Bildung von Nitrosobenzol, Anilin und Hämiglobin in Katzen und Hunden nach intravenöser Injektion von N-Alkylanilinen

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    09-Aug-2016

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  • Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. u. Pharmak. 238, 546--556 (1960)

    Aus dem Pharmakologischen Institut der Universitt Tbingen

    Bildung von Nitrosobenzol, Anilin und Hmiglobin in Katzen und Hunden nach intravenser Injektion

    von N-Alkylanilinen Von

    NORBERT HOLZER und MANFRED KIESE

    Mit 7 Textabbildungen

    (Eingegangen am 14. Februar 1960)

    Nach der Beobachtung, da N-Methylani l in in Hundcn schneller zu Nitrosobenzol oxydiert wird als Anilin (KIEsE 1959a), haben wir die Umsctzung und Wirkung von N-Methylanil in, N-:~thylanilin, N-Butyl - anilin, N-Benzylani l in und N,N-Dimethylani l in -- hauptschlich in Katzen -- untersucht. Unsere Messungen ergaben, da N-thylanil in in der Katze am schnellsten zu Nitrosobenzol oxydiert wird und da aus den N-Alkylani l inen auer Phenylhydroxylamin und Nitrosobenzol noch andere Hmiglobin bildende Derivate entstehen.

    Die Wirkungen von ~N-Alkylanilinen und deren Verhalten im Organismus sind bisher wenig untersucht worden. JOLYET U. CAttOUI%S beschrieben lhmende Wirkung von N-Methylanilin auf den Frosch, und HARNACK erwhnt die gleiche Wirkung des N,N-Dimethylanilin. VITTINGHOFF fand unter anderem nach der subcutanen Injektion von 200 mg N,N-Dimethylanilin je Kilogramm bei der Katze und nach der subcutanen Injektion von 520 mg l~I-Methylanilin je Kilogramm beim Kaninchen braunes Blut. ~N-Benzylanilin war in der Dosis von 1,5 g/kg per os beim Kaninchen ohne erkennbare Wirkung.

    HAMILTOh ~ erwhnt die Vergiftung eines Menschen durch N,N-Dimethylani!in mit Nachweis von Hgmiglobin im Blute. Nach der Injektion von 50 und 100 mg N,~N-Dimethylanilin je Kilogramm beobachteten W~B~R u. HEIDEPI~IEM sowie HORN (1936a) starke Hmiglobinbildung beim Hunde, und Cox u. W]~NDEL fanden nach der Verabreichung von 50 mg l~,N-Dimethylanilin in den Magen des Hundes eine Erhhung der Hmiglobinkonzentration auf 400/o des Gesamtblutfarbstoffs. Eine eingehende Untersuchung der Wirkungen des N-Methylanilin fhrten T~Eo~, DEICHMANN, SIGMOI~, Wt~IGUT, WITH]~RUP, HEYROTIt, KITZMILLER U. KEENAN sowie T~EON, SIGMON, WRIGt~T, HEYROTH U. KITZMILLER durch. Sie fanden, da Dosen ber 20 mg/kg bei Katzen und Kaninchen nach intravenser Injektion tdlich wirken knnen. Sie maen die Bildung von Heinz-Krl0ern und Hmiglobin und ermittelten, da die intravense Injektion von 18--24 mg N-Methylanilin je Kilogramm die Konzentration des Hmiglobin im Blute von Katzen auf 650/o des Gesamt-Blutfarbstoffs erhhte. Beim Kaninchen bildeten die gleichen Dosen keine nachweisbaren Mengen Hmiglobin. Jedoch wurde bei diesen nach der Gabe von 180 mg/kg in den Magen die Hmiglobinkonzentration auf 23--45o/0 des Gesamt- blutfarbstoffs erhht, DIESE, ALLAN U. I~ICHTER bestimmten die DL~0 von l~-~thyl- anilin fr Ratten zu 0,3 g/kg per os, und fr 1N-Butylanilin fanden SMYTH, CAR- PF~NTER, WEm u. POZZANI an Ratten die DL~0 zu 1,62 g/kg per os.

