Einleitung.
Phenyltetrahydroimidazothiazol (d. h. Levamisol, Dexamisol, Ortetramisol) wurde in den letzten acht Jahren von südamerikanischen illegalen Kokainlabors in zunehmendem Maße als Streckmittel verwendet und ist heute der wichtigste Verfälscher des in Kolumbien hergestellten Kokains. Die Salzform des illegalen Kokains muss bei der Strafzumessung nach Möglichkeit bestimmt werden; dies geschieht in der Regel durch Infrarotspektroskopie. Zwei Trennverfahren für Kokain/Phenyltetrahydroimidazothiazol-Gemische werden den gewöhnlichen Konsumenten oder Verkäufern vorgestellt. Es wurden Mischungen aus Kokain (Hydrochlorid und Base) und Phenyltetrahydroimidazothiazol (85:15, 70:30 und 50:50) hergestellt und durch Flüssig/Flüssig-Extraktion und Ionenpaarchromatographie getrennt. Das zurückgewonnene Kokain wurde anschließend mittels Infrarotspektroskopie, Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion und Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie analysiert. Eine qualitative Reaktion zur Bestimmung von Schwefel in organischen Verbindungen wird ebenfalls beschrieben.
Qualitative Methode für Tetramisol-Schwefel.
Sie benötigen:- Metallisches Natrium;
- Reagenzglas (2 oder mehr);
- Filterpapier;
- Spiritusbrenner;
- Porzellantasse;
- Glasstab;
- Natriumnitroprussid/10% Salzsäure/Essigsäure+ Bleiacetat.
Wichtig: Schutzbrille, Schutzkleidung (Chemikalien- oder Arztkittel), Schutzhandschuhe tragen; Versuche in einem ausgezogenen Raum oder gut belüfteten Bereich durchführen!
Methode:
Nachweis von Tetramisol durch Verschmelzen von Kokain mit metallischem Natrium. Der Schwefel des Tetramisol-Heterozyklus wird im Kokainprodukt wie folgt nachgewiesen: Zunächst wird die Probe mit metallischem Natrium verschmolzen, der freigesetzte Schwefel bildet mit Natrium Sulfid.
Das Sulfid-Ion wird durch herkömmliche qualitative Reaktionen bestimmt. Mehrere Klumpen des analysierten Kokains, das angeblich mit Tetramisol vermischt ist, und ein Stück metallisches Natrium mit einer glänzenden Oberfläche von der Größe einer halben Erbse werden in ein trockenes Reagenzglas gegeben. Das Natrium sollte von Oxiden befreit und auf einem Filterpapier aus dem Kerosin (in dem es aufbewahrt wird) herausgepresst werden. Danach wird die Schmelze durchgeführt. Das Reagenzglas wird in der Flamme eines Alkoholbrenners vorsichtig erhitzt, bis es rotglühend ist, und 1-2 Minuten lang gehalten. Das Natrium muss mit der Kokainprobe verschmelzen, da sich sonst kein Natriumsulfid bildet. Dann wird das rotglühende Ende des Reagenzglases in eine Porzellantasse mit 3 ml destilliertem Wasser getaucht. Das Röhrchen zerspringt(Vorsicht! Wenn das Natrium noch nicht vollständig reagiert hat, kann es zu einem Blitz kommen). Die Schmelzstücke werden mit einem Glasstab zerkleinert und die farblose Lösung in ein Reagenzglas gegossen (ggf. wird sie durch einen kleinen Papierfilter filtriert). Wenn die organische Substanz nicht vollständig zerstört ist, ist die Flüssigkeit braun oder schwarz. In diesem Fall wird die Verschmelzung der Prüfsubstanz mit Natrium wiederholt.
Natriumnitroprussidlösung 0,5 ml von 2 % wird der Probenlösung zugesetzt. Es entsteht eine intensive rot-violette Farbe, die allmählich in Braun übergeht.
Man kann auch mit einer 10%igen Salzsäurelösung experimentieren, wobei ein charakteristischer Geruch auftritt.
