Ievads
Šā pārskata mērķis ir apkopot līdz šim pieejamo literatūru, kas saistīta ar metamfetamīna pirolīzi un karsētu tvaiku norīšanu un ar to saistītajiem termiskās noārdīšanās procesiem. Metamfetamīns ir plaši izplatīta smēķējama narkotiskā viela. Narkotisko vielu smēķēšana parasti nodrošina ātru iedarbības sākumu, kas attiecībā uz metamfetamīnu ir salīdzināms ar intravenozu lietošanu.
Vairumā gadījumu termiskā noārdīšanās sākas ar vājākās saites (bieži C-N) sašķelšanu, lai radītu brīvos radikāļus, kas pēc tam veido stabilākos sterili labvēlīgākos produktus. Uzkarsēšanas procesā bieži rodas termiskās noārdīšanās produkti, kā arī metabolīti. Šo blakusproduktu akūtā un hroniskā toksicitāte ir vāji izpētīta, ja vispār ir izpētīta.
Ieelpojot tvaikus, savienojumi caur muti un degunu nonāk plaušās. Lai gan mutes un deguna gļotādas ir paredzētas daļiņu filtrēšanai, uz šīm virsmām var rasties ūdenī šķīstošu savienojumu aizturēšana. Nonākot plaušās, molekulas sadalās asinsritē ar ātrumu, kas atkarīgs no savienojuma. Faktori, kas ietekmē absorbcijas pakāpi, ietver ieelpoto vielu nokļūšanu plaušās, raksturīgo šķīdību asinīs un asins plūsmas ātrumu caur plaušām. Pēc nokļūšanas asinsritē savienojumi tiek izplatīti audos bez pirmās kārtas metabolisma, kas notiek ar zālēm, kuras uzsūcas no gremošanas trakta. Rezultātā smēķējot uzņemtās konkrētās zāles efektīvā deva var būt daudz lielāka nekā tāds pats zāļu daudzums, kas uzņemts iekšķīgi. Turklāt farmakoloģiskā iedarbība var rasties gandrīz uzreiz, ja zāles tiek smēķētas. Straujais un intensīvais farmakoloģiskās iedarbības sākums ir motivējošs spēks smēķēt vai injicēt konkrēto vielu, pretstatā perorālai uzņemšanai.
Vairumā gadījumu termiskā noārdīšanās sākas ar vājākās saites (bieži C-N) sašķelšanu, lai radītu brīvos radikāļus, kas pēc tam veido stabilākos sterili labvēlīgākos produktus. Uzkarsēšanas procesā bieži rodas termiskās noārdīšanās produkti, kā arī metabolīti. Šo blakusproduktu akūtā un hroniskā toksicitāte ir vāji izpētīta, ja vispār ir izpētīta.
Ieelpojot tvaikus, savienojumi caur muti un degunu nonāk plaušās. Lai gan mutes un deguna gļotādas ir paredzētas daļiņu filtrēšanai, uz šīm virsmām var rasties ūdenī šķīstošu savienojumu aizturēšana. Nonākot plaušās, molekulas sadalās asinsritē ar ātrumu, kas atkarīgs no savienojuma. Faktori, kas ietekmē absorbcijas pakāpi, ietver ieelpoto vielu nokļūšanu plaušās, raksturīgo šķīdību asinīs un asins plūsmas ātrumu caur plaušām. Pēc nokļūšanas asinsritē savienojumi tiek izplatīti audos bez pirmās kārtas metabolisma, kas notiek ar zālēm, kuras uzsūcas no gremošanas trakta. Rezultātā smēķējot uzņemtās konkrētās zāles efektīvā deva var būt daudz lielāka nekā tāds pats zāļu daudzums, kas uzņemts iekšķīgi. Turklāt farmakoloģiskā iedarbība var rasties gandrīz uzreiz, ja zāles tiek smēķētas. Straujais un intensīvais farmakoloģiskās iedarbības sākums ir motivējošs spēks smēķēt vai injicēt konkrēto vielu, pretstatā perorālai uzņemšanai.
