Bevezetés
Ennek az áttekintésnek az a célja, hogy összefoglalja a metamfetamin pirolízisével és fűtött gőzfogyasztásával, valamint a kísérő termikus lebomlási folyamatokkal kapcsolatos eddigi szakirodalmat. A metamfetamin egy gyakori, elszívható visszaélési kábítószer. A kábítószer elszívása általában gyors hatáskezdetet biztosít, ami a metamfetamin tekintetében az intravénás beadáshoz hasonlítható.
A legtöbb esetben a termikus bomlás a leggyengébb kötés (gyakran C-N) hasadásával kezdődik, hogy szabad gyökök keletkezzenek, amelyek aztán a legstabilabb, sterikusan előnyös termékeket képezik. A melegítés során gyakran keletkeznek termikus bomlástermékek, valamint olyanok is, amelyek metabolitok. E melléktermékek akut és krónikus toxicitása kevéssé ismert, ha egyáltalán ismert.
A gőzök belélegzése, mint a lenyelés módja, a vegyületeket a szájon és az orron keresztül juttatja a tüdőbe. Bár a száj és az orr nyálkahártyája a részecskék kiszűrésére szolgál, a vízben oldódó vegyületek csapdába eshetnek ezeken a felületeken. A tüdőbe jutva a molekulák a vegyülettől függő sebességgel oszlanak meg a véráramban. A felszívódás mértékét befolyásoló tényezők közé tartozik, hogy a belélegzett anyagok milyen messzire jutnak a tüdőbe, a vérben való saját oldhatóság és a tüdőn keresztül történő véráramlás sebessége. A véráramba jutva a vegyületek a szövetekbe a GI-traktusból felszívódó gyógyszereknél előforduló elsőrendű anyagcsere nélkül oszlanak el. Ennek eredményeként egy adott gyógyszer dohányzással bevitt hatékony dózisa sokkal nagyobb lehet, mint a szájon át bevitt azonos mennyiségű gyógyszeré. Ezenkívül a farmakológiai hatások szinte azonnal jelentkezhetnek a füstölt drogok esetében. A farmakológiai hatások gyors és intenzív fellépése a motiváló erő egy adott anyag elszívására vagy befecskendezésére, szemben a szájon át történő bevitellel.
A legtöbb esetben a termikus bomlás a leggyengébb kötés (gyakran C-N) hasadásával kezdődik, hogy szabad gyökök keletkezzenek, amelyek aztán a legstabilabb, sterikusan előnyös termékeket képezik. A melegítés során gyakran keletkeznek termikus bomlástermékek, valamint olyanok is, amelyek metabolitok. E melléktermékek akut és krónikus toxicitása kevéssé ismert, ha egyáltalán ismert.
A gőzök belélegzése, mint a lenyelés módja, a vegyületeket a szájon és az orron keresztül juttatja a tüdőbe. Bár a száj és az orr nyálkahártyája a részecskék kiszűrésére szolgál, a vízben oldódó vegyületek csapdába eshetnek ezeken a felületeken. A tüdőbe jutva a molekulák a vegyülettől függő sebességgel oszlanak meg a véráramban. A felszívódás mértékét befolyásoló tényezők közé tartozik, hogy a belélegzett anyagok milyen messzire jutnak a tüdőbe, a vérben való saját oldhatóság és a tüdőn keresztül történő véráramlás sebessége. A véráramba jutva a vegyületek a szövetekbe a GI-traktusból felszívódó gyógyszereknél előforduló elsőrendű anyagcsere nélkül oszlanak el. Ennek eredményeként egy adott gyógyszer dohányzással bevitt hatékony dózisa sokkal nagyobb lehet, mint a szájon át bevitt azonos mennyiségű gyógyszeré. Ezenkívül a farmakológiai hatások szinte azonnal jelentkezhetnek a füstölt drogok esetében. A farmakológiai hatások gyors és intenzív fellépése a motiváló erő egy adott anyag elszívására vagy befecskendezésére, szemben a szájon át történő bevitellel.
