarówno w procesachprzemysłowych,jak i wgospodarstwie do

-mowym.W handiu najczęściej spotykany jest pod

po-staciąróżnychpreparatów przeznaczonych doodkaża­

niai wybielania (np."Bielinka").

Wykazanie,żezabezpieczonapróbka alkoholu jest

produktem odkażania alkoholu skażonego, oraz okre-ślenie rodzaju pierwotnieobecnegoskażainika ime to-dy wykorzystanej do jego usu nięcia , może być bardzo

ważną informacjązarównodla organówprocesowych,

jak i dla jednostekprowadzących działa niaoperacyjne.

Próbki alkoholu podejrzewanego o to, że usun i ęto

z niego bitrex podchlorynemsodu,moż na badaćpo

tem obecności NaCI będącego produktem redukcji

podchlorynu.Chlorek sodu może być złatwością wy

-kryty nawet z użyciem metod klasycznej analizy che

-micznej,takichjak reakcjaz azotanem srebra (chlorki) izoctanemuranylowo-cynkowym(sód).Testynajlepiej

wyko nywać po wstępnym zatężeniu próbki. Sól ku

-chennajestjednakżezbytpospo l itąsubstancją,aby na

podstawiejej obecności wyciągać kategoryczne wn

io-ski. Dod atkową informacją wskazującą, że badany a

l-kohol mógł być skażany bitreksem, jest obecność

w próbce związków niespotykanych w spożywczych

wyrobachalkoholowych,obecnychzato np.wrozcień­

czalnikachspirytusowych.Przykłademtakiegozwiązku

jestglikolpropylenowy.Niewątpliwie najbardziejpożą­

danebyłobyjednakzidentyfikowaniejakiegośproduktu

rozpadubitreksu,natylecharakterystycznego,by móc

wykluczyćjego pochodzenie zeżródeł innychniż p ro-ces od każan ia. Wydaje się oczywiste,że tak złożony

zwi ązekniepowinien podwpływem NaOCIulegać cał­

kowitej degradacji do prostych substancji, leczdawać

jakieśbardziejskomplikowanepochodne.Wdostępnej

literaturze brakjest jednak publikacji poruszających to

zagadnienie.

W celu rozpoznan ia produktów utleniania bitreksu

podchlorynem sodu przeprowadzonowWydzialeC

he-miiCLK KGPkilka prostychdoświadczeń. We w

szyst-kich wykorzystywano 96% etanol cz.d.a. firmy POCh,

bitrexw postacikrystalicznej orazdwumolowya

lkalicz-ny roztwór podchlorynu sodu. W pierwszym ek

spery-menciedo200~I2%roztworubitreksu wetanolud

oda-no100~lroztworuNaOCI,poczym ogrzewano wtem

-peraturze 50°C przez 5 minut. Mieszaninę reakcyjną

rozcieńczono następnie wodą destylowaną do objęto­

ści ok.2 mii ekstrahowano1mi chloroformu. U

zyska-nyekstrakt poddano analizietechnikąGC/MS,przy

po-dziale strumienia (split) 1:50, wyko rzystując program

temperatu rowy um oż l i wiający rejestracj ę związków

w poszerzonym zakresie czasów retencji. Otrzymany

chromatogramorazwidmamasowe dla trzech

najinten-sywniejszych pikówprzedstawia rycina4.

In1.32·lO~ r 100... A. Frr:5 J2

"

H~E8 TICIolS bito>l..NaCI o

'"

B. ~1Ie:I_mcIOf.łl1 RT:5.l1AV 1N..' 156E5Y· cF uI mU 211 00-5511DOI 105 ~ -.JlłC.o.JS( RT&S8AV, ,,,-, lUESY - er... ~I J900.550 001 - " "NaClo.-;18 RT111AVl591 031NL8 H e.y -Fulimi[ 290(1.550 001

...

..

..

"

..

"

..

RTcr.ta

c.

50 55 60 es _ _!""<-Q-

-l

es

..