Die dritte Methode besteht darin, einige Tropfen Essigsäure zuzugeben und dann 0,5 ml einer 2%igen Bleiacetatlösung hinzuzufügen. Die Flüssigkeit färbt sich braun oder schwarz, manchmal entsteht ein schwarzer Niederschlag. Die Schlammbildung wird durch Erhitzen beschleunigt.
Qualitative Reaktionen, die Schwefel in der Kokainprobe nachweisen, bedeuten, dass die Probe Tetramisol oder eine andere schwefelhaltige organische Substanz enthält.
Methode:
Nachweis von Tetramisol durch Verschmelzen von Kokain mit metallischem Natrium. Der Schwefel des Tetramisol-Heterozyklus wird im Kokainprodukt wie folgt nachgewiesen: Zunächst wird die Probe mit metallischem Natrium verschmolzen, der freigesetzte Schwefel bildet mit Natrium Sulfid.
Das Sulfid-Ion wird durch herkömmliche qualitative Reaktionen bestimmt. Mehrere Klumpen des analysierten Kokains, das angeblich mit Tetramisol vermischt ist, und ein Stück metallisches Natrium mit einer glänzenden Oberfläche von der Größe einer halben Erbse werden in ein trockenes Reagenzglas gegeben. Das Natrium sollte von Oxiden befreit und auf einem Filterpapier aus dem Kerosin (in dem es aufbewahrt wird) herausgepresst werden. Danach wird die Schmelze durchgeführt. Das Reagenzglas wird in der Flamme eines Alkoholbrenners vorsichtig erhitzt, bis es rotglühend ist, und 1-2 Minuten lang gehalten. Das Natrium muss mit der Kokainprobe verschmelzen, da sich sonst kein Natriumsulfid bildet. Dann wird das rotglühende Ende des Reagenzglases in eine Porzellantasse mit 3 ml destilliertem Wasser getaucht. Das Röhrchen zerspringt(Vorsicht! Wenn das Natrium noch nicht vollständig reagiert hat, kann es zu einem Blitz kommen). Die Schmelzstücke werden mit einem Glasstab zerkleinert und die farblose Lösung in ein Reagenzglas gegossen (ggf. wird sie durch einen kleinen Papierfilter filtriert). Wenn die organische Substanz nicht vollständig zerstört ist, ist die Flüssigkeit braun oder schwarz. In diesem Fall wird die Verschmelzung der Prüfsubstanz mit Natrium wiederholt.
Natriumnitroprussidlösung 0,5 ml von 2 % wird der Probenlösung zugesetzt. Es entsteht eine intensive rot-violette Farbe, die allmählich in Braun übergeht.
Man kann auch mit einer 10%igen Salzsäurelösung experimentieren, wobei ein charakteristischer Geruch auftritt.
Die dritte Methode besteht darin, einige Tropfen Essigsäure zuzugeben und dann 0,5 ml einer 2%igen Bleiacetatlösung hinzuzufügen. Die Flüssigkeit färbt sich braun oder schwarz, manchmal entsteht ein schwarzer Niederschlag. Die Schlammbildung wird durch Erhitzen beschleunigt.
Qualitative Reaktionen, die Schwefel in der Kokainprobe nachweisen, bedeuten, dass die Probe Tetramisol oder eine andere schwefelhaltige organische Substanz enthält.
Experimente.
Materialien.
Celite 545 und alle verwendeten Chemikalien und Lösungsmittel waren Reagenzienqualität oder besser und wurden von Sigma-Aldrich bezogen. Kokainhydrochlorid (HCl) und Tetramisol HCl wurden aus der Sammlung von Referenzmaterialien dieses Labors bezogen. Die Gaschromatographiesäulen, die für die Ionenpaare verwendet wurden, hatten eine Größe von 260 mm× 22 mm i.d. und eine Schaftlänge von 50 mm. Säulenvorbereitung: Die stationäre Phase Celite 545 wurde ohne Vorbehandlung verwendet; eine Säule, die mit einer Mischung aus Celite 545 und den unten beschriebenen Substanzen gepackt war.
Flüssig/Flüssig-Trennungen.