A melegítési folyamat
A füstölt visszaélés kábítószerek termikus bomlástermékeinek azonosításával kapcsolatos egyik kihívás a folyamat reális és reprezentatív hőmérsékleti tartományainak meghatározása mind a felhasználó, mind az analitika szempontjából. A "dohányzásnak" nincs egyetlen módszere, hanem inkább a körülmények tartománya, a parafernáliával történő enyhe vagy mérsékelt melegítéstől a cigarettaszerű rendszerben történő agresszívebb melegítésig. A legegyszerűbb esetben a melegítés elpárologtatja a kábítószert, hogy az a tüdőn keresztül a véráramba kerüljön. Más folyamatok is lehetségesek, beleértve más összetevők és szennyező anyagok elpárolgását; az elpárolgást követi a termikus lebomlás; vagy a felületen történő termikus lebomlást követi az elpárolgás (1. ábra).
1. ábra. Felső keret: Útvonalak, amelyeken keresztül egy gyógyszer vagy gyógyszersó a gázfázisba juthat. A generikus B a bázikus hatóanyagot jelöli a nem protonált (szabad bázis) formában; a TD a termikus bomlástermékekre utal.
A metamfetamin bázikus és egy amincsoportot tartalmaz. A szilárd anyag lehet a szabad bázisos formában (B), a sós formában (jellemzően, de nem kizárólag a hidroklorid só) vagy a protonált formában (BH+). A párolgás, az ebben az áttekintésben meghatározott füstölés előfeltétele, több mint egy fázisátalakulással járhat (1. ábra, 1. út), amelynek mértéke a melegítés módjától, a hőmérséklettől, a mátrixtól és a szóban forgó hatóanyagtól függ. Először a só termikus lebomlása történhet a szabad bázisú formává, majd ezt követően a párolgás (1. ábra, 2. ösvény). Különböző fűtési körülmények között a bázis vagy a só a párolgást megelőzően termikus lebomláson mehet keresztül (1. ábra, 3. és 4. út), ahol további lebomlás következhet be.
A kábítószereket terápiás és rekreációs céllal inhaláció útján is be lehet venni. A terápiás szerek inhaláció útján is beadhatók, de ezek a módok nem járnak agresszív melegítéssel; a cél inkább az inhalálható aeroszol előállítása. A párologtatott anyagok egyetlen jelentős terápiás felhasználása az altatásban történik, ahol a szerek jellemzően szobahőmérsékleten gőzfázisban vannak. Az elektronikus cigaretták egyre népszerűbbek a nikotin adagolásának eszközeként. Ezek az eszközök finoman melegítik a diolok, aromák és nikotin oldatait, hogy belélegezhető aeroszolt hozzanak létre. A hőellátás akkumulátoron keresztül történik, 40-65 °C közötti hőmérsékleten. Ezen a hőmérsékleten a termikus degradáció várhatóan minimális. E cikk írásakor még nem találtunk olyan publikált jelentést, amely kifejezetten az elektronikus cigarettán keresztül történő kábítószer-fogyasztással foglalkozott volna.
Amint a 2a. ábrán látható, a reaktív területek az égési zóna (exoterm reakciók) és a pirolízis zóna, ahol az endoterm reakciók dominálnak. Az aktív égés a hegyben történik, és akkor erősödik fel, amikor a felhasználó "pöfékel" a cigarettán, és levegőt szív át a területen. A szívás során a hőmérséklet gyorsan emelkedik, és megközelítheti a 950 °C-ot. A levegőből oxigén távozik, miközben az égési tartományon keresztül a pirolitikus tartományba áramlik.