•

•

as

.

,

H I

15 20

"

..

A.•N.N-dietylobenzyloamina

...

..

ua1

..

"

)91

u

:r

Ul 11.' 10., 1491 163.11

•

"

uu B.

:

11131

"

-r:

l

T

,

..

_,

_'t:

_,

5)2~~ 2 191 1052 141.1 168'69 10 20S,O O

..

1411

c

.

,

..

e

..

118:I 1931 91.1

..

T

1

21J

77.2 u81

"

S12

T

"

r

1602 1180 194.' 22t~2121 1

•

..

'

"

'"

'

"

"

.

aeu ~

'

"

..

.

"

.

Ryc.4.ChromatogramZ analizy produktów utlenianiabitreksupodchlorynem soduorazwidmamasowe wykrytychzwiązków

Fig. 4.Chroma/ogram trom analysis of products ot oxidationot bilrexwithsodiumoxochlorateand mass spectra ot derectedcompounds

Z PRAKTYKI

Poprz ez porównanie zarejestrowa nychwidmz wid

-mami bibliotecznymi z biblioteki NIST

98

,

pierwszy

inajwyższyz pików(oznaczonyliterąA)zidentyfikowa

-no jako pochodzący od N,N-dietylobenzyloa miny

(ryc.1-IV).Widmo masowe dla piku oznaczonegojako

Bnie figurujewśródwidmbibliotecznych.Na podstawie

charakterystycznego układu inte nsywności jonów na

widmie masowymwklastrze201-205możnawniosko

-wać, żecząsteczka tego związku zawiera dwa atomy

chloru. Szczegółowa analiza uzyskanego widma p

o-zwol iławnioskować,że moż e onopoch odzićodzwi

ąz-kuOwzorze C6H3(CH3)2NCCI2'Jest rzecząchara

kte-rystyczn ą, że w dalszych eksperymentach,w których

chloroform niebyłjuż wykorzystywany,niez

aobserwo-wano obecności rozpatrywanego związku. Być moż e jego powstawanie obejmuje etap reakcji izonitrylowej,

dlaktórejprzebiegu kluczowajest obecnośćchlo

rofor-mu i zasadowe środowisko. Wyjaśnianiedalszymi ba

-daniami budowy związku B nie wydaje się jednak

szczególnie ważne, ze wzg lędu na niewielkiep

rawdo-podobieństwo jego powstania w rzeczywistych warun

-kach. RT, H l· ł,~ '"o

'"

AT:J.52

,

..

A••N.N-dlety1oben zyloaml n a

".

30ffiin. ~ ].Q1 ES

-

90 S-9U· 1195-11łlS_ 141!>-U R5 IilS bItr..o5ul

'"

D. ae •.14 RT:U O

'"

..

'"

'"

'"

_~,l'"~ m , A. c.

x:

fOgodz. rr::.= !>G_~gl ~' n, S-l1ll v lHS-U9~

..

"; b.:n-~ su

'"

c

.

'"

'"

'"

t_~'''nAT:.~1AV.' 59 2151,~OMNLJ.~' E. T otful!""' 121 X-Y. H 'J:

"

s s 50 65 Ul - " . " - -- -

,. ..

•

•

..

as '"o

'"

'"

'

,,"

,,"

U9 1

".

'"

00-D.

'"

'"

'"

'"

ilU

'"

'"

'"

912 211.1

"

132.] 183.'

'"

..

T

_'T

2131

'~

I,

,71'

UI~i.1

Ryc.5.Chroma tog ra my z analizyroztw orubltreksuweta nolu (0,5g/100I) utlenianego NaOC Ipo 30 minipo10godz . oraz widmo masow e jedneg o zwykrytyc hZWiązków(D)

FIg.5.Chrom atogramtromanalysisot ethanolbitrsx sotution(0,5 gl100L) oxidised with NaOe!after 30 minutes and 10 hours , as wellas mass

spectrumot one otaeteaea compounae(O)

Próba iden tyfikacjipikuoznaczonego na rycinie 4 j

a-ko C,na drodze przesz ukiwania widm bibliotecznych, równ ież, nie przyn iosła oczekiwanych wyników.Układ jonów wzakresie

m

lz

=

65-147 jest typ owydlazwiąz­ ków zawie raj ących grupę N- (dimetyl ofenyl o) amid ową (moż n agotakżedostrze cw widmie związkuIII).