Uzkarsēšanas process
Viens no izaicinājumiem, kas saistīts ar smēķētu narkotisko vielu termiskās sadalīšanās produktu identificēšanu, ir reālu un reprezentatīvu procesa temperatūras diapazonu noteikšana gan no lietotāja, gan analītiskā viedokļa. Nav vienas "smēķēšanas" metodes, bet drīzāk pastāv virkne apstākļu, sākot no vieglas vai mērenas karsēšanas ar palīgierīcēm līdz agresīvākai karsēšanai, kas notiek cigaretei līdzīgā sistēmā. Vienkāršākajā gadījumā karsēšana izgaro narkotiku, lai tā caur plaušām nonāktu asinsritē. Ir iespējami arī citi procesi, tostarp citu sastāvdaļu un piesārņotāju iztvaikošana, iztvaikošana, kam seko termiska noārdīšanās, vai termiska noārdīšanās uz virsmas, kam seko iztvaikošana (1. attēls).
attēls. Augšējais rāmis: Ceļi, pa kuriem zāles vai zāļu sāls var nonākt gāzes fāzē. Kopējais B apzīmē pamata zāles neprotonētā (brīvās bāzes) formā; TD attiecas uz termiskās noārdīšanās produktiem.
Metamfetamīns ir bāzisks un satur vienu amīna grupu. Cietā viela var būt brīvās bāzes formā (B), sāls formā (parasti, bet ne tikai hidrohlorīda sāls) vai protonētā formā (BH+). Iztvaikošana, kas ir smēķēšanas priekšnosacījums, kā definēts šajā pārskatā, var būt saistīta ne tikai ar fāžu maiņu (1. attēls, 1. ceļš), kuras pakāpe būs atkarīga no sildīšanas veida, temperatūras, matricas un konkrētās zāles. Vispirms var notikt termiska sāls sadalīšanās līdz brīvās bāzes formai, kam seko tālāka iztvaikošana (1. attēls, 2. ceļš). Dažādos sildīšanas apstākļos bāze vai sāls var termiski sadalīties pirms iztvaikošanas (1. attēls, 3. un 4. ceļš), kur var notikt papildu sadalīšanās.
Narkotikas var uzņemt ieelpojot gan terapeitiskos, gan izklaides nolūkos. Terapeitiskos līdzekļus var ievadīt inhalācijas ceļā, bet šie veidi neietver agresīvu karsēšanu; drīzāk mērķis ir radīt ieelpojamu aerosolu. Vienīgais nozīmīgais iztvaicētu vielu terapeitiskais pielietojums ir anestēzijā, kur vielas parasti ir tvaika fāzē istabas temperatūrā. Elektroniskās cigaretes kļūst arvien populārākas kā nikotīna piegādes līdzeklis. Šīs ierīces viegli silda diolu, aromatizētāju un nikotīna šķīdumus, lai radītu ieelpojamu aerosolu. Siltumu piegādā ar akumulatora palīdzību, un temperatūra ir 40-65 °C. Paredzams, ka šādā temperatūrā termiskā degradācija ir minimāla. Līdz šā raksta tapšanas brīdim nav atrasti publicēti ziņojumi, kuros būtu īpaši aplūkota ļaunprātīgi lietoto narkotiku uzņemšana, izmantojot elektroniskās cigaretes.
Kā parādīts 2.a attēlā, reaktīvās zonas ir degšanas zona (eksotermiskas reakcijas) un pirolīzes zona, kurā dominē endotermiskas reakcijas. Aktīvā degšana notiek galotnē, un tā pastiprinās, kad lietotājs "uzpūš" cigareti un ievelk gaisu šajā zonā. Pūšanas laikā temperatūra strauji paaugstinās un var sasniegt 950 °C. Skābeklis no gaisa tiek izvadīts, kad tas plūst cauri degšanas zonai uz pirolītisko zonu.
Narkotikas var uzņemt ieelpojot gan terapeitiskos, gan izklaides nolūkos. Terapeitiskos līdzekļus var ievadīt inhalācijas ceļā, bet šie veidi neietver agresīvu karsēšanu; drīzāk mērķis ir radīt ieelpojamu aerosolu. Vienīgais nozīmīgais iztvaicētu vielu terapeitiskais pielietojums ir anestēzijā, kur vielas parasti ir tvaika fāzē istabas temperatūrā. Elektroniskās cigaretes kļūst arvien populārākas kā nikotīna piegādes līdzeklis. Šīs ierīces viegli silda diolu, aromatizētāju un nikotīna šķīdumus, lai radītu ieelpojamu aerosolu. Siltumu piegādā ar akumulatora palīdzību, un temperatūra ir 40-65 °C. Paredzams, ka šādā temperatūrā termiskā degradācija ir minimāla. Līdz šā raksta tapšanas brīdim nav atrasti publicēti ziņojumi, kuros būtu īpaši aplūkota ļaunprātīgi lietoto narkotiku uzņemšana, izmantojot elektroniskās cigaretes.
Kā parādīts 2.a attēlā, reaktīvās zonas ir degšanas zona (eksotermiskas reakcijas) un pirolīzes zona, kurā dominē endotermiskas reakcijas. Aktīvā degšana notiek galotnē, un tā pastiprinās, kad lietotājs "uzpūš" cigareti un ievelk gaisu šajā zonā. Pūšanas laikā temperatūra strauji paaugstinās un var sasniegt 950 °C. Skābeklis no gaisa tiek izvadīts, kad tas plūst cauri degšanas zonai uz pirolītisko zonu.
attēls. Augšējais rāmis: Uzkarsētās zonas un gaisa plūsma cigaretē. Apakšējā kreisajā pusē: Uzkarsētās zonas un gaisa plūsma improvizētā sildierīcē. Apakšējā labajā pusē: sildīšanas process brīvā dabā kā "pūķa pakaļdzīšanās".
Ķīmiskajās reakcijās šeit dominē reduktīvā sadalīšanās. Cieto daļiņu kondensācija un filtrēšana notiek kā produkti pie mutes. Darbā 2004. gadā tika aplūkoti eksperimenti, lai noteiktu, cik lielā mērā cigarešu smēķēšanas laikā termiski noārdās izgarotie savienojumi. Izmantojot analītiskās pirolīzes ieplūdes atveri uz GC-MS, autori konstatēja, ka lielākajai daļai savienojumu lielākā daļa sākotnējā savienojuma pāriet uz smēķētāju. Šis pētījums parādīja, ka neskarto pārneses pakāpe ir atkarīga no formulas masas un gaistošuma (jo mazāka molekulmasa, jo lielāka neskarto pārnese) un mazākā mērā no funkcionālajām grupām un matricas. Autori salīdzināja analītiskās pirolīzes rezultātus ar smēķēšanas rezultātiem, izmantojot radioaktīvi iezīmētus savienojumus, un attiecībā uz relatīvi gaistošiem savienojumiem (< ~ 300Da) ziņoja, ka analītiskā pirolīze ir labs smēķēšanas modelis. Viņi atzīmēja vienu brīdinājumu: šī metodika pārvērtēja lielāku, mazāk gaistošu savienojumu pirolīzes pakāpi. Šis ierobežojums nav kritisks ļaunprātīgas lietošanas narkotiku kontekstā, jo lielākajai daļai no tām molekulmasa ir mazāka par 400Da.
Cigarešu smēķēšana neimitē tipisko procesu, kas tiek izmantots, norijot tādas narkotikas kā kokaīns, metamfetamīns, amfetamīns, heroīns un fentanils. Šajos gadījumos (2b un 2c attēls) narkotikas tiek novietotas uz virsmas vai improvizētā caurulītē, piemēram, spuldzītē, un uzkarsētas, izmantojot šķiltavu. Tvaikus ievada plaušās, izmantojot salmiņu vai līdzīgu ierīci. Atkarībā no ierīces konstrukcijas lietotājs var ievilkt gaisu virs uzkarsētā materiāla vai caurulītes gadījumā - caur materiālu. Nav degšanas zonas, kas līdzinātos cigarešu degšanas zonai. Tādējādi daudzus smēķēšanas veidus labāk raksturot kā uzkarsēšanu brīvā gaisā oksidatīvos apstākļos. Metodē, ko dēvē par "pūķa vajāšanu", vielu novieto uz virsmas, piemēram, alumīnija folijas, un uzkarsē ar šķiltavu. Dažu sekunžu laikā folija sasniedz paaugstinātu temperatūru līdz 600 °C, lai gan siltuma absorbcija matricā (ko nosaka siltuma kapacitāte) var ierobežot cietās vielas temperatūru līdz ~ 400 °C.
Cigarešu smēķēšana neimitē tipisko procesu, kas tiek izmantots, norijot tādas narkotikas kā kokaīns, metamfetamīns, amfetamīns, heroīns un fentanils. Šajos gadījumos (2b un 2c attēls) narkotikas tiek novietotas uz virsmas vai improvizētā caurulītē, piemēram, spuldzītē, un uzkarsētas, izmantojot šķiltavu. Tvaikus ievada plaušās, izmantojot salmiņu vai līdzīgu ierīci. Atkarībā no ierīces konstrukcijas lietotājs var ievilkt gaisu virs uzkarsētā materiāla vai caurulītes gadījumā - caur materiālu. Nav degšanas zonas, kas līdzinātos cigarešu degšanas zonai. Tādējādi daudzus smēķēšanas veidus labāk raksturot kā uzkarsēšanu brīvā gaisā oksidatīvos apstākļos. Metodē, ko dēvē par "pūķa vajāšanu", vielu novieto uz virsmas, piemēram, alumīnija folijas, un uzkarsē ar šķiltavu. Dažu sekunžu laikā folija sasniedz paaugstinātu temperatūru līdz 600 °C, lai gan siltuma absorbcija matricā (ko nosaka siltuma kapacitāte) var ierobežot cietās vielas temperatūru līdz ~ 400 °C.
Terminoloģija un mehānisms
Termins, ko visbiežāk izmanto, lai aprakstītu smēķēšanas procesu saistībā ar narkotiskajām vielām, ir pirolīze. Pirolīze ir gāzes fāzes termiskās noārdīšanās reakcijas veids, kas var notikt aerobos vai aerobos apstākļos. Stingri definējot, pirolīze nav degšana, taču pirolīze var izraisīt degšanas ierosināšanos. Temperatūras diapazons, kurā notiek pirolīze, ir atkarīgs no sadalāmā materiāla. Šajā pārskatā pirolīzi lietos vispārīgi, lai aprakstītu saišu sadalīšanos, radot brīvos radikāļus, kas tieši vai netieši rada produktu molekulas. Vairumā gadījumu sākotnējā šķelšanās notiek, pamatojoties uz saišu stiprību, un radušos savienojumus var paredzēt, pamatojoties uz produktu un potenciālo pārkārtošanās produktu relatīvo stabilitāti. Pirolīzes reakcijas (biežuma secībā) ietver elimināciju, pārkārtošanos, oksidāciju, reducēšanu, aizvietošanu un pievienošanu. Jāatzīmē, ka gāzu fāzes pirolīze ir plaši pētīta tādās jomās kā degšana, biomasas dedzināšana, polimēri un enerģētika/degviela, bet nav gatavu rīku vai lietojumu, kas ļautu ātri in silico paredzēt, kādi pirolīzes produkti var veidoties no konkrētas mazas molekulas konkrētos apstākļos. No minētajiem reakciju veidiem visbiežāk novēro pirolītisko elimināciju, un to var iedalīt α-eliminācijās, β-eliminācijās, 1,3-eliminācijās u. c. atkarībā no tā, kādi atomi ir iesaistīti sākotnējā saites sašķelšanā un kādi atomi tiek likvidēti. Daudzas no šīm eliminācijas reakcijām notiek pēc Ei mehānisma, t. i., iekšmolekulārās (i) eliminācijas procesa. Pārejas stāvoklis ir ciklisks, un jebkura jaunizveidotā dubultsaite parasti virzās uz vismazāk aizvietoto oglekli (Hofmana noteikums). Ja pirms reakcijas molekulā jau pastāv dubultā saite, tad, ja tas ir sterili iespējams, priekšroka tiek dota konjugētas sistēmas veidošanai.
Dažos darbos ir aplūkota pirolīzes produktiem novērtēto bāzisko zāļu protonizācijas stāvokļa un skābes sāls formas ietekme. Hlorīda anjons (no HCl sāls) var darboties kā nukleofils, kā rezultātā kā pirolīzes produkti ir novēroti hlorēti produkti.
Dažos darbos ir aplūkota pirolīzes produktiem novērtēto bāzisko zāļu protonizācijas stāvokļa un skābes sāls formas ietekme. Hlorīda anjons (no HCl sāls) var darboties kā nukleofils, kā rezultātā kā pirolīzes produkti ir novēroti hlorēti produkti.
attēls. Ziņojumi par metamfetamīna pirolīzes produktiem.