A kábítószereket terápiás és rekreációs céllal inhaláció útján is be lehet venni. A terápiás szerek inhaláció útján is beadhatók, de ezek a módok nem járnak agresszív melegítéssel; a cél inkább az inhalálható aeroszol előállítása. A párologtatott anyagok egyetlen jelentős terápiás felhasználása az altatásban történik, ahol a szerek jellemzően szobahőmérsékleten gőzfázisban vannak. Az elektronikus cigaretták egyre népszerűbbek a nikotin adagolásának eszközeként. Ezek az eszközök finoman melegítik a diolok, aromák és nikotin oldatait, hogy belélegezhető aeroszolt hozzanak létre. A hőellátás akkumulátoron keresztül történik, 40-65 °C közötti hőmérsékleten. Ezen a hőmérsékleten a termikus degradáció várhatóan minimális. E cikk írásakor még nem találtunk olyan publikált jelentést, amely kifejezetten az elektronikus cigarettán keresztül történő kábítószer-fogyasztással foglalkozott volna.
Amint a 2a. ábrán látható, a reaktív területek az égési zóna (exoterm reakciók) és a pirolízis zóna, ahol az endoterm reakciók dominálnak. Az aktív égés a hegyben történik, és akkor erősödik fel, amikor a felhasználó "pöfékel" a cigarettán, és levegőt szív át a területen. A szívás során a hőmérséklet gyorsan emelkedik, és megközelítheti a 950 °C-ot. A levegőből oxigén távozik, miközben az égési tartományon keresztül a pirolitikus tartományba áramlik.
2. ábra. Felső keret: Fűtött zónák és légáramlás egy cigarettában. Balra lent: Fűtött zónák és légáramlás egy rögtönzött fűtőberendezésben. Jobb alsó: Fűtési folyamat a szabad levegőn, mint a "sárkány üldözése" című filmben.
A kémiai reakciókat itt a reduktív bomlás dominálja. Kondenzáció és részecskeszűrés történik, mint a szájhoz közeli termékek. Egy 2004-es tanulmányban olyan kísérleteket tárgyaltak, amelyek azt próbálták meghatározni, hogy a cigarettázás során milyen mértékben bomlanak le termikusan az elillant vegyületek. A szerzők egy GC-MS-hez csatlakoztatott analitikus pirolízis-bemenetet használva azt találták, hogy a legtöbb vegyület esetében az alapvegyület nagy része átkerül a dohányosba. Ez a vizsgálat kimutatta, hogy az ép átvitel mértéke függ a képlet súlyától és az illékonyságtól (minél kisebb a molekulatömeg, annál nagyobb az ép átvitel), és kisebb mértékben a funkciós csoportoktól és a mátrixtól. A szerzők összehasonlították az analitikai pirolízis eredményeit a dohányzással, radiomarkált vegyületek felhasználásával, és a viszonylag illékony vegyületek (<~300Da) esetében arról számoltak be, hogy az analitikai pirolízis jó modellje a dohányzásnak. Megjegyeztek egy fenntartást: ez a módszer túlbecsülte a nagyobb, kevésbé illékony vegyületek pirolízisének mértékét. Ez a korlátozás nem kritikus a visszaélés kábítószereivel összefüggésben, amelyek többsége 400Da-nál kisebb molekulatömegű.
A cigarettázás nem utánozza az olyan kábítószerek, mint a kokain, a metamfetamin, az amfetamin, a heroin és a fentanil lenyelésének tipikus folyamatát. Ezekben az esetekben (2b. és 2c. ábra) a kábítószereket egy felületre vagy egy rögtönzött pipába, például egy villanykörtébe helyezik, és öngyújtóval melegítik fel. A gőzt szívószállal vagy hasonló eszközzel szívják be a tüdőbe. Az eszköz kialakításától függően a felhasználó a levegőt a felmelegített anyag fölé, vagy a csövek esetében az anyagon keresztül húzhatja. Nincs a cigarettához hasonló égési zóna. Ennek megfelelően a dohányzás számos módja jobban leírható oxidatív körülmények között történő szabadtéri fűtésként. A "sárkány üldözése" néven emlegetett módszer során az anyagot egy felületre, például alumíniumfóliára helyezik, és öngyújtóval melegítik. A fólia néhány másodperc alatt eléri a 600 °C-ig emelkedő hőmérsékletet, bár a mátrix hőfelvétele (amelyet a hőkapacitások határoznak meg) ~400 °C-ra korlátozhatja a szilárd anyag hőmérsékletét.