  • Bildung von Nitrosobenzol, Anilin und Hmiglobin 547

    Nach der Verabreiehung von N,N-Dimethylanil in an Hunde beobachteten BAUMA~~ U. HEHTER eine Zunahme der /~thersehwefelsure im Harn. HOR~ (1936a, b) fand nach der Injektion von N,N-Dimethylanil in im Harn von Hunden o-Aminophenol und im Harn von Kaninchen p-Methylaminophenol. Im t tarn von Ratten fanden ELSO~, GOULnE~ u. W~mRE)r nach intraperitonealer Injektion von N,N-Dimethylanil in als hauptschliches Umsetzungsprodukt das Sulfat des p-Dimethylaminophenol und nur in kleiner Menge das Sulfat des p-Aminophenol.

    Die Entalkylierung von N-Alkylanilinen in vitro durch Mikrosomen der Kaninchenleber und hydriertes Triphosphopyridinnucleotid untersuehtenGAvI)ETTE u. BROnIE. In ihren Versuchen wurden im Laufe einer Stunde aus N-Methyl-, N-.~thyl-, N-Butyl- und N,N-Dimethylanil in gleiche Mengen Anilin gebildet. Im Gegensatz zur Entalkylierung einiger anderer Substanzen wurde die der N-Alkyl- aniline durch SKF 525 A nicht gehemmt.

    Yersuehe

    A. Methoden Anilin und die verwandten Alkylaniline wurden teils durch Destillation, teils

    durch Umkristall isation der Hydrochloride gereinigt und, mit Ausnahme des Benzylanilin, als Hydrochloride angewandt.

    Die Bestimmung des Anilin im Blute erfolgte nach der Methode von BRODIE U. AXELROn.

    Nitrosobenzol im Blute wurde nach der Methode von H]~RH u. KI.S]~ bestimmt. In einzelnen Versuchen wurde Nitrosobenzol auerdem im Tetrachlorkohlenstoff- Extrakt aus Blut unmittelbar optisch nachgewiesen. I)azu wurden Tetrachlor- kohlenstoff-Extrakte aus Blut hergestellt und mit Sure gewaschen wie zur chemi- schen Bestimmung des Nitrosobenzol. Deren Extinkt ion im Bereich von 270 bis 340 mg wurde in 5 cm Schichte gegen ein entsprechendes Extrakt aus Blut vor Injektion des N-Alkylanilin gemessen.

    Die Konzentration der N-Alkylaniline im Blute wurde optisch bestimmt. An den Tetrachlorkohlenstoff-Extrakten aus Blut wurde vor dem Waschen mit Sure die Extinkt ion bei 290 m# gemessen. Als Bezug diente das Extrakt aus Blut vor Injektion des Alkylanilin.

    Hmiglobin wurde durch Zunahme der Extinkt ion der Blutlsung bei 550 m# nach Zugabe von Cyanid gemessen. Gesamtblutfarbstoff wurde nach Oxydation des Hmoglobin durch l%rricyanid ebenfalls als Hmiglobin bestimmt.

    Fr Extinktionsmessungen wurden die Spektralphotometer von Zeiss, Modell PMQ I l , und Beckman, Modell DK und DU, verwandt.

