Химико-токсикологический анализ фенилалкиламинов и кокаина

1.

Лекция
Химико-токсикологический анализ фенилалкиламинов и кокаина

2.

Фенилалкиламины
Фенилалкиламины — это наркотики растительного и синтетического происхождения,
широко применяемые как с медицинскими, так и другими целями.
Существует несколько классификаций фенилалкиламинов:
•по химическому строению;
•по фармакологическому действию;
•по источникам получения и происхождению.
Основные типы фармакологического действия:
•стимулирующее ЦНС;
•галлюциногенное;
•бронхорасширяющее;
•подавление аппетита.
Фенилалкиламины не дают выраженных проявлений физической зависимости, но при
резком прекращении приема (после длительного применения) возникает абстиненция.
При резком прекращении приема возникает стойкая бессонница, депрессия с идеями
самообвинения, иногда с суицидальными тенденциями.
Хроническая интоксикация характеризуется выраженной психической зависимостью,
иногда очень интенсивной.

3.

Фенилалкиламины природного происхождения
Фенилалкиламины природного происхождения содержатся в таких растениях, как эфедра,
кат съедобный, пейот и некоторых других.
Внешний вид Ephedrae herba
Молодые побеги и листья вечнозеленого
кустарника Catha Edulis

4.

Синтетические фенилалкиламины
К синтетическим фенилалкиламинам относят:
• амфетамин;
• метамфетамин;
• метоксизамещенные но бензольному кольцу фенилалкиламины;
• метилендиоксипроизводные фенилалкиламинов.
В незаконном обороте наркотиков получили распространение более 20 синтетических
фенилалкиламинов. Из них наиболее часто встречаются МДА(«Love Drugs»), МДМA
(«Ecstasy», «ХТС», «Adam», «Cardillac»), МДЕА («Еvе», «МДЕ»)и др.

5.

Амфетамин
Амфетамин впервые синтезированный в 1887 г. как аналог эфедрина, получил широкое
распространение в медицине в качестве бронхорасширяющего средства.
Основными и тяжелейшими последствиями приема являются увеличение вероятности
инсульта, гипертония, аритмии, параноидальные психозы.
Оральная или внутривенная дневная доза для наркоманов может доходить до 2 г.

6.

Метамфетамин
Метамфетамин впервые синтезирован в 1919 г.
С немедицинскими целями используется путем внутривенного или внутримышечного
введения, перорально, а также вдыхания паров после смешивания с марихуаной, табаком
или петрушкой.
Наиболее опасной формой является «лед» — кристаллическая форма метамфетамина
гидрохлорида. Используется для курения. Часто используется в смесях с кокаином,
героином или другими наркотиками. Даёт долгий эффект, длящийся до 14 часов, в то время
как, например, эффект «крэка» длится всего несколько минут.
Обычная оральная или интраназальная доза амфетамина для использования с
немедицинскими целями составляет 5—15мг, доза амфетамина для внутривенного
введения— 20—40 мг.

7.

Основной путь биотрансформации амфетамина и метамфетамина — окислительное
деаминирование с образованием фенилацетона и бензойной кислоты, которая после
конъюгации с глицином дает гиппуровую кислоту.
Схема биотрансформации амфетамина и метамфетамина

8.

Метилендиоксипроизводные фенилалкиламинов
«Экстази»
Синтезированный в 1914 году метилендиоксиметамфетамин (МДМА, известный под
"уличным" названием «Ecstasy» некоторое время использовался в психиатрии в качестве
средства, снижающего беспокойство и придающее пациенту эмоциональную открытость.
Стимулятор. Галлюциноген.
Симптомы передозировки: визуальные галлюцинации, беспокойство и возбуждение, гипотония,
гипогликемия, гиперпирексия, кома. У некоторых лиц после прекращения приема МДМА
наблюдаются длительные нарушения со стороны центральной нервной системы. Смертельная доза
(LD50) оценивается в 100-110 мг/кг.

9.

Обнаружение
Используют капельный химический анализ, ИХМ, ТСХ, ВЭЖХ, газовую хроматографию,
ГХ-МС, ИК-спектрометрию и другие методы.
Определение фенилалкиламинов в биообъектах проводят после экстракции.
ЖЖЭ проводят в сильнощелочной среде эфиром, хлороформом или толуолом, ТФЭ — на
патронах С-18, ХАД-2 и с последующей стадией — реэкстракцией. После этого возможен
предварительный анализ иммунохимическими методами и/или ТСХ с дальнейшим
подтверждением полученных результатов методами ГХ-МС или ВЭЖХ-МС.
При определении методом газовой хроматографии используют дериватизацию,
значительно улучшающую аналитические сигналы и результаты анализа .
Газовая хроматография: хроматограмма смеси фенилалкиламинов до дериватизации (а) и
после дериватизации (б) пробы

10.

