Methamphetamin-Rauch und Pyrolyseprodukte

G.Patton

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Einführung

In dieser Übersicht soll die bisherige Literatur über die Pyrolyse und die Einnahme von Methamphetamin durch erhitzte Dämpfe und die damit verbundenen thermischen Abbauprozesse zusammengefasst werden. Methamphetamin ist eine weit verbreitete Droge, die geraucht werden kann. Das Rauchen einer Droge führt im Allgemeinen zu einem schnellen Wirkungseintritt, der bei Methamphetamin mit der intravenösen Verabreichung vergleichbar ist.

In den meisten Fällen beginnt die thermische Zersetzung mit der Spaltung der schwächsten Bindung (häufig C-N), um freie Radikale zu erzeugen, die dann die stabilsten sterisch bevorzugten Produkte bilden. Bei der Erhitzung entstehen häufig thermische Zersetzungsprodukte sowie Metaboliten. Die akute und chronische Toxizität dieser Nebenprodukte ist, wenn überhaupt, nur unzureichend bekannt.

Beim Einatmen von Dämpfen gelangen die Verbindungen über Mund und Nase in die Lunge. Die Schleimhäute von Mund und Nase sollen zwar Partikel herausfiltern, doch können wasserlösliche Verbindungen an diesen Oberflächen hängen bleiben. Sobald die Moleküle in die Lunge gelangen, werden sie in Abhängigkeit von der jeweiligen Verbindung in den Blutkreislauf aufgenommen. Zu den Faktoren, die den Grad der Absorption beeinflussen, gehören die Entfernung der eingeatmeten Substanzen in die Lunge, die intrinsische Löslichkeit im Blut und die Geschwindigkeit des Blutflusses durch die Lunge. Sobald die Substanzen in den Blutkreislauf gelangen, werden sie ohne den Metabolismus erster Ordnung, der bei über den Magen-Darm-Trakt aufgenommenen Arzneimitteln auftritt, im Gewebe verteilt. Infolgedessen kann die wirksame Dosis einer bestimmten Droge, die durch Rauchen aufgenommen wird, viel höher sein als die gleiche Menge einer oral eingenommenen Droge. Darüber hinaus können die pharmakologischen Wirkungen einer gerauchten Droge nahezu sofort eintreten. Das schnelle und intensive Einsetzen der pharmakologischen Wirkungen ist die treibende Kraft, eine bestimmte Substanz zu rauchen oder zu injizieren, im Gegensatz zur oralen Einnahme.

Der Erhitzungsprozess

Eine der Herausforderungen bei der Identifizierung der thermischen Zersetzungsprodukte gerauchter Drogen besteht darin, realistische und repräsentative Temperaturbereiche des Prozesses sowohl aus Sicht der Konsumenten als auch aus analytischer Sicht zu bestimmen. Es gibt keine einheitliche Methode des "Rauchens", sondern vielmehr eine Reihe von Bedingungen, die von einer leichten bis mäßigen Erhitzung mit Utensilien bis hin zu einer aggressiveren Erhitzung in einem zigarettenähnlichen System reichen. Im einfachsten Fall wird die Droge durch Erhitzen verflüchtigt und gelangt über die Lunge in den Blutkreislauf. Es sind auch andere Prozesse möglich, wie die Verflüchtigung anderer Bestandteile und Verunreinigungen, die Verflüchtigung mit anschließendem thermischen Abbau oder der thermische Abbau auf einer Oberfläche mit anschließender Verflüchtigung (Abbildung 1).
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Abbildung 1. Oberer Rahmen: Wege, über die ein Arzneimittel oder ein Arzneimittelsalz in die Gasphase gelangen kann. Das generische B steht für eine basische Droge in der unprotonierten Form (freie Base); TD bezieht sich auf thermische Zersetzungsprodukte.

Das Methamphetamin ist basisch und enthält eine Aminogruppe. Der Feststoff kann in der freien Basenform (B), in der Salzform (typischerweise, aber nicht ausschließlich das Hydrochloridsalz) oder in der protonierten Form (BH+) vorliegen. Die Verdampfung, die Voraussetzung für das Rauchen im Sinne dieser Übersicht, kann mehr als einen Phasenwechsel beinhalten (Abbildung 1, Weg 1), dessen Ausmaß von der Art der Erhitzung, der Temperatur, der Matrix und dem betreffenden Arzneimittel abhängt. Zunächst kann es zu einem thermischen Abbau des Salzes zur freien Base kommen, gefolgt von einer anschließenden Verdampfung (Abbildung 1, Weg 2). Unter anderen Erhitzungsbedingungen kann die Base oder das Salz vor der Verdampfung thermisch abgebaut werden (Abbildung 1, Wege 3 und 4), wobei ein weiterer Abbau stattfinden kann.