Przyj-mującjon 221 zajon molekularny (M), możemy wnio

-skować, że rozpatrywany związek powinien zawi e rać jedenatom azotu oraz łatwoodchodzącą grupę me

ty-lową (pik

m

l

z

=

206). Pikprzy m/z

=

193 może być jo-nem M-CO lub M-C₂H₄. Chociaż powyższe spost

rze-żenia nie są wystarczające do pewnego określenia strukturyzwiąz ku, możnanaich podstawiezapropo

no-wać jego hipotetyczną bud owę (ryc. 1-V).Jak widać ,

związek Vjest estrem etylowym ketokwasu,co ozna

-cza, że w jego powstawaniu aktywny udział powinien brać rozpuszczalnik - etanol. Zaobserwowanie a

nalo-gicznych estrów innych alkoho li mogłoby potwierdzić

taką właś nie budowę związku C. W tym celu dwukrot

-niepowtórzon oreakcj ęutleniania,w warunkachopisa

-nychpowyżej,zastępującetanol w pierwszymprzypad

-ku metanolem, w drugim zaś izopropanolem. Analizy produktó w reakcji istotnie nie wykazały już obecn ości

piku C, jednak nie zaobserwowano także związ ków,

którym można by przypisać budowę metylowego czy

izopropylowego analoguzwiązkuV.

W kolejnym etapie badań sprawdzano moż liwości

wykrycia produ któw utlenianiabitreksu w takich stęż e­ niach,jakie występuj ą wrzeczy wistych próbkach a iko-holu.Wtym celu do 1mi roztwo ru bitreksu w etanolu

ostężeniu 0,5g/100Idodano1~I2M NaOCI, anastęp­

nie roztwór analizowano po 30 minutach orazpo 10 go-dzinach z wykorzystaniem metody stosowanej w ruty

-nowych analizach dowodowy ch próbek. Wyniki

przed-staw iarycina 5.

W badanym roztworze nie wykryto pochodnej bi tre-ksuIII,stwierdzono zatoobecnośćN,N-dietylob enzylo-aminy (widocznej na chromatogra mach w postaci

.

po-szarpa neqo"piku (A)przy czasieok.3,5min).Z

aobser-wowanotakże związekC,jednaknajpewniej powstaje

on stopniowo - 30 min po dodaniuNaOCIjego o

bec-no ś ć jest słabo widoczna. Pierwszy raz stwierdzono ponadto obecnośćprodukt u reakcji(oznaczonego jako

D) o nieco niższym czasie rete ncji, którego widmo przedstawiadolnaczęśćryciny5. Produktten , w

prze-ciwie ństwie doC, wydaje si ęzan i kać wraz z upływem

czasu.Podobniejak w poprzedni ch przypadkach prz

e-szukiwanie biblioteki widm nie przyniosło zadowalają­

cych rezultatów,zatem ponownie podjęto próbę o

kre-śle n iastruktury związkuDnapodsta wie widma mas

o-wego, dochodząc ostateczn ie do wniosku, że moż e

opisywać ją wzór VI z ryciny 1.Jeśli przejściowy pr

o-RT 150

'"

_"

_,

A.

..

"

..

'"

Ul U

-90.5-'15' ilU· l:l1l5lł6 ,,,",U 55 eo TIm e (noln)

c

.

c

.

RT 521

,

.

.

..

I

.

.

,

>" •./'. _. -- - - _.... lU:1st A. "a

t

RT.368

~'

"

i

'~

A.

"

..

HS· lI 14

'"

al

"

ee

..