Кокаин
Кокаин и лист коки — самые мощные стимуляторы растительного происхождения,
известные людям. Пять наркотических средств, получаемых из куста коки, включены в
Список I и II Перечня.
Основными странами-поставщиками кокаина являются Колумбия, Боливия, Венесуэла,
Панама, Перу, Чили и Эквадор.
Все растение (кокаиновый куст) содержит алкалоиды, максимальное количество которых
накапливается в листьях.

11.

Структурная формула кокаина
Основным алкалоидом является кокаин (метилбензоилэкгонин).
На долю кокаина приходится 70—80% всех алкалоидов. Остальное количество
составляют циннамоилкокаин, труксилин, бензоилэкгонин, метилэкгонин, гигрин и др.
Содержание кокаина в листьях растения Erythroxylum coca составляет от 0,4 до 2,5%.
Листья коки. Потребление листьев коки первоначально было прерогативой элиты
древних индейцев. Сегодня их потребляют большинство аборигенов Южной Америки.
Паста кокаина — сульфат кокаина (basuco, basa, «тесто»). Это низкосортный наркотик,
который применяется в городских трущобах Южной Америки.
Паста — промежуточный продукт переработки.

12.

Кокаина гидрохлорид — белый кристаллический порошок (chow) или большие, иногда
бесцветные кристаллы (rock), tnл — 157—202 °С, обычно без запаха, хорошо растворим в
воде, малорастворим в этаноле.
Так, 1 г кокаина гидрохлорида растворяется в 0,5 мл воды, но в 3,5-4,5 г этанола.
Для уличной торговли кокаина гидрохлорид, разбавляется до 12—50% добавлением
пирацетама, кофеина, лидокаина, прокаина, бензокаина, сахарами и крахмалом.
Кокаина основание (крэк, freebase) — белый кристаллический порошок, tnл — 98 °С,
получают из кокаина сульфата обработкой щелочными растворами (например, раствором
гидрокарбоната натрия).
Основание кокаина нерастворимо в воде, обычно употребляется в виде паров после
возгонки порошка с фрагмента фольги при нагревании или его смешивают с табаком
(гашишем).
Действие крэка в 5—10 раз сильнее при курении, чем действие соли кокаина.
Крэк курят отдельно или вместе с табаком либо вдыхают через специальные трубочки.
Название «крэк» связано с потрескиваниями при горении наркотика.
Наркоманы со стажем часто соединяют кокаин с героином. Смесь кокаина и героина в
равных пропорциях называют «Speed-ball mixture».
При этом действующая доза кокаина снижается до 4—10мг.
При курении или внутривенном введении наркотическое действие каждого компонента
смеси усиливается. «Крэк» в составе «спидболла» является стимулятором с коротким, от 8
до 10 мин, и чрезвычайно интенсивным эффектом. Настроение потребителя «спидболла»
меняется быстро и непредсказуемо.

13.

Признаки длительного потребления кокаина:
• потеря массы тела;
• неопрятный внешний вид;
• покраснение кожи от постоянного почесывания;
• хронический насморк и частые респираторные заболевания;
• расстройство сна, бессонница;
• расширенные зрачки;
• неразборчивая речь;
• раздражительность, агрессивность, злоба;
• тремор, конвульсии, судороги, припадки;
• депрессия;
• паранойя;
• бред, ложные и иррациональные идеи;
• галлюцинации обонятельные, слуховые и тактильные;
• нарушения дыхания вплоть до отека легких и остановки дыхания;
• сердечно-сосудистые нарушения: аритмия, инфаркт, остановка сердца;
• церебральный инфаркт, инсульт;
• склонность к самоубийству.
Способы введения кокаина: интраназальный, внутривенный, ингаляционный,
пероральный.
При индивидуальных вариациях летальная доза колеблется от 20мг до 8-10г, составляя в
среднем 1,2 г для наркомана, а для человека, ранее не употреблявшего наркотик, — 200 мг.

14.

Кокаин быстро метаболизируется.
Метаболитами кокаина являются бензоилэкгонин, экгонин и метиловый эфир экгонина
(неактивные метаболиты), норкокаин (активный метаболит) и ряд других —
этилэкгоиии, гидроксикокаин, метилэкгонидин.
Схема биотрансформаиии кокаина: при курении (пиролизе) кокаина
основания образуется метиловый эфир ангидроэкгонина (АЭМЭ), кокаина
гидрохлорида — карбометокси циклогептатриен; обнаружение в моче АЭМЭ
указывает на курение кокаина основания (крэка).

15.