Drogen können im therapeutischen und im Freizeitbereich durch Inhalation eingenommen werden. Therapeutische Wirkstoffe können auch durch Inhalation verabreicht werden, aber diese Methoden beinhalten keine aggressive Erhitzung; das Ziel ist vielmehr, ein inhalierbares Aerosol zu erzeugen. Die einzige nennenswerte therapeutische Verwendung von verdampften Substanzen ist die Anästhesie, bei der die Wirkstoffe in der Regel in der Dampfphase bei Raumtemperatur vorliegen. Elektronische Zigaretten werden als Mittel zur Nikotinabgabe immer beliebter. Diese Geräte erhitzen sanft Lösungen von Diolen, Aromastoffen und Nikotin, um ein inhalierbares Aerosol zu erzeugen. Die Wärmezufuhr erfolgt über eine Batterie mit Temperaturen im Bereich von 40-65 °C. Bei diesen Temperaturen dürfte die thermische Zersetzung minimal sein. Zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels wurden keine veröffentlichten Berichte gefunden, die sich speziell mit der Einnahme missbräuchlich konsumierter Drogen durch elektronische Zigaretten befassen.

Wie in Abbildung 2a dargestellt, sind die reaktiven Bereiche die Verbrennungszone (exotherme Reaktionen) und die Pyrolysezone, in der endotherme Reaktionen dominieren. Die aktive Verbrennung findet in der Spitze statt und wird verstärkt, wenn der Benutzer an der Zigarette "pafft" und Luft durch diesen Bereich zieht. Während des Zugs steigt die Temperatur schnell an und kann bis zu 950 °C erreichen. Beim Durchströmen des Verbrennungsbereichs zum pyrolytischen Bereich wird der Luft Sauerstoff entzogen.
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Abbildung 2. Oberer Rahmen: Erhitzte Zonen und Luftstrom in einer Zigarette. Unten links: Beheizte Zonen und Luftstrom in einer improvisierten Heizvorrichtung. Unten rechts: Erhitzungsprozess im Freien wie bei "Chasing the Dragon".

Die chemischen Reaktionen werden hier von der reduktiven Zersetzung dominiert. Kondensation und Filtration von Partikeln treten als Produkte in der Nähe der Mündung auf. In einem Beitrag aus dem Jahr 2004 wurden Experimente beschrieben, mit denen festgestellt werden sollte, inwieweit verflüchtigte Verbindungen beim Zigarettenrauchen thermisch abgebaut werden. Unter Verwendung eines analytischen Pyrolyse-Zulaufs zu einem GC-MS fanden die Autoren heraus, dass bei den meisten Verbindungen der größte Teil der Ausgangsverbindung auf den Raucher übertragen wird. Diese Studie zeigte, dass das Ausmaß des intakten Transfers vom Formelgewicht und der Flüchtigkeit (je kleiner das Molekulargewicht, desto größer der intakte Transfer) und in geringerem Maße von den funktionellen Gruppen und der Matrix abhängt. Die Autoren verglichen die Ergebnisse der analytischen Pyrolyse mit dem Rauchen unter Verwendung radiomarkierter Verbindungen und berichteten, dass die analytische Pyrolyse für relativ flüchtige Verbindungen (<~300Da) ein gutes Modell für das Rauchen darstellt. Sie wiesen auf einen Vorbehalt hin: Diese Methode überschätzte den Grad der Pyrolyse größerer, weniger flüchtiger Verbindungen. Diese Einschränkung ist im Zusammenhang mit Missbrauchsdrogen, von denen die meisten ein Molekulargewicht von weniger als 400Da haben, nicht kritisch.