"

•

'"

..

bl ee

..

"

•

'00 ci

..

,.:

..

"

•

'"

d,

..

"

_..

ze a.o

Ryc.6. Chromalogramyzanali z:alN,N-dietylobenzyloam iny,b) utlenianeg o bilr eksu,ejid) dowodowychpróbekod kaźaneęoalkoholu

Fig.6.Chromatograms ot analyses:aj N,N -diethy/benzylamine,b) oxidisedbitrex,ej andd) evidentia/sampiesot sterilisedek onot

dukt utleniania bitreksu rzeczywiscre miałby budowę

chlorku acylowego,tłumaczyłobytojednocześniejego

tymczasowy charakter - podwpływe m etanoluuleg ał­

by stopniowejalkoholizie,daj ąc jako produkt końcowy związekV.

Abyuzyskać całkowitą pewność, żepodczas eks

pe-rymentów rzeczywi ście powstawała N,N-

dietyioben-zyloamina,wykonano analizępróbki dietyloaminyzd o-datkiemniewielkiej ilościbromku benzylu.W takich wa-runkach N,N-dietylobenzyloaminapowstajein situ,przy czym dietyloaminaspełniarolęzarazemreagentairoz

-puszczalnika.Wyniki analizy,w zestawieniu z chroma

-togramem uzyskanym dla utlenianegobitreksu,ukazu

-je rycina6.

Zupełna zgodność czasów retencji nie pozostawia

wątpliwości co do tożsamości wykrywanego związku.

Otrzymane wartości czasów retencji oraz dane doty

-czącewidm masowychzwiązkówA, B,C iDzestawio -no w tabeli 1.

Z PRAKTYKI

nakolumnęchromatografuimoże byćzmin

imalizowa-ne poprzez obniżenie temperatury początkowej pieca,

wykorzystanietzw. efektu rozpuszczalnikowego,

odpo-wiednidobórkolumnyi dozownika lub skrócenieczasu próbkowania(samplingtime,limatopurga),chociażto ostatnierozwiązaniewiążesię oczywiściez pogorsze -niem wykrywal ności. Na szczęście spektrometr mas

jest na tyle potężnym narzędziem analitycznym, że

brak piku o dobrzezdefiniowanym czasie retencji nie

stanowinaogół poważnegoproblemuw badaniach

ja-kościowych.

Po wstępnym ja kościowym rozpoznaniu związków powstającychw trakcie utlenianiabitreksupodjęto

pró-bę oszacowania minimalnej ilości podchlorynu sodu

niezbęd n ej do skutecznego usunięcia tegoskażaln ika

oraz wymaganego czasu reakcji.Wiedza takamogłaby

byćprzydatna np.w ewentualnychrozważaniachna

te-matzdatnościodkażonegoetanolu dospożyciaczyteż

w określaniu technicznych możliwości nielegalnych

Tabela 1

Zaobserwowa neprodukty utleni ania bitreks upodchlorynem sodu Observedproducts ot oxidation ot bitrex with sodium oxochlorate

Czasy retencji przy

Związek Postulowana budowa zastosowanych InterpretacjawidmaMS

metodachGC/min

A C6HsCH2N(C2Hs)2 4.57 163(M),148_(M-CH3),

(l-IV) 3.5 86_(CH2NEt2),91_(C7H7)

201(M),166(M-CI),

B C6H3(CH3)2NCCi2 5,32 139(M-CI-HC N),131(M-2CI),

- 130(M-CI -HC I), 103(M-CI-HCI-HCN) 221 (M),206(M-CH_3), C C6H3(CH3)2NHCOCOO C2Hs 7,13 193_{(M-C 2H4).} (l-V) 5,2 147(C6H3(CH 3)2NCO), 120(C6H3(CH3)2NH) D C6H3(CH3)2NHCOCOCI - 211(M),183(M-CO), (1-VI) 4,7 148(M· CO-CI)