Распределение кокаина и его метаболитов
•кокаин
и
норкокаин
(липофильные
соединения)
легко
преодолевают
гематоэнцефалический и плацентарный барьеры; содержание кокаина в мозге
относительно высокое и стабильное;
•метаболиты кокаина — бензоилэкгонин и экгонин не способны преодолевать
гематоэнцефалический барьер в токсикологически значимых концентрациях;
•кокаин в высоких концентрациях накапливается в жировых депо;
•подкожная жировая клетчатка и ороговевшие частички кожи
людей, длительно употреблявших кокаин, содержат небольшие количества наркотика.

16.

Обнаружение
Исследование биологических объектов.
Из биожидкостей кокаин изолируют ТФЭ или ЖЖЭ (при pH 9-10 различными
органическими растворителями, например смесью хлороформ — изопропанол 3:1).
Выделение кокаина и его метаболитов из тканей проводят с помощью ТФЭ или
подкисленным спиртом – метод Стаса-Отто, а также подкисленной водой – методами А.А.
Васильевой и В.Ф. Крамаренко.
Для обнаружения применяют:
•Хромогенные реакции с различными реактивами;
•Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов.
Кокаин дает осадки с реактивами Майера, Бушарда, Драгендорфа, пикриновой кислотой и
др.
•Реакция с перманганатом калия.
Несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное
стекло и при комнатной температуре выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в
одной капле 10%-го раствора соляной кислоты. Этот раствор тоже выпаривают досуха. К
сухому остатку снова прибавляют каплю 10%-го раствора соляной кислоты и выпаривают
досуха. Затем к сухому остатку прибавляют каплю 1 %-го раствора перманганата калия.
При наличии кокаина через 10—20 мин появляются красно-фиолетовые кристаллы,
имеющие форму прямоугольных пластинок и сростков из них.

17.

Если вместо указанной формы кристаллов образуются кристаллы, имеющие форму
розеток или другую форму, то жидкость с кристаллами осторожно перемешивают концом
оплавленного стеклянного капилляра, а затем снова прибавляют каплю 1 %-го раствора
перманганата калия и через 15—20 мин форму кристаллов рассматривают под
микроскопом. Предел обнаружения: 4 мкг кокаина в пробе.
С перманганатом калия кристаллические осадки дают скополамин, аконитин, тропакокаин,
берберин и гидрастин. Однако форма кристаллов этих веществ с перманганатом калия
отличается от формы кристаллов кокаина с указанным реактивом.
•Реакция с платинохлористоводородной кислотой.
К сухому остатку, полученному после выпаривания хлороформного раствора, прибавляют
каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты и каплю 10%-го раствора
платинохлористоводородной кислоты. При наличии кокаина образуются светло-желтые
кристаллы, имеющие форму перистых дендритов.
Предел обнаружения: 33 мкг кокаина в пробе.
•Реакция образования бензойноэтилового эфира.
К нескольким крупинкам исследуемого вещества или к сухому остатку прибавляют 2 мл
концентрированной серной кислоты и 2 мл этилового спирта. Смесь нагревают на водяной
бане в течение 5 мин. Появление характерного запаха бензойноэтилового эфира указывает
на наличие кокаина в пробе. Этот запах хорошо ощущается, если к полученной жидкости
прибавить 5—10-кратный объем холодной воды. Эта реакция малочувствительная, ее
можно применять при исследовании порошков и других объектов на наличие кокаина.

18.

•Обнаружение кокаина по УФ- и ИК-спектрам.
Раствор кокаина в этиловом спирте имеет максимумы поглощения при 230, 274 и 281 нм.
Кокаин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 233 и 275 нм, а
также изгиб при 281 нм.
В ИК-области спектра основание кокаина (диск с бромидом калия) имеет основные пики
при 1275, 1700, 1106 и 1728 см -1.
•Метод ТСХ (позволяет иденифицировать кокаин в присутствии родственных
соединений).
Пятна кокаина на хроматограмме имеют буровато-розовую окраску (Rf = 0,61 ±0,01).
• ИХМ;
• Методы ВЭЖХ, газовой хроматографии, используя различные детекторы, ГХ-МС;
Масс-спектр кокаина

19.

•Исследование волос и ногтей.
Для решения ряда экспертных задач возникает необходимость анализа таких биообъектов,
как волосы и ногти.
Содержание кокаина в волосах не зависит от способа введения.
Возможность определить кокаин в волосах после приема разовой дозы сохраняется от 2 до
6 мес.
Максимальное содержание кокаина в волосах определяется в течение 1—2 мес. после
приема разовой дозы.
Содержание кокаина, определяемое в волосах, лежит в пределах 0,1—16 нг/мг (если
полученное содержание выше 20 нг/мг, то результаты следует рассматривать как
ошибочные).
Содержание бензоилэкгонина в волосах менее 1 нг/мг.
Содержание метилэкгонина — на уровне предела обнаружения метода или ниже.
Также подвергаются исследованию листья коки и порошок кокаина.

20.

Определение кокаина в ногтях методом ГХ-МС