Das Rauchen von Zigaretten ahmt nicht den typischen Prozess der Einnahme von Drogen wie Kokain, Methamphetamin, Amphetamin, Heroin und Fentanyl nach. In diesen Fällen (Abbildungen 2b und 2c) werden die Drogen auf eine Oberfläche oder in ein behelfsmäßiges Rohr wie eine Glühbirne gelegt und mit einem Feuerzeug erhitzt. Der Dampf wird mit einem Strohhalm oder einer ähnlichen Vorrichtung in die Lunge gesaugt. Je nach Bauart des Geräts kann der Benutzer die Luft über das erhitzte Material oder, im Falle von Pfeifen, durch das Material ziehen. Es gibt keine Verbrennungszone, die mit derjenigen von Zigaretten vergleichbar wäre. Dementsprechend lassen sich viele Arten des Rauchens besser als Erhitzung im Freien unter oxidativen Bedingungen beschreiben. Bei der als "Drachenjagd" bezeichneten Methode wird die Substanz auf eine Oberfläche wie z. B. Aluminiumfolie gelegt und mit einem Feuerzeug erhitzt. Die Folie erreicht innerhalb weniger Sekunden hohe Temperaturen von bis zu 600 °C, obwohl die Wärmeabsorption durch die Matrix (bestimmt durch die Wärmekapazität) die Temperatur des Feststoffs auf ~400 °C begrenzen kann.

Terminologie und Mechanismus

Der am häufigsten verwendete Begriff zur Beschreibung des Rauchvorgangs im Zusammenhang mit Drogenmissbrauch ist Pyrolyse. Die Pyrolyse ist eine Art thermische Abbaureaktion in der Gasphase, die unter aeroben oder aeroben Bedingungen stattfinden kann. Streng genommen handelt es sich bei der Pyrolyse nicht um eine Verbrennung, aber die Pyrolyse kann zur Auslösung einer Verbrennung führen. Der Temperaturbereich, in dem die Pyrolyse stattfindet, hängt von dem zu zersetzenden Material ab. In dieser Übersicht wird der Begriff Pyrolyse allgemein verwendet, um das Aufbrechen von Bindungen zu beschreiben, wobei freie Radikale entstehen, die direkt oder indirekt Produktmoleküle erzeugen. In den meisten Fällen basiert die anfängliche Spaltung auf der Stärke der Bindung, und die gebildeten Verbindungen können auf der Grundlage der relativen Stabilität der Produkte und potenzieller Umlagerungsprodukte vorhergesagt werden. Zu den Pyrolysereaktionen gehören (in der Reihenfolge ihrer Häufigkeit) Eliminierungen, Umlagerungen, Oxidationen, Reduktionen, Substitutionen und Additionen. Es ist erwähnenswert, dass die Gasphasenpyrolyse in Bereichen wie Verbrennung, Biomasseverbrennung, Polymere und Energie/Brennstoffe ausgiebig untersucht wurde, aber es gibt keine fertigen Werkzeuge oder Anwendungen, die eine schnelle In-silico-Vorhersage ermöglichen, welche Pyrolyseprodukte sich aus einem bestimmten kleinen Molekül unter bestimmten Bedingungen bilden können. Von den genannten Reaktionstypen ist die pyrolytische Eliminierung die am häufigsten beobachtete und kann als α-Eliminierung, β-Eliminierung, 1,3-Eliminierung usw. kategorisiert werden, je nachdem, welche Atome an der ursprünglichen Bindungsspaltung beteiligt sind und welche Atome eliminiert werden. Viele dieser Eliminierungsreaktionen folgen einem Ei-Mechanismus, einem intra-molekularen (i) Eliminierungsprozess. Der Übergangszustand ist zyklisch, und jede neu gebildete Doppelbindung geht im Allgemeinen in Richtung des am wenigsten substituierten Kohlenstoffs (Hoffmannsche Regel). Wenn vor der Reaktion bereits eine Doppelbindung im Molekül vorhanden ist, wird die Bildung eines konjugierten Systems begünstigt, wenn dies sterisch möglich ist.

In einigen wenigen Arbeiten wurde der Einfluss des Protonierungszustands und der sauren Salzform der für Pyrolyseprodukte untersuchten basischen Arzneimittel untersucht. Das Chloridanion (eines HCl-Salzes) kann als Nukleophil wirken, und infolgedessen wurden chlorierte Produkte als Pyrolyseprodukte beobachtet.
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Abbildung 3. Gemeldete Pyrolyseprodukte von Methamphetamin.

Es gibt sieben Hauptpyrolyseprodukte: Amphetamin (17, Abbildung 3), trans-Phenylaceton (18, Abbildung 3), Dimethylamphetamin (19, Abbildung 3), n-Acetyl-, n-Propionyl-, n-Formyl-Methylmethamphetamin (20, Abbildung 3) und n-Cyanomethylmethamphetamin (21, Abbildung 3). In einer Studie aus dem Jahr 1999 wurden viele dieser Pyrolyseprodukte bestätigt und zahlreiche weitere identifiziert, darunter Furfurylmethylamphetamin, 2-Propenylbenzol, Benzylmethylketoxim, 3,4-Dihydro-2-naphthaleon, n-Formylamphetamin, n-Acetylamphetamin und Bibenzyl, obwohl die Identifizierungen nicht durch Referenzstandards bestätigt wurden.

In einer 2007 von Ely et al. veröffentlichten Arbeit wurde eine analytische Pyroprobe verwendet und Amphetamin, Ethylbenzol, 1-Phenylpropen (22, Abbildung 3), Toluol, Styrol, Ephedrin, Nor-Ephedrin und mehrere Metaboliten als Pyrolyseprodukte identifiziert. Einige wenige Mischungen wurden untersucht (mit Koffein, Lidocain und Benzocain), wobei keine nennenswerten Unterschiede bei den Pyrolyseprodukten von Methamphetamin festgestellt wurden. Es wurde auch über Bibenzyl berichtet, aber die Identifizierung wurde nicht durch Referenzstandards bestätigt.

Die letztgenannten Bestandteile haben aufgrund der extrem geringen Mengen keine nennenswerten Auswirkungen auf den Körper des Konsumenten. So entstehen beispielsweise bei der Sublimation von 1 g Methamphetamin nicht mehr als 0,00001 g Ephedrin und Norephedrin, was 1000-mal geringer ist als die effektive Mindestdosis. Wahrscheinlich entstehen bei der Sublimation noch eine Reihe anderer Stoffe, jedoch in so geringen Mengen, dass es in diesem Stadium der Entwicklung von Kontrollmethoden nicht möglich ist, sie zu identifizieren.

Pyrolyseprodukte - kurzer Überblick

Amphetamin ist ein Stimulans des zentralen Nervensystems, das wie Methamphetamin auf einer verstärkten Freisetzung von Katecholaminen (Dopamin, Noradrenalin und Serotonin) aus den präsynaptischen Endigungen beruht, wodurch die Müdigkeit verringert, ein Energieschub ausgelöst, das Schlafbedürfnis verringert und der Appetit unterdrückt wird.

Phenylaceton ist ein Stoff, der für die Synthese von Amphetamin und Methamphetamin verwendet wird, sowie ein inaktiver Metabolit dieser Tenside. Im Körper wird es zu Benzoesäure oxidiert und konjugiert mit Glycin zu Hippursäure, die über die Nieren ausgeschieden wird. Bei dieser Art der Einnahme hat es keine spürbare psychoaktive Wirkung auf den Körper.

Dimethylamphetamin ist ein ZNS-Stimulans, das weniger stark ist als Amphetamin und Methamphetamin, aber ähnliche Wirkungen hat. N-Formylmethamphetamin ist eine toxische Substanz, die Haut und Schleimhäute reizt, Stoffwechselstörungen verursacht, zur Anhäufung im Körper neigt und psychische Störungen sowie organische Läsionen des Zentralnervensystems verursacht. In saurem Milieu wird es zu Methamphetamin reduziert.

N-Formylmethamphetamin ist eine giftige Substanz, die Haut und Schleimhäute reizt, Stoffwechselstörungen verursacht, zur Anhäufung im Körper neigt und psychische Störungen sowie organische Läsionen des Zentralnervensystems hervorruft und im sauren Milieu zu Methamphetamin reduziert wird.

1-Pnylpropen ist krebserregend und erbgutverändernd; reichert sich nicht im Körper an. Häufiges Einatmen verursacht Lungenkrebs.

N-Cyanomethylmethamphetamin ist ein starkes Gift, wirkt lokal reizend auf Haut und Schleimhäute, wird im Körper zu Cyaniden metabolisiert, die die Zellatmung hemmen. Es wird nur gebildet, wenn Methamphetamin zusammen mit Tabak sublimiert wird (z. B. beim Rauchen einer Zigarette mit Methamphetamin).

Schlussfolgerungen.