    Die Tierversuche wurden, auer einigen Versuchen mit N-Methylanilin und N-Benzylanil in an Hunden, an Katzen durchgefhrt. Diese erhielten zur 5larkose 0,05 g Chloralose und 0,5 g Urethan intraperitoneal; den Hunden wurde die gleiche Dosis intravens injiziert. Anilin und die N-Alkylaniline wurden den Tieren im Laufe von 1 -- 3 min intravens injiziert, l)azu wurden Anilin-Hydrochlorid und N-Methyl- anil in-Hydroehlorid in 0,9/0iger l~atriumchloridlsung gelst. Die erforderlichen Dosen des N-thylanilin, N- Butylanil in und N,N - I) imethylanil in wurden in mglichst wenig I n Salzsure gelst. I)iese Lsungen wurden mit 0,2 m Phosphatlsung PH 6,8 soweit neutralisiert, da die N-Alkylaniline eben noch nicht ausfielen. Danach wurde mit 0,9/0iger Natriumchloridlsung auf ein Volumen von etwa 1 ml je Kilogramm Tier verdiinnt. Vom N-Benzylanilin wurde die zu injizierende Menge in 1 ml Aceton gelst. Blntproben fr die Analysen wurden den Hunden aus der Vene, den Katzen aus der freigelegten A. carotis entnommen.

    ~aunyn-$chmiedeberg's Arch. exp. Pa~h. Pharmak., Bd. 238 36

  • 548 NORBERT HOLZER und M:ANFRED K IESE:

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    Abb. 2

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    Abb. 1 Abb. 3

    Abb.1. Konzentrat ion von Anil in und l~-Alkylanil incn im Blute von Katzen nach intravenser In jekt ion von 0,209 ml~Iol je K i logramm

    Abb.2. Konzentrat ion des l~itrosobenzol im Blute von Katzen nach intravenser In jekt ion von 0,209 mMol Anil in bzw. N-Alkylani l iu je K i logramm. o o Anil in; ~ ~- N-Methylani l in;

    N-thylanilin; ~-Butylanilin; o o N-Benzylanilin; N,lq-Dimethylani l in

    Abb. 3. Optischer l~achweis von Nitrosobenzl im Blute von Katzen nach intravenser Injekt ion von 0,209 mMol :N-~ethylani l in bzw. N-/~thylanil in je K i logramm. 2 ml Blut, das 20 bzw. 10 min nach der In jekt ion von N-:Hethylanil in bzw. N-~thylani l in entnommen wurde, mit 6 ml Tetraehlorkohlen- s to f extrahiert . Tetrachlorkohlenstoff mi t 0,1 n Salzsure gewaschen und in 5 cm Schichte gegen entsprechendes Ext rakt aus Blut, das vor der In jekt ion der N-Alkylanil ine entnommen war, gemessen. A Ext rakt aus Blut nach In jekt ion von N-:~ethylani l in; B Ext rakt aus Blut nach In jekt ion von N-~~thylanilin; C Lsung von 0,8 y l~itrosobenzol je I~illi l iter Tetrachlorkohlenstoff, gemessen gegen

    Tetrachlorkohlenstoff

  • Bildung von Nitrosobenzol, Anflin und H~miglobin 549

    B. Ergebnisse I. Versuche an Katzen. Zum Vergleich der Wirkung der verschiedenen

    N-Alkylaniline wurden den Katzen quimolare Dosen, nmlich 0,209 mMol je Kilogramm, intravens injiziert. Mit dieser Dosis wurden -- auer beim N-Bntylanilin - - mindestens je 3 Versuche durchgefhrt und ausgewertet. Die Injektion der Dosis von 0,209 mMol N-Butyl- anilin je Kilogramm berlebten von 6 Katzen nur 2 lnger als 30 min. Um die Wirkung des N-Butylanilin im Vergleich zu der anderer N-Alkyl- aniline genauer zu ermitteln, wurden noch Versuche mit der halben Dosis, 0,104 mMol je Kilogramm, N-Butylanilin und N-Methylanilin durchgefhrt.

    1. Konzentration der N-AI]cylaniline im Blute. In der 2 min nach Beendigung der intravensen Injektion entnommenen Blutprobe war die Konzentration der N-Alkylaniline bei den einzelnen Tieren sehr verschieden -- wohl infolge der nicht ganz gleichen Geschwindigkeit der Injektion. Bereits 10 min nach der Injektion war die Konzentration der Amine auf etwa die Hlfte des 2 min nach der Injektion gefundenen Wertes abgefallen. Im Laufe weiterer 90 min sank die Konzentration abermals auf etwa die Hlfte ab (Abb. 1).

    Whrend die Konzentration des Anilin, N-Methylanilin, N-thyl- anilin und N,N-Dimethylanilin nicht sicher verschieden waren, betrug die Konzentration des N-Benzylanilin jederzeit nur etwa die Hlfte, und die Konzentration des N-Butylanilin war wahrscheinlich ebenfalls geringer als die des Anilin.

    2. Konzentration des Nitrosobenzol im Blute. Die Geschwindigkeit der Bildung von Nitrosobenzol aus den N-Alkylanilinen war sehr verschieden. In Abb.2 sind die nach der Injektion der N-Alkylaniline im Blute der Katzen gefundenen Nitrosobenzolkonzentrationen aufgezeichnet. Wh- rend aus N-thylanilin und -- vielleicht - - N-Methylanilin schneller Nitrosobenzol gebildet wurde als aus Anilin, wurden N-Benzylanilin und N,N-Dimethylanilin nur sehr langsam zu/~itrosobenzol oxydiert.

    Die hohen Konzentrationen des/qitrosobenzol, die nach der Injektion von N-thylanilin und N-Methylanilin mit der chemischen Bestimmungs- methode im Blute der Katzen gefunden wurden, konnten auch optisch in den Tetrachlorkohlenstoff-Extrakten aus Blut nachgewiesen werden. In Abb. 3 sind die Extinktionen zweier Tetrachlorkohlenstoff-Extrakte im Bereich von 270--340 m# wiedergegeben. Ein Extrakt wurde aus Blut, das 10 min nach der Injektion von N-thylanilin entnommen wurde, erhalten, das andere aus Blut, das 20 min nach der Injektion von N-Methylanilin entnommen wurde. Auerdem ist die Extinktion einer Lsung von 0,8 ~ Nitrosobenzol je Milliliter Tetrachlorkohlenstoff eingezeichnet. Die Lage der Extinktionsmaxima der Extrakte aus den Blutproben und das Verhltnis der Extinktionen bei verschiedenen

    36*

  • s,5

    ~o

    ~5

    550 NORBERT HOLZER und MANFRED K :ESE:

    Wellenlngen stimmen mit den entsprechenden Daten der Lsung von Nitrosobenzol in Tetrachtorkohlenstoff berein. Aus den Extinktionen der Tetraehlorkohlenstoff-Extrakte ergeben sich sogar etwas hhere Konzentrationen an Nitrosobenzol im Blute als aus der chemischen Bestimmung.

    3. Konzentration des Anilin im Blute. Da Verteilung, Umsetzung und Ausscheidung des Anilin im Organismus von der Herkunft des Anilin unabhngig sind, kann der Anstieg der Anilinkonzentration im Blute als

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    Abb. 4 Abb. 5

    Abb.4. Konzentration des Anil in im Blute von Katzen nach intravenser Injektion von 0,209 mMol .N-Alkylanilin je Ki logramm. 4- + -N*-Methylanilin; N-J~thylanilin;

    A N-Butylani l in; [] D ~-Benzylani l in; i N,N-Dhnethylanil in

    Abb. 5. Konzentration des ngmiglobin, gemessen als Antei l am Gesamtblutfarbstoff, im Blute von Katzen nach intravenser in jekt ion von 0,209 mMol Ani l in bzw. :N-Alkylanilin je Ki logramm. o o Anil in; ~, ~- N-Methylanil in; N-thylanil in; A A N-Butylani l in;

    [] ~ N-Benzylanil in; * N,N-Dimethylanil in

    ein ungehres Ma der Geschwindigkeit der Anilinbildung aus den N-Alkylanilinen dienen. In Abb.4 sind die Anilinkonzentrationen im Blute der Katzen nach Injektion der N-Alkylaniline zusammengestellt. Am schnellsten entstand Anilin aus N-thylanilin, und die brigen Geschwindigkeiten der Anilinbildung ordneten sich in die Reihe: N-Methylanilin, N-Butylanilin, N,N-Dimethylanilin, N-Benzylanilin. Wghrend die Anilinkonzentration im Blute nach Injektion der anderen N-Alkylamine im Laufe von 20--30 min auf ihren Hchstwert stieg und dann langsam abnahm, stieg die Anilinkonzentration nach Injektion von N,N-Dimethylanilin ber lgngere Zeit an und erreichte so schlielich den gleichen Wert wie nach Injektion von N-Butylanilin.