Wässrige/organische Lösungsmittelkombinationen wurden zur Trennung von Mischungen aus Kokain-HCl und Tetramisol-HCl (85:15, 70:30, 50:50) verwendet. Jedes der 50 mg Kokain-HCl/Tetramisol-HCl-Gemische (85:15, 70:30, 50:50) wurde in die Basenform überführt, indem das Gemisch in kochendem Wasser aufgelöst und verdünntes Ammoniumhydroxid (NH4OH) zugegeben wurde, bis die Lösung basisch war und ausfiel.
Das Gemisch wurde abgekühlt, und das Wasser wurde entfernt. Die verbleibende Basenmischung ließ man über Nacht trocknen. Zehn 50-mg-Portionen wurden mit 5 ml Hexan in 10 separaten 15-ml-Zentrifugengläsern mit rundem Boden (fünf Reagenzgläser pro Lösungsmittel) vermischt. Alle Proben wurden etwa 5 Minuten lang bei 75 °C erhitzt. Sobald die Lösungen abgekühlt waren, wurden 5 ml Wasser in jedes Reagenzglas gegeben. Die Proben wurden kräftig geschüttelt und 2 Minuten lang zentrifugiert. Die Lösungsmittelschicht wurde entfernt und erneut mit Wasser gewaschen. Der Waschvorgang wurde bis zu fünfmal wiederholt (Tabelle 1). Das gewaschene Lösungsmittel wurde zur Trockne eingedampft und mittels FTIR und GC/FID untersucht.
Celite 545 und alle verwendeten Chemikalien und Lösungsmittel waren Reagenzienqualität oder besser und wurden von Sigma-Aldrich bezogen. Kokainhydrochlorid (HCl) und Tetramisol HCl wurden aus der Sammlung von Referenzmaterialien dieses Labors bezogen. Die Gaschromatographiesäulen, die für die Ionenpaare verwendet wurden, hatten eine Größe von 260 mm× 22 mm i.d. und eine Schaftlänge von 50 mm. Säulenvorbereitung: Die stationäre Phase Celite 545 wurde ohne Vorbehandlung verwendet; eine Säule, die mit einer Mischung aus Celite 545 und den unten beschriebenen Substanzen gepackt war.
Flüssig/Flüssig-Trennungen.
Wässrige/organische Lösungsmittelkombinationen wurden zur Trennung von Mischungen aus Kokain-HCl und Tetramisol-HCl (85:15, 70:30, 50:50) verwendet. Jedes der 50 mg Kokain-HCl/Tetramisol-HCl-Gemische (85:15, 70:30, 50:50) wurde in die Basenform überführt, indem das Gemisch in kochendem Wasser aufgelöst und verdünntes Ammoniumhydroxid (NH4OH) zugegeben wurde, bis die Lösung basisch war und ausfiel.
Das Gemisch wurde abgekühlt, und das Wasser wurde entfernt. Die verbleibende Basenmischung ließ man über Nacht trocknen. Zehn 50-mg-Portionen wurden mit 5 ml Hexan in 10 separaten 15-ml-Zentrifugengläsern mit rundem Boden (fünf Reagenzgläser pro Lösungsmittel) vermischt. Alle Proben wurden etwa 5 Minuten lang bei 75 °C erhitzt. Sobald die Lösungen abgekühlt waren, wurden 5 ml Wasser in jedes Reagenzglas gegeben. Die Proben wurden kräftig geschüttelt und 2 Minuten lang zentrifugiert. Die Lösungsmittelschicht wurde entfernt und erneut mit Wasser gewaschen. Der Waschvorgang wurde bis zu fünfmal wiederholt (Tabelle 1). Das gewaschene Lösungsmittel wurde zur Trockne eingedampft und mittels FTIR und GC/FID untersucht.
Ionen-Paar-Trennungen.
Es wurden drei Ionenpaarsäulen hergestellt, um Mischungen von Kokain-HCl und Tetramisol-HCl (85:15, 70:30 und 50:50) zu trennen. Fünfzig mg Kokain-HCl/Tetramisol-HCl wurden in 250 μl Wasser gelöst, mit 0,5 g Celite 545 kombiniert und gut gemischt. Die resultierende Mischung wurde auf eine Säule übertragen, die mit einem Teil Celite 545 und 1-2 mL Ionenpaarlösung (siehe Tabelle 2) gefüllt war. Das Kokain wurde mit 35 mL wassergesättigtem Chloroform eluiert. Fünf 5-ml-Fraktionen wurden gesammelt und mittels GC/FID auf die Menge des vorhandenen Kokains analysiert. Die entsprechenden Fraktionen wurden kombiniert, zur Trockne eingedampft und mittels FTIR untersucht.Ergebnisse und Diskussion.