A cigarettázás nem utánozza az olyan kábítószerek, mint a kokain, a metamfetamin, az amfetamin, a heroin és a fentanil lenyelésének tipikus folyamatát. Ezekben az esetekben (2b. és 2c. ábra) a kábítószereket egy felületre vagy egy rögtönzött pipába, például egy villanykörtébe helyezik, és öngyújtóval melegítik fel. A gőzt szívószállal vagy hasonló eszközzel szívják be a tüdőbe. Az eszköz kialakításától függően a felhasználó a levegőt a felmelegített anyag fölé, vagy a csövek esetében az anyagon keresztül húzhatja. Nincs a cigarettához hasonló égési zóna. Ennek megfelelően a dohányzás számos módja jobban leírható oxidatív körülmények között történő szabadtéri fűtésként. A "sárkány üldözése" néven emlegetett módszer során az anyagot egy felületre, például alumíniumfóliára helyezik, és öngyújtóval melegítik. A fólia néhány másodperc alatt eléri a 600 °C-ig emelkedő hőmérsékletet, bár a mátrix hőfelvétele (amelyet a hőkapacitások határoznak meg) ~400 °C-ra korlátozhatja a szilárd anyag hőmérsékletét.
Terminológia és mechanizmus
A visszaélés kábítószereivel összefüggésben a füstölési folyamat leírására leggyakrabban használt kifejezés a pirolízis. A pirolízis egyfajta gázfázisú termikus lebontási reakció, amely aerob vagy aerob körülmények között is végbemehet. Szigorúan véve a pirolízis nem égés, de a pirolízis égés megindulásához vezethet. A hőmérséklet-tartomány, amelyen a pirolízis bekövetkezik, a bomló anyagtól függ. Ebben az áttekintésben a pirolízist általánosan használjuk a kötések bontására, amely során szabad gyökök keletkeznek, amelyek közvetlenül vagy közvetve termékmolekulákat hoznak létre. Az esetek többségében a kezdeti hasadás a kötéserősségen alapul, és a keletkező vegyületek a termékek és a lehetséges átrendeződési termékek relatív stabilitása alapján megjósolhatók. A pirolízisreakciók (gyakorisági sorrendben) tartalmaznak eliminációkat, átrendeződéseket, oxidációkat, redukciókat, szubsztitúciókat és addíciókat. Érdemes megjegyezni, hogy a gázfázisú pirolízist kiterjedten tanulmányozták olyan területeken, mint az égés, a biomassza égetése, a polimerek és az energia/üzemanyagok, de nincsenek kész eszközök vagy alkalmazások, amelyek lehetővé tennék annak gyors in silico előrejelzését, hogy adott körülmények között milyen pirolitikus termékek képződhetnek egy adott kismolekulából. Az említett reakciótípusok közül a pirolitikus elimináció a leggyakrabban megfigyelt reakciótípus, amely az α-elimináció, β-elimináció, 1,3-elimináció stb. kategóriákba sorolható, attól függően, hogy milyen atomok vesznek részt a kezdeti kötéshasadásban, és mely atomok eliminálódnak. Sok ilyen eliminációs reakció az Ei mechanizmust követi, egy molekulán belüli (i) eliminációs folyamatot. Az átmeneti állapot ciklikus, és minden újonnan keletkező kettős kötés általában a legkevésbé szubsztituált szén felé megy (Hoffmann-szabály). Ha a molekulán belül a reakció előtt már létezik kettős kötés, akkor a konjugált rendszer kialakulása előnyben részesül, ha sterikusan megvalósítható.
Néhány dolgozat foglalkozott a pirolitikus termékekre értékelt bázikus gyógyszerek protonáltsági állapotának és savas sóformájának hatásával. A klorid anion (a HCl sóból) nukleofilként viselkedhet, és ennek eredményeként klórozott termékeket figyeltek meg pirolízis termékként.
Néhány dolgozat foglalkozott a pirolitikus termékekre értékelt bázikus gyógyszerek protonáltsági állapotának és savas sóformájának hatásával. A klorid anion (a HCl sóból) nukleofilként viselkedhet, és ennek eredményeként klórozott termékeket figyeltek meg pirolízis termékként.