  • 551

    4. Konzentration des Hmiglobin im Blute. Die nderung der Konzen- tration des Hmiglobin im Blute nach der Injektion der N-Alkylaniline ist in Abb.5 dargestellt. N-thyl- und N-Methylanilin erhhten die ]-Imiglobinkonzentration etwa gleich stark, N-Butylanilin etwas weniger. Am schnellsten verlief die Hmiglobinbildung nach Injektion von N- thylanilin. Bemerkenswert ist die Hmiglobinbildung durch N,N- Dimethylanilin. Sowohl die Geschwindigkeit der Hmiglobinbildung als auch die erreichte ttmiglobinkonzentration entsprachen den nach der Injektion von Anilin beobachteten Werten.

    Tabelle 1. Hchstwerte der Konzentrationen des Anilin, Nitrosobenzol und Hmiglobin und der Geschwindigkeit der Hmiglobinbildung im Blute von Katzen nach intra. venser Injektion von 0,1045 raMol N-Butylanilin und N-Methylanilin

    lanilin und 6 Versuchen mit N-Butylanilin )Iittel aus 3 Versuchen mit ~-Meth

    Anilin ~itrosobenzol

    y/ml r/ml

    N-Butylanilin 0,8 0,67 N-Methylanilin 1,8 1,1

    I{miglobin

    Gesamt- Blutfarbstoff

    0,47 0,52

    Zeit nach der In- jek- tion min

    Hmiglobin / 10 min A Gesamt-Blutfarbstoff /

    0,2 0,3

    Tabelle 2. Mittlere Konzentration des Nitrosobenzol und Hmiglobin im Blute von Katzen nach intravenser Injektion von 15,6 mg (0,1045 mMol) N-Butylanilin ]e Kilogramm (6 Versuche) und von 27,1 mg (0,209mMol) Anilin.hydrochlorid ]e

    Kilogramm (8 Versuche)

    10 20 40

    Nitrosobenzol

    Differenz

    7tml

    nach 2~-Butyl- nach

    Anilin anilin r/ml y/ml

    0,58=L0,09 0,924-0,08 0,674-0,14 0,944-0,10 0,43 =j= 0,10 0,58~ 0,11

    nach lff-Butyl-

    anilin

    0,344-0,121 0,274-0,17 0,154-0,14

    Hmiglobin Gesamtblat farbstoff

    nach Anilin

    Differenz

    Bildung von Nitrosobenzol, Anilin und Hmiglobin

    0,1460,027 0,2660,025 0,408 =L 0,028

    0,044 0,020 0,106 4- 0,034 0,2184-0,031

    0,1024-0,034 0,160B0,042 0,190B0,042

    5. Vergleich der Wirkung von N-Methylanil in und N-Butylani l in nach intravenser Injektion von 0,104 mMol je Kilogramm. Die halbe Dosis -Butylanilin, 0,104 mMol je Kilogramm, wurde von den 6 Katzen, an denen sie angewandt wurde, ertragen. Die beobachteten Hchstwerte der hier interessierenden Gren sind mit den entsprechenden Daten nach Injektion der halben Dosis N-Methylanilin in Tab. 1 zusammengestellt. Die Daten ergeben ein hnliches Verhltnis der Umsetzung und Wirkung der beiden N-Alkylaniline wie die der Versuche mit der doppelten Dosis, 0,209 m...

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