Flüssig/Flüssig-Trennungen.Die drei Gemische aus Kokainbase/Tetramisolbase (85:15, 70:30, 50:50) wurden in Hexan gelöst und wiederholt mit Wasser gewaschen. Wie in Tabelle 2 dargestellt, wurde die Tetramisolbase in den Gemischen 85:15 und 70:30 nach fünfmaligem Waschen mit Wasser vollständig aus dem Hexan entfernt, da sie im Vergleich zum Kokain eine bessere Löslichkeit in Wasser aufweist. Nach fünfmaligem Waschen der 50:50-Mischung wurde 99+% reines Kokain erhalten.
Ionen-Paar-Trennungen.
Es wurden drei separate Säulen mit verschiedenen stationären Phasenpräparaten hergestellt. Wie in Tabelle 3 dargestellt, lieferte Säule 1 die beste Trennung mit reinen Kokainfraktionen (PTHIT-frei) für alle drei getesteten Mischungen (85, 70 und 50 % Kokain-HCl).
Reine Kokainfraktionen wurden auch mit den Säulen 2 und 3 für das 85:15-Kokain-HCl/Tetramisol-HCl-Gemisch gesammelt, während bei den 70:30- und 50:50-Gemischen nur sehr geringe Mengen an PTHIT nachgewiesen wurden. Für die Trennung durch Vereinfachung einer Ionenpaarlösung ist es wichtig, die Salzform des Kokains im Ausgangsmaterial zu bestimmen.
Die Kenntnis der Salzform vor der Anwendung einer Trenntechnik (Flüssig/Flüssig- oder Ionenpaar-Chromatographie) verhindert, dass ein Analytiker die Salzform des Kokains während der Entfernung des Phenyltetrahydroimidazothiazols versehentlich verändert.
Ionen-Paar-Trennungen.
Es wurden drei separate Säulen mit verschiedenen stationären Phasenpräparaten hergestellt. Wie in Tabelle 3 dargestellt, lieferte Säule 1 die beste Trennung mit reinen Kokainfraktionen (PTHIT-frei) für alle drei getesteten Mischungen (85, 70 und 50 % Kokain-HCl).
Reine Kokainfraktionen wurden auch mit den Säulen 2 und 3 für das 85:15-Kokain-HCl/Tetramisol-HCl-Gemisch gesammelt, während bei den 70:30- und 50:50-Gemischen nur sehr geringe Mengen an PTHIT nachgewiesen wurden. Für die Trennung durch Vereinfachung einer Ionenpaarlösung ist es wichtig, die Salzform des Kokains im Ausgangsmaterial zu bestimmen.
Die Kenntnis der Salzform vor der Anwendung einer Trenntechnik (Flüssig/Flüssig- oder Ionenpaar-Chromatographie) verhindert, dass ein Analytiker die Salzform des Kokains während der Entfernung des Phenyltetrahydroimidazothiazols versehentlich verändert.
Schlussfolgerungen.
Für die Trennung von Kokain- und Tetramisolgemischen wurden zwei Techniken eingesetzt. Mit Hilfe von GC/FID- und FTIR-Daten konnten Reinheit und Salzform des gewonnenen Kokains effektiv bestimmt werden. Bei Mischungen aus Kokainbase/Tetramisolbase war die beste Methode zur Reinigung des Kokains eine Flüssig/Flüssig-Trennung unter Verwendung von Hexan und Wasser; durch fünf Wasserwäschen wurde die Tetramisolbase erfolgreich vom Kokain getrennt. Die erfolgreichste Methode zur Trennung von Kokain-HCl/Tetramisol-HCl war die Verwendung einer Ionenpaar-Chromatographiesäule, die mit 4 g Celite 545 und 2 ml 1 N HCl/2M NaCl gepackt war.
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