3. ábra. A metamfetamin bejelentett pirolitikus termékei.
Hét fő pirolízistermék létezik: amfetamin (17, 3. ábra), transz-fenilaceton (18, 3. ábra), dimetil-amfetamin (19, 3. ábra), n-acetil, n-propionil, n-formil-metil-metamfetamin (20, 3. ábra) és n-cianometil-metamfetamin (21, 3. ábra). Egy 1999-es vizsgálat számos ilyen pirolitikus terméket megerősített, és számos más terméket azonosított, köztük furfuril-metil-amfetamint, 2-propenil-benzolt, benzil-metil-ketoximot, 3,4-dihidro-2-naftaleont, n-formil-amfetamint, n-acetil-amfetamint és bibenzil, bár az azonosításokat nem erősítették meg referencia-standardokkal.
Egy 2007-ben Ely és munkatársai által közzétett tanulmányban analitikai piroszondát használtak, és amfetamint, etilbenzolt, 1-fenilpropént (22, 3. ábra), toluol, sztirolt, efedrint, nor-efedrint és számos metabolitot azonosítottak pirolitikus termékként. Néhány keveréket értékeltek (koffeinnel, lidokainnal és benzokainnal), és nem találtak említésre méltó különbségeket a metamfetamin pirolitikus termékeiben. Bibenzilről is beszámoltak, de az azonosítást nem erősítették meg referencia-standardokkal.
Az utolsóként felsorolt összetevőknek a rendkívül kis mennyiségek miatt nincs jelentős hatásuk a fogyasztó szervezetére. Például 1 g metamfetamin szublimálásakor legfeljebb 0,00001 g efedrin és norefedrin keletkezik, ami 1000-szer kisebb, mint a minimálisan hatékony dózis. Valószínűleg a szublimáció során számos más anyag is keletkezik, de olyan jelentéktelen mennyiségben, hogy az ellenőrzési módszerek fejlesztésének jelenlegi szakaszában nem lehetséges ezek azonosítása.
Egy 2007-ben Ely és munkatársai által közzétett tanulmányban analitikai piroszondát használtak, és amfetamint, etilbenzolt, 1-fenilpropént (22, 3. ábra), toluol, sztirolt, efedrint, nor-efedrint és számos metabolitot azonosítottak pirolitikus termékként. Néhány keveréket értékeltek (koffeinnel, lidokainnal és benzokainnal), és nem találtak említésre méltó különbségeket a metamfetamin pirolitikus termékeiben. Bibenzilről is beszámoltak, de az azonosítást nem erősítették meg referencia-standardokkal.
Az utolsóként felsorolt összetevőknek a rendkívül kis mennyiségek miatt nincs jelentős hatásuk a fogyasztó szervezetére. Például 1 g metamfetamin szublimálásakor legfeljebb 0,00001 g efedrin és norefedrin keletkezik, ami 1000-szer kisebb, mint a minimálisan hatékony dózis. Valószínűleg a szublimáció során számos más anyag is keletkezik, de olyan jelentéktelen mennyiségben, hogy az ellenőrzési módszerek fejlesztésének jelenlegi szakaszában nem lehetséges ezek azonosítása.
Apirolízistermékek rövid áttekintése
Az amfetamin egy központi idegrendszeri stimuláns, amely a metamfetaminhoz hasonlóan a katekolaminok (dopamin, noradrenalin és szerotonin) felszabadulásának fokozásán alapul a preszinaptikus végződésekből, ami csökkenti a fáradtságot, energialöketet idéz elő, csökkenti az alvásigényt és elnyomja az étvágyat.
Afenilaceton az amfetamin és a metamfetamin szintéziséhez használt anyag, valamint e felületaktív anyagok inaktív metabolitja. A szervezetben benzoesavvá oxidálódik, glicinnel konjugálódik hippursavvá, amely a vesék által kiválasztódik. Ezzel a felhasználási móddal nem fejt ki észrevehető pszichoaktív hatást a szervezetre.