1. Rauchen Sie unter keinen Umständen Methamphetamin zusammen mit Tabak.
2. Wenn Sie reines Methamphetamin rauchen, ist es ratsam, die Dämpfe vor dem Inhalieren durch eine schwach säurehaltige Flüssigkeit (Zitronen-, Apfel- oder Orangensaft, trockener Wein usw.) zu ziehen. Die Gase werden in Wasser gekühlt und schädigen die Atemwege nicht. Wenn Sie diese Empfehlungen befolgen, ist die Inhalation von Methamphetamin nicht gefährlicher als die intranasale oder orale Einnahme.
 
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pinkymeth

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Sehr gute Informationen. Vielen Dank!
 

diogenes

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Hallo, ich habe mich schon immer gefragt, ob es besser ist, den Meth-Dampf ein paar Sekunden lang zu halten, um die Absorption zu erhöhen, oder ob es unnötig ist. Ich habe vor einiger Zeit im Internet recherchiert, aber keine eindeutige Antwort gefunden. Logischerweise sollte es besser sein, den Atem anzuhalten, und außerdem gibt es beim Ausatmen weniger Wolken. Meine andere Frage ist, wie kann die Absorption beim Inhalieren besser sein als bei der oralen Einnahme, wenn beim Ausatmen immer noch ziemlich viel Rauch vorhanden ist? Es wäre auch interessant zu wissen, was dieser unangenehm riechende Stoff ist (eine Art blumiger Geruch - aber überhaupt nicht angenehm), der sich bildet, wenn Methamphetamin wiederholt erhitzt wird. Ich habe festgestellt, dass es fast unvermeidlich ist, dass eine braune Verfärbung entsteht, die mit der Anzahl der Erhitzungen zunimmt, und der Geruch steigt linear mit der Farbe.
 

diogenes

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Ich wollte damit nur meine eigene Frage beantworten (entschuldigen Sie, wenn dies hier teilweise vom Thema abweicht, aber ich dachte, ich könnte es genauso gut erwähnen, denn auch wenn die Schlussfolgerung dieses Themas lautet, dass es keine signifikant schädlichen Auswirkungen des Rauchens von Methamphetamin gibt, könnte die Absorption auch ein Faktor sein. Admins können diesen Beitrag gerne in ein relevanteres Thema verschieben, wenn er zu sehr vom Thema abweicht.

Hier ein Zitat aus The bioavailability of intranasal and smoked methamphetamine (Harris et al., 2003)
`Methamphetamin wurde nach dem Rauchen oder der intranasalen Verabreichung gut absorbiert, mit Bioverfügbarkeiten von 79 % nach intranasaler Verabreichung und 67 % der geschätzten verabreichten Dosis oder 37,4 % der absoluten (Rohr-)Dosis nach dem Rauchen.
(Hervorhebung von mir). Andere Quellen geben höhere Werte an, aber angesichts der Tatsache, dass eine beträchtliche Menge an Rauch ausgeatmet wird, scheint dies ungefähr richtig zu sein. Die orale Bioverfügbarkeit wird gewöhnlich mit etwa 70 % angegeben, so dass man effektiv die 2-fache Menge der Droge erhält. Interessanterweise kommt das "Stecken" der intravenösen Verabreichung sehr nahe, nämlich fast 100 %, und es besteht ein viel geringeres Risiko von Infektionen und sogar von Abhängigkeit, da der Rausch nicht so schnell einsetzt (der Wirkungseintritt ist bei oralen Drogen ähnlich).

Eine andere Sache ist, dass (zumindest für mich) das Rauchen die süchtig machendste Form ist, mit zwanghaftem Nachdosieren auf der "Jagd nach der schönsten Wolke". Am besten kann ich mir das so erklären, dass es das schöne Ritual des Rauchens und die Wirkung von Stimulanzien kombiniert, also effektiv zwei Suchtpotenziale in einem.
 

Paracelsus

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Ich bin der Meinung, dass es sich nicht lohnt, die Verbrennungsprodukte für zusätzliche Sekunden in der Lunge zu behalten. Da die Bioverfügbarkeit von Meth durch Rauchen nicht am höchsten ist, kann eine solche Methode nur auf der Placebo-Ebene eine signifikante Wirkung haben. Im Allgemeinen hat die Angewohnheit, den Rauch beim Inhalieren zurückzuhalten, eher rituellen Charakter und ist mit psychologischem Komfort verbunden.
 
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