Amphetamine-derived new psychoactive substances : metabolic fate and toxicological detectability of methiopropamine, three methyl-amphetamine isomers, camfetamine, 5-APB, 6-APB, 5-MAPB, and 6-MAPBin urine and human liver preparations using GC-MS, LC-MSn, and LC-HR-MSn techniques

Abstract

The number of new psychoactive substances identified each year by the EMCDDA is increasing rapidly, as in 2014, 101 new compounds have been identified. One important structural group of NPS are the phenethylamines. In the presented studies, the metabolic fate and the toxicological detection of different amphetamine-derived compounds belonging to the phenethylamine group of NPS have been investigated. Using GC-MS and/or LC-High-Resolution-MSn, the main phase I metabolic step observed for the compounds containing the methamphetamine backbone, such as 2 MPA, 5-MAPB, and 6-MAPB, was N-demethylation, whereas for the three methyl-amphetamine isomers and CFA aromatic hydroxylation was the predominant step. 5 APB and 6-APB were metabolized only to a minor extent, resulting in the unchanged drug being the main target for urinalysis. The isoenzymes mainly involved in the N demethylation steps were CYP2B6, CYP2C19, CYP2D6, and CYP3A4, whereas the aromatic hydroxylations were catalyzed by CYP2D6 and CYP2C19. The intake of each tested compound could be proved within the established SUSAs, either with the unchanged drugs or the nor metabolites being the main targets in urine, or in the case of CFA and the three MAs, the hydroxy-aryl metabolites. Separation of isomers was successfully accomplished with an additional work-up, including heptafluorobutyrylation. For 5-MAPB, plasma concentrations determined in authentic cases were in the same range as published for MDMA.

Die Anzahl neuer psychoaktiver Substanzen, die jedes Jahr von der EMCDDA identifiziert wird, steigt stetig an. Alleine 2014, wurden 101 neue Substanzen identifiziert. Die Phenethylamine stellen dabei eine wichtige Gruppe dar, deshalb wurde im Rahmen dieser Dissertation der Metabolismus und die Nachweisbarkeit von verschiedenen Phenethylamin-Abkömmlingen mittels GC-MS- und LC-(HR)-MSn-Verfahren untersucht. Für Substanzen, mit einer Methamphetamin-verwandten Struktur, wie 2-MPA, 5-MAPB und 6-MAPB, war der nachgewiesene Hauptstoffwechselschritt die N-Demethylierung, während es für die drei Isomere des Methyl-Amphetamins und CFA, die aromatische Hydroxylierung war. 5-APB und 6 APB wurden insgesamt nur wenig verstoffwechselt, was dazu führt, dass hauptsächlich der unveränderte Stoff im Urin nachgewiesen wurde. CYP2B6, CYP2C19, CYP2D6 und CYP3A4 waren an der N-Demethylierung beziehungsweise CYP2D6 und CYP2C19 an der aromatischen Hydroxylierung beteiligt. Eine Einnahme der untersuchten Substanzen konnte im Urin nachgewiesen werden mithilfe der im Labor durchgeführten Standard Urinscreening-Verfahren. Der Fokus für die Nachweisbarkeit lag dabei entweder auf den unveränderten Substanzen, und den Nor-Metaboliten, oder im Fall von CFA und den Methyl-Amphetaminen auf den Hydroxy-Aryl-Metaboliten. Eine Isomeren-Trennung wurde erfolgreich durchgeführt. 5-MAPB-Plasmakonzentrationen, die in authentischen Fällen bestimmt wurden, waren vergleichbar mit bekannten MDMA-Konzentrationen.