Kilka słów należy dodać na temat kształtu pików

chromatograficznych (w zasadzie trudno mówić tutaj

otypowych pikach)uzyskanych w trakcie omawianych

doświadczeń. Problem powstawania rozszczepionych pików jest zapewne znanywszystkim, którzy opracowy

-wali metod ę analizy techn iką GC bardziej lotnych

związków w trybie splitless. Zjawisko to jest efektem

długiegoczasu(tutaj 30 sekund)wprowadzania analitu

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 259(styczen-marzec) 2008

przetwórni alkoholu. Do pręciu próbek etanolowego

roztworu bitreksuOstężeniu 0,5g/100l,w naczynkach

chromatograficznych, dodawano za pomocą mikro

-strzykawki 0,2 M roztwór NaOCI- w takich ilościach,

abyuzyskaćodpowiedniopięcio-,dzi esi ęcio-,dwudzie -sto-, pi ęćd z i esi ęci o- , oraz stukrotne nadmiary molowe

podchlorynu wzg lęde m bitreksu. Próbki poddano

na-stępnie badaniu techniką GC/MS. Czas ich przy

Z

PRAKTYKI

wania oraz ustawienia sekwencji analitycznej dobrano tak, by każda z próbek była analizowana po 15 min oraz 4,7,14i26 godzinach.Przykładowy ciąg

uzyska-nych chromatogramów (dla 20-krotnego nadmiaru

NaOCł) przedstawia rycina7.

z chromatogramów. Całość wyników doświadcze nia

zestawionowtabeli2.

Jak widać, dopiero po zastosowaniu 1O-krotnego nadmiaru podchlorynu zaobserwowano powstawanie N,N-dietylobenzyloaminy, zaś całkowite usunięcie b i-RT300·".11.1 ~

.--

''11~•..,~ ~ ...·..iQ_. l 11' 0 26godZ. 15 min. 14godz. 8'5 1'0

-

...

,

-e's' 5'5 ' " s'o; s'o' ,

..

,

Ryc.7. Chromalogramyprądujonowego148zkolejnychanaliz(oddołu)tej samejpróbki roztworubitreksuz dodatkiemNaOCI (2D-krotny nadmiar m o-lowy)

Fig.7.Chromatogramso(;oncurrent148tromsubsequenfanalyses(upwards)ottnesamebitrexsolutionsampfewith an additionotNaOCf (20-foldmol

surplus)

Można za uważyć stopniowe zanikanie związku D

oraz powstawanie związku C, przy czym N,N-

dietylo-benzyloamina (A) jest wyrażnie widoczna na każdym

treksuwymagałonadmiaru20-krotnego.Dalszezwięk­

szaniestężenia NaOCInie miałojużistotnegowpływu

na przebieg reakcji. Na uwagę zasługuje znaczna

Tabela2

Związkiwykrytewpróbkachutlenianegobitreksuwzależnościod czasu trwan ia reakcji oraz molowego nadmiaruNaOel

CompoundsdetectedinsampIesotoxidisedbitrexdependingon reactiontimeandmolsurplus ot NaOe /

_______NadmiarNaOCI

---5x 10x 20x 50x 100x

czasreakcji

I Itr x Itr

4godz. bitrex bitrex ,A

A

,O ,e

A,D,C A, D,C

z trex Itrex

14 godz. bitre x bitrex, A A,C

A

,O ,e

A, D,C

6 od bitrex bitrex A A C A C A C

*)wykrywany podpostaciąpochodnej III

szybkość degradacji bitreksu - już po 15 minutach od momentu dodania odpowiedniej ilości utleniacza nie stwierdzan o obecności skaża lnika wroztworze.Natej podstawienie należy oczywiści e wyciągaćzbyt daleko

idącychwnioskówodnoszącychsiędo mechanizmu

re-akcji.Uzyskanewyniki nieoznaczają,żeutlenie niej ed-nego mola bitreksu wymaga udziału kilkunastu moli