Adimetil-amfetamin az amfetaminnál és a metamfetaminnál kevésbé erős, hasonló hatású CNS-stimuláns. Az N-formil-metamfetamin mérgező anyag, amely irritálja a bőrt és a nyálkahártyákat, anyagcserezavarokat okoz, hajlamos felhalmozódni a szervezetben, mentális zavarokat, a központi idegrendszer szerves elváltozásait okozva. Savas környezetben metamfetaminná redukálódik.
Az N-formil-metamfetamin mérgező anyag, amely irritálja a bőrt és a nyálkahártyát, anyagcserezavarokat okoz, hajlamos felhalmozódni a szervezetben, mentális zavarokat, a központi idegrendszer szerves elváltozásait okozva. savas környezetben metamfetaminná redukálódik.
Az1-Pnylpropén rákkeltő és mutagén; nem halmozódik fel a szervezetben. Gyakori belégzése tüdőrákot okoz.
AzN-cianometilmetamfetamin erős méreg, a bőrön és a nyálkahártyán helyi irritáló hatású, a szervezetben cianidokká metabolizálódik, amelyek gátolják a sejtlégzést. Csak akkor keletkezik, ha a metamfetamin dohánnyal együtt szublimálódik (például metamfetaminos cigaretta elszívásakor).
Afenilaceton az amfetamin és a metamfetamin szintéziséhez használt anyag, valamint e felületaktív anyagok inaktív metabolitja. A szervezetben benzoesavvá oxidálódik, glicinnel konjugálódik hippursavvá, amely a vesék által kiválasztódik. Ezzel a felhasználási móddal nem fejt ki észrevehető pszichoaktív hatást a szervezetre.
Adimetil-amfetamin az amfetaminnál és a metamfetaminnál kevésbé erős, hasonló hatású CNS-stimuláns. Az N-formil-metamfetamin mérgező anyag, amely irritálja a bőrt és a nyálkahártyákat, anyagcserezavarokat okoz, hajlamos felhalmozódni a szervezetben, mentális zavarokat, a központi idegrendszer szerves elváltozásait okozva. Savas környezetben metamfetaminná redukálódik.
Az N-formil-metamfetamin mérgező anyag, amely irritálja a bőrt és a nyálkahártyát, anyagcserezavarokat okoz, hajlamos felhalmozódni a szervezetben, mentális zavarokat, a központi idegrendszer szerves elváltozásait okozva. savas környezetben metamfetaminná redukálódik.
Az1-Pnylpropén rákkeltő és mutagén; nem halmozódik fel a szervezetben. Gyakori belégzése tüdőrákot okoz.
AzN-cianometilmetamfetamin erős méreg, a bőrön és a nyálkahártyán helyi irritáló hatású, a szervezetben cianidokká metabolizálódik, amelyek gátolják a sejtlégzést. Csak akkor keletkezik, ha a metamfetamin dohánnyal együtt szublimálódik (például metamfetaminos cigaretta elszívásakor).
Következtetések.
1. Semmilyen körülmények között ne szívjon metamfetamint dohánnyal együtt.
2. Abban az esetben, ha tiszta metamfetamint szívunk, célszerű a gőzöket belégzés előtt gyenge savakat tartalmazó folyadékon (citrom-, alma- vagy narancslé, száraz bor stb.) átvezetni. A gázok vízben lehűlnek, és nem károsítják a légzőszerveket. Ha ezeket az ajánlásokat betartja, a metamfetamin inhalálása nem veszélyesebb, mint az intranazális vagy orális használat.
2. Abban az esetben, ha tiszta metamfetamint szívunk, célszerű a gőzöket belégzés előtt gyenge savakat tartalmazó folyadékon (citrom-, alma- vagy narancslé, száraz bor stb.) átvezetni. A gázok vízben lehűlnek, és nem károsítják a légzőszerveket. Ha ezeket az ajánlásokat betartja, a metamfetamin inhalálása nem veszélyesebb, mint az intranazális vagy orális használat.
Last edited by a moderator:
