2) водой, подкисленной серной кислоты раствором 0,02 М; хлороформом при рН 10 (+)
3) эфиром, подкисленным виннокаменной кислоты раствором 10%; водой при рН 13
4) водой, подщелоченной натрия гидроксида раствором 5%; эфиром при рН 2
Кокаин является слабым органическим основанием; в кислой среде он протонируется с образованием водорастворимой соли. Поэтому на этапе настаивания биологического материала используют воду, подкисленную 0,02 М раствором серной кислоты: это переводит кокаин из тканевых компонентов в водную фазу и способствует его извлечению из биологического субстрата.
После отделения водного извлечения его подщелачивают примерно до pH 10. При таком значении pH протонированная форма кокаина превращается в преимущественно неионизированное основание, которое обладает большей липофильностью и хорошо переходит в хлороформ. Последовательность кислотное извлечение — щелочное высвобождение — органическая экстракция обеспечивает селективность метода и соответствует физико-химическим свойствам алкалоидов.
Эфир при нейтральной или кислой реакции среды извлекает кокаин менее эффективно, поскольку значительная его часть остается в ионизированной водорастворимой форме. Использование щелочной воды для первичного настаивания либо последующая экстракция при pH 2 также нарушает распределение вещества между фазами: в этих условиях кокаин преимущественно находится в виде соли и плохо переходит в органический растворитель.
| Этап | Реакция среды | Преимущественная форма кокаина | Фаза нахождения | Аналитическое значение |
|---|---|---|---|---|
| Настаивание ткани | Кислая, раствор серной кислоты 0,02 М | Протонированная, солевая форма | Водная | Перевод кокаина из биологического материала в экстракт |
| Кислый экстракт | pH ниже pKa основания | Ионизированная | Преимущественно вода | Снижение потерь вещества на стадии первичного извлечения |
| Подщелачивание | Около pH 10 | Свободное неионизированное основание | Готова к переходу в органическую фазу | Увеличение липофильности и экстрагируемости |
| Экстракция | Щелочная среда | Свободное основание | Хлороформ | Концентрирование кокаина для последующего исследования |
| Нейтральная среда | pH около 6–7 | Смешанное соотношение форм | Распределение непредсказуемо | Менее воспроизводимое извлечение |
| Сильно кислая среда при экстракции | pH около 2 | Ионизированная соль | Водная фаза | Снижение перехода кокаина в эфир или хлороформ |
Ключевым критерием выбора условий служит кислотно-основное равновесие вещества и его коэффициент распределения между водной и органической фазами. В кислой среде кокаин концентрируется в водном извлечении, а в щелочной — в органическом растворителе. Такая схема применяется в химико-токсикологическом анализе и позволяет подготовить пробу к подтверждающему исследованию хроматографическими или спектрометрическими методами.