NaOC I,gdyżw roztworzemogąznajdować sięinne re-duktory, konkurencyjnewzg lędembitreksu.Etanol,na

-wet o czystości analitycznej, zawiera zawsze pewne

ilości aldehydów (zwłaszcza octowego),k1órych

redu-kujące właściwości są dobrze znane. Może to ozna

-czać, że niezbędnynadmiarpodchlorynubędzie zależ­

nyodjakościskażoneg oalkoholu.Jednakże ,jakłatwo

policzyć, zastosowanie nawet stukrotnego nadmiaru

molowegowiąże sięz koniecznościądodaniawzg lęd ­

nieniewielkiejilościroztworu NaOCl,wynoszącej zale -dwie ok. 0,5 mi na 1 litr etanolu, przy wykorzystaniu 15-procentowego roztworu NaOCI o gęstoś ci

1,25g/cm3.

Podsumowanie

Przeprowadzone badaniapotwierdziłyfak1 wysokiej

skutecznościalkalicznychroztworówpodchloryn u sodu

wprocesach usuwaniabitreksu zeskażon ego alkoho-lu. W wyniku reakcji pozostaje jednak wyrainy ślad

wpostacicharak1erystycznych produk1ów rozpadu

ska-żaln ika , z k1órychnajistotniejszymwydaje się N, N-die-tylobenzyloamina.Amina tanie należy do naturalnych

związ kówpowstającychwprocesiefermentacji,nie jest

równieższtucznym dodatkiem wprowadzanym do

alko-Z PRAKTYKI

holi. Ponadto, jako substancja chemiczna, nie mażad­

nych praktycznych zastosowań. Wykorzystywana jest jedynie w specjalistycznych syntezach chemicznych.

Towszystko czynizniejzwiązek dość unikalny, które-go obecność w alkoholu bardzo silnie wskazuje na

up rzednią obecność bitreksu . Wykrycie w badanej

próbce N,N-dietylobenzyloaminy, chlorku sodu oraz jednego ze związkówoznaczanych w niniejszej pracy jako C lub

D

(pewne ustalenie ich struk1ury wymaga dalszychbadań )pozwalazduż ą doząpewn ości

stwier-dzić , że mamy do czynienia z alkoholem, z k1órego

usunięto bitrex podchlorynem sodu. Prak1yczną

przy-datność wyników przeprowadzonych badań potwier

-dzają przykładowe chromatogramy, uzyskane dla

do-wodowych próbek pochodzących z różnych spraw (ryc.6 e--d).

ŁukaszMatyjasek

ryc.:autor

BIBLIOGRAFIA

1.www.bitrex.com.

2.Buszewski G.,Bańka K" MądroR.:Deterrninationot

OenatoniumBenzoate(Bitrex)in AlcoholicProductsbyLe-A

-pel-MS. "Problems ot Forensic Sciences" 2005, nr 63,

s.270--274.

3.Lay· Keow Ng, Hupe M., Harnois J" Lawrence A.H.: Direct lniection Gas ChromatographiclMa ss Spectrometric AnalysisforOenatoniumBenzoate in SpecificDenatu ratedA

I-cohol Formulations,.Anal,Chem."1998,m70,s.4389-4393.

. ..TOD ... O.. . . ~O.' . IT '.CIQWV .WVI I UGADNIU''''

_

..

-

..

.

.

'"

....

-

..

~-_. l.. ..."' ...

23

Czytelniku,

informujemy.żejest donabycia "Zeszyt Metodyczny"z zakresubadań

antroposkop ijnychpt.Portretpamięciowy- wybrane zagadnienia,a w nim: • Metody odtwarzaniawyglądu zewnętrznegosprawcyprzestępstwana

podstawiezeznańświadków- SławomirMikawoz

• Analizamożliwościsporządzania portretupamięciowegowedługopisu dziecka w wieku przedszkolnym- JoannaWilczewska

• Sposoby imetodyzmiany cech statycznych wrysopisieczłowieka

- TomaszPrzybyła

Cena zeszytu 28zł