Ir konstatēti septiņi galvenie pirolīzes produkti: amfetamīns (17, 3. attēls), trans-fenilacetons (18, 3. attēls), dimetilamfetamīns (19, 3. attēls), n-acetil-, n-propionil-, n-formilmetilamfetamīns (20, 3. attēls) un n-cianometilmetamfetamīns (21, 3. attēls). Pētījumā 1999. gadā apstiprināja daudzus no šiem pirolīzes produktiem un identificēja daudzus citus, tostarp furfurilmetilamfetamīnu, 2-propenilbenzolu, benzilmetilketoksimu, 3,4-dihidro-2-naftaleonu, n-formilamfetamīnu, n-acetilamfetamīnu un bibenzilu, lai gan identifikācija netika apstiprināta ar references standartiem.
Ely et al. 2007. gadā publicētajā darbā izmantoja analītisko piro zondi un kā pirolīzes produktus identificēja amfetamīnu, etilbenzolu, 1-fenilpropēnu (22, 3. attēls), toluolu, stirēnu, efedrīnu, nor-efedrīnu un vairākus metabolītus. Tika novērtēti daži maisījumi (ar kofeīnu, lidokaīnu un benzokaīnu), un metamfetamīna pirolītisko produktu atšķirības nebija ievērojamas. Tika ziņots arī par bibenzilu, bet identifikācija netika apstiprināta ar references standartiem.
Pēdējām uzskaitītajām sastāvdaļām nav būtiskas ietekmes uz patērētāja organismu, jo to daudzumi ir ārkārtīgi mazi. Piemēram, sublimējot 1 g metamfetamīna, rodas ne vairāk kā 0,00001 g efedrīna un norefedrīna, kas ir 1000 reižu mazāk nekā minimālā efektīvā deva. Iespējams, sublimācijas laikā veidojas arī vairākas citas vielas, bet tik niecīgos daudzumos, ka šajā kontroles metožu izstrādes posmā tās nav iespējams identificēt.
Ely et al. 2007. gadā publicētajā darbā izmantoja analītisko piro zondi un kā pirolīzes produktus identificēja amfetamīnu, etilbenzolu, 1-fenilpropēnu (22, 3. attēls), toluolu, stirēnu, efedrīnu, nor-efedrīnu un vairākus metabolītus. Tika novērtēti daži maisījumi (ar kofeīnu, lidokaīnu un benzokaīnu), un metamfetamīna pirolītisko produktu atšķirības nebija ievērojamas. Tika ziņots arī par bibenzilu, bet identifikācija netika apstiprināta ar references standartiem.
Pēdējām uzskaitītajām sastāvdaļām nav būtiskas ietekmes uz patērētāja organismu, jo to daudzumi ir ārkārtīgi mazi. Piemēram, sublimējot 1 g metamfetamīna, rodas ne vairāk kā 0,00001 g efedrīna un norefedrīna, kas ir 1000 reižu mazāk nekā minimālā efektīvā deva. Iespējams, sublimācijas laikā veidojas arī vairākas citas vielas, bet tik niecīgos daudzumos, ka šajā kontroles metožu izstrādes posmā tās nav iespējams identificēt.
Īss pirolīzes produktu pārskats
Amfetamīns ir centrālās nervu sistēmas stimulants, kura pamatā, tāpat kā metamfetamīna, ir kateholamīnu (dopamīna, noradrenalīna un serotonīna) izdalīšanās palielināšanās no presinaptiskiem galiem, kas mazina nogurumu, izraisa enerģijas pieplūdumu, samazina vajadzību pēc miega un nomāc apetīti.
Fenilacetons ir viela, ko izmanto amfetamīna un metamfetamīna sintēzē, kā arī šo virsmaktīvo vielu neaktīvs metabolīts. Organismā tas oksidējas līdz benzoskābei, konjugējas ar glicīnu, veidojot hipurīnskābi, ko izdala nieres. Šādā lietošanas veidā nerada ievērojamu psihoaktīvu iedarbību uz organismu.
Dimetilamfetamīns ir CNS stimulējošs līdzeklis, kas ir mazāk iedarbīgs nekā amfetamīns un metamfetamīns, bet ar līdzīgu iedarbību. N-formilmetamfetamīns ir toksiska viela, kas kairina ādu un gļotādas, izraisa vielmaiņas traucējumus, mēdz uzkrāties organismā, izraisot psihiskus traucējumus, organiskus centrālās nervu sistēmas bojājumus. Skābā vidē tas reducējas līdz metamfetamīnam.
N-formilmetamfetamīns ir toksiska viela, kas kairina ādu un gļotādas, izraisa vielmaiņas traucējumus, mēdz uzkrāties organismā, izraisot psihiskus traucējumus, centrālās nervu sistēmas organiskus bojājumus. skābā vidē tas reducējas līdz metamfetamīnam.
1-pnilpropēns ir kancerogēns un mutagēns; organismā neuzkrājas. Bieža ieelpošana izraisa plaušu vēzi.
N-cianometilmetamfetamīns ir spēcīga inde, vietēji kairinoši iedarbojas uz ādu un gļotādām, organismā tas metabolizējas līdz cianīdiem, kas nomāc šūnu elpošanu. Tas veidojas tikai tad, ja metamfetamīns tiek sublimēts kopā ar tabaku (piemēram, smēķējot cigareti ar metamfetamīnu).
Fenilacetons ir viela, ko izmanto amfetamīna un metamfetamīna sintēzē, kā arī šo virsmaktīvo vielu neaktīvs metabolīts. Organismā tas oksidējas līdz benzoskābei, konjugējas ar glicīnu, veidojot hipurīnskābi, ko izdala nieres. Šādā lietošanas veidā nerada ievērojamu psihoaktīvu iedarbību uz organismu.
Dimetilamfetamīns ir CNS stimulējošs līdzeklis, kas ir mazāk iedarbīgs nekā amfetamīns un metamfetamīns, bet ar līdzīgu iedarbību. N-formilmetamfetamīns ir toksiska viela, kas kairina ādu un gļotādas, izraisa vielmaiņas traucējumus, mēdz uzkrāties organismā, izraisot psihiskus traucējumus, organiskus centrālās nervu sistēmas bojājumus. Skābā vidē tas reducējas līdz metamfetamīnam.
N-formilmetamfetamīns ir toksiska viela, kas kairina ādu un gļotādas, izraisa vielmaiņas traucējumus, mēdz uzkrāties organismā, izraisot psihiskus traucējumus, centrālās nervu sistēmas organiskus bojājumus. skābā vidē tas reducējas līdz metamfetamīnam.
1-pnilpropēns ir kancerogēns un mutagēns; organismā neuzkrājas. Bieža ieelpošana izraisa plaušu vēzi.
N-cianometilmetamfetamīns ir spēcīga inde, vietēji kairinoši iedarbojas uz ādu un gļotādām, organismā tas metabolizējas līdz cianīdiem, kas nomāc šūnu elpošanu. Tas veidojas tikai tad, ja metamfetamīns tiek sublimēts kopā ar tabaku (piemēram, smēķējot cigareti ar metamfetamīnu).
Secinājumi.
1. Nekādā gadījumā nesmēķējiet metamfetamīnu kopā ar tabaku.
2. Gadījumā, ja smēķējat tīru metamfetamīnu, ieteicams pirms ieelpošanas tvaikus izlaist caur šķidrumu, kas satur vāju skābi (citronu, ābolu vai apelsīnu sula, sausais vīns u. c.). Gāzes tiek atdzesētas ūdenī un nebojā elpošanas sistēmu. Ievērojot šos ieteikumus, metamfetamīna ieelpošana nav bīstamāka par intranazālo vai perorālo lietošanu.
2. Gadījumā, ja smēķējat tīru metamfetamīnu, ieteicams pirms ieelpošanas tvaikus izlaist caur šķidrumu, kas satur vāju skābi (citronu, ābolu vai apelsīnu sula, sausais vīns u. c.). Gāzes tiek atdzesētas ūdenī un nebojā elpošanas sistēmu. Ievērojot šos ieteikumus, metamfetamīna ieelpošana nav bīstamāka par intranazālo vai perorālo lietošanu.
Last edited by a moderator:
