UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMATICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QMC5515 – Estágio Supervisionado
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO DESENVOLVIDO NO INSTITUTO GERAL DE PERÍCIAS NA CIDADE DE FLORIANÓPOLIS - SANTA CATARINA
JÉSSICA TEIXEIRA DOS SANTOS
Supervisor: Perito Criminal Bioquímico FERNANDO MEURER
Florianópolis Novembro/2019
2 Jéssica Teixeira dos Santos
EXTRAÇÃO E ANÁLISE DE DROGAS PARA IDENTIFICAÇAO DE SUBSTÂNCIAS DE INTERESSE FORENSE
Projeto de Estágio Supervisionado (QMC 5515) apresentado ao Departamento de Química da
Universidade Federal de Santa Catarina desenvolvido no Instituto Geral de Perícias do estado de Santa Catarina, supervisionado pelo Perito Criminal Bioquímico Fernando Meurer
Florianópolis Novembro/2019
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SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... 5
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... 7
RESUMO ... 8
1. JUSTIFICATIVA ... 9
2 APRESENTAÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO ... 10
3. REVISÃO DA LITERATURA ... 11 3.1 Ciência Forense ... 11 3.1.1 Química Forense ... 11 3.2 Amostras Forenses ... 12 3.2.1 Drogas de Abuso ... 12 3.2.1.1 Maconha ... 15 3.2.1.2 Cocaína ... 16 3.2.1.3 MDMA e MDA ... 17
3.3 Metodologias de análise empregadas ... 19
3.3.1 Teste de cor ... 19 3.3.2 Preparo de amostras ... 21 3.3.3 Instrumentação ... 21 3.3.3.1 CG-MS ... 23 4. OBJETIVOS... 26 4.1 Objetivo Geral ... 26 4.2 Objetivos específicos ... 26 5. METODOLOGIA ... 27 5.1 Reagentes utilizados ... 27 5.2 Teste de cor ... 27 5.2.1 Fast Blue B ... 27 5.2.2 Reagente de Scott ... 28 5.2.3 Reagente de Marquis ... 29 5.2.4 Reagente de Simon ... 29 5.3 Extração ... 30 5.3.1 Extração sólido-líquido ... 30
5.3.2 Extração liquido-liquido básica ... 31
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5.4.1 Preparo de amostras ... 32
5.4.4 CG-MS ... 32
5.5 Segurança no laboratório ... 32
6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS NO ESTÁGIO... 34
6.1 Teste de cor ... 34
6.1.1 Maconha ... 34
6.1.2 Cocaína e cloridrato de cocaína ... 35
6.1.3 Reagente de Marquis ... 37
6.1.4 Reagente de Simon ... 38
6.2 Extração ... 39
6.2.1 Extração sólido-líquido ... 39
6.2.2 Extração líquido-líquido básica ... 40
6.3 CG-MS ... 40 6.3.1 Maconha ... 41 6.3.2 Cocaína ... 43 6.3.2 MDMA ... 44 6.3.2 MDA ... 45 7.CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS ... 47
8. CONTRIBUIÇÃO DO ESTÁGIO À FORMAÇÃO PROFISSIONAL ... 48
9. REFERÊNCIAS ... 49
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Estruturas de drogas de abuso controladas pela Portaria 344/98-SVS ... 13
Figura 2. Estrutura química do delta-9-tetra-hidrocanabinol (THC) ... 16
Figura 3. Reação entre o cloridrato de cocaína e NH4OH em H2O para formação da cocaína (crack, forma básica), NH4Cl e água ... 17
Figura 4. Estrutura química das moléculas de MDMA e MDA ... 18
Figura 5. Imagem ilustrativa de alguns testes de cores selecionados para drogas em uma placa de pontos de porcelana ... 20
Figura 6. Esquema simplificado do equipamento GC-MS ... 24
Figura 7. Esquema do teste Fast Blue B para maconha ... 28
Figura 8. Etapas do teste de Scott para cocaína ... 28
Figura 9. Tabela de cores para o reagente de Marquis e esquema do teste para MDMA e MDA ... 29
Figura 10. Tabela de cores do reagente de Simon e esquema do teste de Simon para MDMA ... 29
Figura 11. Esquema do processo de extração sólido liquido para maconha e cocaína ... 31
Figura 12. Esquema do processo de extração liquido-liquido básica para ecstasy .. 31
Figura 13. Possível produto da reação entre o THC e o reagente Fast Blue B ... 35
Figura 14. Possíveis estruturas do complexo de cocaína e tiocianato de cobalto formado a partir da reação de Scott ... 36
Figura 15. Mecanismo da reação entre o reagente de Marquis e a metanfetamina . 38 Figura 16. Mecanismo da reação entre o reagente de Simon e a metanfetamina ... 39
Figura 17. a) Cromatograma obtido experimentalmente para maconha, mostrando o pico de retenção de THC em 2,48 min. b) Espectro de massas do THC obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas experimental do THC (superior) com o espectro de massas encontrado no banco de dados do equipamento (inferior) ... 41
Figura 18. Estruturas sugeridas dos principais íons observados no espectro de massas do THC ... 42
Figura 19. a) Cromatograma obtido experimentalmente para cocaína, mostrando o
pico de retenção de cocaína em 1,94 min. b) Espectro de massas da cocaína obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas
6 experimental da cocaína (superior) com o espectro de massas encontrado no bando de dados do equipamento (inferior) ... 43
Figura 20. Padrão de fragmentação do MDMA por ionização via EI ... 44 Figura 21. a) Cromatograma obtido experimentalmente para MDMA, mostrando o pico
de retenção do MDMA em 5,19 min. b) Espectro de massas da cocaína obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas experimental do MDMA (superior) com o espectro de massas encontrado no banco de dados do equipamento (inferior) ... 45
Figura 22. a) Cromatograma obtido experimentalmente para MDA, mostrando o pico
de retenção do MDA em 4,79 min. b) Espectro de massas da cocaína obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas experimental do MDA (superior) com o espectro de massas encontrado no banco de dados do equipamento (inferior) ... 46
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
MDMA 3,4-metilenodioximetanfetamina
MDA 3,4-metilenodioxianfetamina
THC Delta-9-tetra-hidrocanabinol
GC-MS Gas Chromatography Mass Spectrometry (tradução: Cromatografia
Gasosa com Espectrômetro de Massa)
LSD Lysergic acid diethylamide (tradução: Dietilamida do Ácido
Lisérgico)
IGP Instituto Geral de Perícias
IAF Instituto de Análises Forenses
UNODC United Nations Office on Drugs and Crime (tradução: Escritório das
Nações Unidas sobre Drogas e Crime)
SWGDRUG Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs (tradução: Grupo de Trabalho Científico para Análise de Medicamentos Apreendidos
SVS Secretaria de Vigilância Sanitária
POP Procedimento Operacional Padrão
EI Electron Ionization (tradução: Ionização via Impacto de Elétrons)
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RESUMO
A Química Forense utiliza conhecimentos de Química para auxiliar na investigação e obtenção de informações que ajudem a solucionar problemas legais, como por exemplo a análise de substâncias de comercio ilegal. As drogas de abuso estão dentro desta classe de substâncias, cuja venda é regulada pela portaria 344/98 e suas atualizações no Brasil. Essas substâncias têm se tornado um problema cada vez maior, principalmente após o isolamento e identificação dos princípios ativos de substâncias naturais, já bastante utilizadas como drogas de abuso, o que possibilitou a obtenção de drogas sintéticas mais puras e muitas vezes mais potentes que as de origem natural. Drogas sintéticas são comercializados principalmente na forma de comprimidos e selos no Brasil. Ecstasy é o nome popular dado a esses comprimidos que originalmente continham MDMA (3,4-metilenodioximetanfetamina) como ativo, porém hoje em dia diversas substâncias podem ser encontradas, como o MDA (3,4- metilenodioxianfetamina). O MDMA e o MDA pertencem a classe das anfetaminas, apresentam propriedades estimulantes e têm sido encontradas com bastante frequência em apreensões de comprimidos de ecstasy no estado de Santa Catarina. Apesar do grande problema relacionado a drogas sintéticas hoje, a maior parte das drogas apreendidas ainda são a maconha e a cocaína. Este trabalho efetuou a análise e identificação dos compostos THC (delta-9-tetra-hidrocanabinol, encontrado na maconha), cocaína, MDMA e MDA em amostras apreendidas no estado de Santa Catarina. Em um primeiro momento foram realizadas análises preliminares que consistiram em testes de cor e análise das características macroscópicas, no caso da maconha, para uma triagem inicial das amostras. Em seguida foram efetuados processos de extração de acordo com o composto, ou classe de compostos sugerido pelas análises de cor e visual. E por fim as amostras extraídas foram analisadas por meio de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-MS) para determinar a presença, ou não, de tais compostos nas amostras recebidas no setor de Química Legal do Instituto de Analises Forenses – IGP/SC.
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1. JUSTIFICATIVA
A Química Forense consiste na utilização de conhecimentos de química no intuito de auxiliar na solução de problemas legais. O trabalho do químico forense é voltado para a análise de amostras colhidas por investigadores, oriundas dos locais de crimes e ocorrências. Sua atividade principal consiste em identificar materiais e conhecer a natureza de cada prova relacionada a um crime. Sendo responsável em decidir qual análise será realizada e quais materiais serão necessários para chegar a essas provas.
A maior demanda no setor de Química Forense do Instituto de Análises Forenses do IGP/SC é a identificação de drogas apreendias no estado de Santa Catarina cujo uso é regulado pela Portaria 344/98 do Ministério da Saúde. A maior parcela de apreensões consiste em maconha e cocaína, mas cada vez mais se tem encontrado drogas sintéticas, principalmente na forma de comprimidos (ecstasy) e selos (LSD). No que diz respeito principalmente as drogas sintéticas, sua identificação e controle são importantes devido aos graves problemas que tais compostos podem causar a saúde dos usuários. As substâncias são sintetizadas e prensadas na forma de comprimidos em laboratórios ilegais, o que leva a diversos problemas, tais como: o tipo de matéria prima utilizada na síntese, seus processos de purificação, e a presença de adulterantes. Além disso existem os problemas com higiene e a quantidade de droga em cada comprimido, que não é controlado, levando ao consumo, pelos usuários, de compostos desconhecidos em quantidades não determinadas. Nas análises realizadas nos materiais apreendidos existe desde a incidência de compostos com alto risco de overdose, como o fentanil encontrado em selos aqui no Brasil, até apenas a presença de um adulterante, como a cafeína.
Deste modo o trabalho de estágio realizado no Instituto Geral de Perícias de Santa Catarina consistiu na análise preliminar de amostras apreendidas com suspeita de conterem substâncias proibidas ou controladas, sua extração e posterior análise via GC-MS a fim de determinar ou não sua presença e auxiliar as forças de segurança pública na apreensão de substâncias ilegais e/ou controladas, já que elas podem ser um risco a saúde pública.
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2. APRESENTAÇÃO DO LOCAL DE ESTÁGIO
O Instituto Geral de Perícias de Santa Catarina – IGP/SC teve origem em 1917 no Gabinete de Identificação e Serviço Médico-Legal, primeiro órgão encarregado de executar os trabalhos periciais de exames de corpo de delito e de identificação humana em Santa Catarina.
Porém, o Instituto Geral de Perícias (IGP-SC) como é conhecido hoje só foi oficialmente criado em 31 de janeiro de 2005 através da Emenda Constitucional nº 039 do Estado de Santa Catarina, que lhe deu autonomia funcional e administrativa, o vinculando diretamente à Secretaria de Segurança Pública, sendo estruturado em quatro institutos: Instituto de Análises Forenses (IAF), Instituto de Criminalística (IC), Instituto de Identificação Civil e Criminal (II) e Instituto Médico-Legal (IML), contando com sua própria Academia de Perícia (Acape) e Corregedoria.
O Instituto de Análises Forenses (IAF) é o instituto responsável pela realização de exames periciais laboratoriais utilizando conhecimento técnico-científico nas áreas de Química Forense, Toxicologia Forense, Vestígios Biológicos e Genética Forense. A sede do IAF, localizada em Florianópolis, atende toda a demanda de perícias laboratoriais do Estado, além de contar com laboratórios nas Gerências Mesorregionais de Perícia de Joinville, Blumenau, Balneário Camboriú, Criciúma, Chapecó e Caçador, para realização das análises de Química Forense.
O quadro de pessoal do IAF é constituído por peritos criminais bioquímicos, com formação nas áreas de Química, Farmácia, Bioquímica e Biologia e também conta com auxiliares de laboratório e auxiliares criminalísticos.
O trabalho de estágio foi realizado no setor de Química Forense do IAF em Florianópolis, o qual realiza a identificação de drogas, substâncias químicas desconhecidas, medicamentos, explosivos e acelerantes em materiais coletados em locais de incêndio, assim como a realização de exame residuográfico. Os materiais foram analisados de acordo com o estabelecido pelo United Nations Office on Drugs and Crime (Escritório das Nações Unidas sobre Drogas e Crime - UNODC) e Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs (Grupo de Trabalho Científico para Análise de Medicamentos Apreendidos - SWGDRUG).
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3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1 Ciência Forense
A ciência forense é geralmente definida como a aplicação de um amplo espectro de ciências e tecnologias para investigar e estabelecer fatos de interesse em relação ao direito penal ou civil. Por meio da ciência forense, o sistema de justiça criminal pode receber informações objetivas, precisas e relevantes que permitam aos profissionais do direito conduzir investigações e processos judiciais de maneira correta e eficaz. Dado o impacto severo do crime em qualquer sociedade, as informações forenses geradas a partir de evidências físicas que permitem à polícia solucionar crimes e juízes e júris a tomar as decisões corretas no tribunal podem ser consideradas um bem muito valioso. A ciência forense é, deste modo, o termo utilizado para o processo que responde a perguntas científicas nos tribunais.1, 2
3.1.1 Química Forense
A química forense surgiu na Europa na década de 1830, com avanços de cientistas como James Marsh, que foi um químico britânico que desenvolveu um método para testar a presença de arsênico em tecido humano, sendo o primeiro uso da toxicologia em um julgamento por júri registrado.3, 4
A química forense é uma área especializada da ciência forense que envolve a aplicação de princípios químicos ao campo da investigação forense: a química exercida a serviço da lei.5 O papel da química forense nas investigações criminais é vasto e abrange desde técnicas usadas para coletar e preservar evidências até procedimentos usados para identificar elementos e compostos.6, 7 Diversos aspectos distinguem a química analítica forense de outras subdisciplinas analíticas. Uma delas é que métodos analíticos usados na investigação forense devem ser minimamente destrutivos ou não destrutivos. As matrizes de amostra variam de sangue, urina, matéria vegetal, vidro, drogas entre outros. Os laboratórios forenses trabalham sob altas cargas de trabalho, às vezes têm recursos limitados e devem atender a restrições científicas e legais. Essas considerações significam que a química analítica forense é inerentemente adaptativa, moldando avanços fundamentais em ciência, tecnologia e instrumentação para uso forense. Portanto, apesar da química analítica continuar
12 sendo a disciplina fundamental, os químicos forenses estão usando cada vez mais outras disciplinas químicas.5, 6
3.2 Amostras Forenses
Evidências físicas encontradas na cena do crime são coletadas e rotuladas por um investigador ou técnico treinado. Esses especialistas são responsáveis por identificar, fotografar, registrar, coletar, etiquetar e transportar evidências da cena do crime. É importante não introduzir contaminantes externos, como DNA, impressões digitais, cabelos e fibras da roupa, nas evidências físicas, além de não perder os vestígios de evidências. Os itens de evidência devem ser registrados nos formulários da cadeia de custódia para rastrear a linhagem da amostra, desde a coleta até o teste e a admissão no tribunal. Toda pessoa que examina ou lida com as evidências é registrada no formulário da cadeia de custódia.3, 7
As características da maioria das amostras forenses são sua complexidade e a pequena quantidade disponível.5 Amostras forenses podem incluir qualquer tipo de material físico encontrado na cena do crime, como itens do cotidiano, produtos químicos domésticos, tecidos e fibras, cabelos, vidro, impressões digitais, solo, material vegetal, documentos manuscritos ou digitados, cheques, polímeros e plásticos, tintas e corantes, números de série e ferramentas e ferramentas marcas. Amostras forenses também podem incluir narcóticos, maconha e apetrechos para drogas, armas, munições e invólucros, substâncias e aceleradores inflamáveis, explosivos, fluidos corporais, impressões como marcas de pneus, pegadas de sapatos, faixas, marcas de mordida e impressões de tecido. Bitucas de cigarro, goma de mascar, lentes de contato, roupas, panos, sacolas plásticas, serragem, fita adesiva e corda também podem todos ser apresentados como evidência física para análise pelo laboratório forense. 3, 8, 9, 10, 11
3.2.1 Drogas de Abuso
Uma droga é uma substância que, quando ingerida, é capaz de induzir uma mudança química no corpo. Um fármaco é uma droga que possui um efeito terapêutico, ou seja, pode ser utilizado para tratar ou prevenir doenças, reduzir a dor,
13 promover o sono, reduzir a tensão e a ansiedade e assim por diante. Existem algumas drogas cujos efeitos de podem levar a seu abuso.12, 6
A ingestão de substâncias que alteram a mente pelos seres humanos tem registros desde os tempos antigos, sendo que os primeiros relatos dessas interações indicam que eles eram usados no contexto de cura, cerimoniais e/ou praticas religiosas. No início do século XIX foi demonstrado que um ingrediente ativo psicoativo poderia ser isolado e obtido em forma purificada do material vegetal, o que levou à atual epidemia de abuso de drogas.13, 14
Existem drogas cuja posse ou suprimento é restrito por lei, e compreendem materiais lícitos, fabricados sob licença para uso clínico (fármacos), e os produtos ilícitos. Atualmente, o abuso mais grave de drogas envolve produtos ilícitos.12 No Brasil, definições legais sobre drogas de abuso são publicadas pela Portaria 344/98-SVS e suas atualizações, que definem substâncias e medicamentos proscritos e aqueles que estão sujeitos a medidas de controle especial relacionados a notificações, licenças, autorizações e prescrições médicas (Figura 1). O termo drogas ilícitas refere-se, portanto, àquelas drogas ou substâncias usadas de forma abusiva, isto é, fora de contexto médico ou legal. Além disso, por serem consideradas substâncias capazes de causar dependência, sua produção, comercialização e consumo sob condições não previstas são tipificados como crimes.15
14 A maioria das drogas de abuso possui efeitos estimulantes do sistema nervoso central, analgésicos narcóticos, alucinógenos e hipnóticos. As mais prevalentes são as substâncias derivadas de plantas ou semissintéticas.14 Porém, nos últimos anos houve o surgimento de novas substâncias sintéticas psicoativas de identidade desconhecida, que são em geral compostos derivados de catinonas, opióides e outros compostos psicoativos naturais. Esses compostos são vistos pelos usuários como um meio de evitar processos por posse e uso de substâncias proibidas, já que estes não são proscritos por lei. Laboratórios criminais, já sobrecarregados com análises, geralmente não possuem disponibilidade para realização do processo demorado de caracterizar novas estruturas e desenvolver protocolos operacionais padrão (POP) para sua identificação de rotina. E mesmo quando possível, o POP pode ficar obsoleto em pouco tempo, pois rapidamente a droga recém-proibida é substituída por novas variantes não proibidas, reiniciando o ciclo.13
Uma ampla gama de efeitos colaterais com gravidade variável, que vão desde a sonolência até efeitos mais graves como incapacidade de concentração, apatia, atividade física diminuída, constrição das pupilas, dilatação dos vasos sanguíneos subcutâneos, constipação, náusea, vômito e depressão, podem acompanhar o uso excessivo e prolongado de narcóticos.16, 17, 18 Sendo que os efeitos terapêuticos e tóxicos se tornam mais pronunciados com o aumento da dose. Os riscos à saúde do uso de drogas ilícitas incluem risco de infecção, e overdose. Problemas de saúde e complicações médicas comuns à maioria dos usuários são resultado de adulterantes, contaminantes e/ou práticas de injeção não estéril. Alguns problemas que o abuso de drogas pode causar são: abscessos na pele, pulmão e cérebro, endocardite (inflamação do revestimento do coração), hepatite e AIDS.6
Drogas podem ser classificadas com base no seu caráter ácido-base. Algumas drogas são ácidas, como cloridrato de cocaína e maconha, e outras básicas, como as anfetaminas, heroína e a cocaína (crack). A maioria das drogas são bases fracas e, como resultado, têm um sabor amargo. Uma droga também pode ser classificada de acordo com sua origem, sendo que esse sistema de classificação inclui as categorias produto natural, semissintético e sintético. Alcaloides, por exemplo, são extraídos de plantas com sementes e são produtos naturais. Um grande número de drogas são alcaloides, incluindo os alcaloides opiáceos (derivados da papoula do ópio). Outros medicamentos derivados de plantas incluem cocaína e tetraidrocanabinóis (compostos ativos da maconha). A heroína é um composto semissintético produzido
15 pela acetilação da morfina. Hormônios e esteroides são obtidos ou sintetizados por animais, seres humanos ou bactérias geneticamente modificadas e também são semissintéticos. Drogas sintéticas são feitas a partir do zero em laboratório. A metanfetamina e muitos medicamentos proscritos são sintéticos. Alguns compostos que antes eram obtidos apenas de matéria vegetal, como o delta-9-tetra-hidrocanabinol (THC), agora podem ser sintetizados. Como resultado dos novos recursos na síntese de medicamentos, a classificação das drogas por origem tornou-se problemática.6, 7, 12, 19
As drogas que serão abordadas neste trabalho são: THC (encontrado na maconha), cocaína (e crack), MDMA e MDA. Algumas propriedades destes compostos estão dispostas na Tabela 1.
Tabela 1. Algumas propriedades das drogas de abuso que serão abordadas neste
trabalho (THC, cocaína, MDMA e MDA).
Substância Massa molar (g
mol-1)
pKa Pressão de vapor
(mmHg, 25 ºC)
THC 314,45 10,6 1,18x10-6
Cocaína 303,35 8,6 1,91x10-7
MDMA 193,25 10,4 0,003
MDA 179,22 10,0 -
Adaptado de: FEITOSA, R. S. et. al. (2013).15
3.2.1.1 Maconha
A maconha é usada desde os tempos antigos. A planta resistente e daninha pode ser cultivada tanto para fibra quanto para uso ilegal. A fibra é chamada de cânhamo, e é cultivada para fins industriais com concentração de THC de menos de 1%, podendo ser utilizada na produção de roupas ou corda. Maconha é um termo não científico que se refere a droga derivada da planta Cannabis sativa, mais especificamente, das suas folhas e flores. Mais de 400 compostos químicos individuais foram identificados na planta, sendo que mais de 60 destes compostos são coletivamente chamados de canabinóides, e são exclusivos da maconha. Os canabinóides são os compostos químicos ativos da Cannabis sativa, e são
16 classificados como alucinógenos, sendo uma classe de compostos derivados de terpenos e do fenol.6, 11, 19
A maconha é a substância ilegal mais consumida na maioria dos países. O canabinol contido na planta Cannabis sativa controlado pela Portaria 344/98-SVS é o delta-9-tetra-hidrocanabinol (THC, mostrado na Figura 2), que só foi isolado pela primeira vez em 1964. O THC atua no sistema nervoso central, produzindo efeitos físicos e psicológicos. Através de um cultivo cuidadoso, o teor de THC da planta aumentou constantemente e agora está na faixa de 3 a 5% para folhas e flores. O haxixe, ou óleo de haxixe, é a resina oleosa excretada pelas flores e possui uma maior concentração de THC, na faixa de 10 a 20%. Em qualquer planta de maconha, o teor de THC é mais alto nas resinas e inexistente nas sementes, que por esse motivo são excluídas do controle.3,6, 11, 13
Figura 2. Estrutura química do delta-9-tetra-hidrocanabinol (THC).
A absorção do THC depende principalmente do modo de consumo. A absorção mais rápida e eficiente da maconha ocorre através do fumo. A inalação resulta na absorção direta pelos pulmões, e o início da ação do THC começa em poucos minutos. Sendo que este é o principal modo de consumo da maconha.11, 19
3.2.1.2 Cocaína
Outra droga derivada de plantas bem conhecida é a cocaína, que é um poderoso estimulante do sistema nervoso central derivado das folhas da planta coca de Erythroxylon. A cocaína também pode ser sintetizada, mas o processo é difícil e caro e, até o momento, a planta de coca continua sendo a fonte primária no mercado de drogas ilegais. A planta de coca cresce na Cordilheira dos Andes e em algumas partes da Ásia, e a maior fonte de coca em bruto é a América do Sul, principalmente a Colômbia. Os nativos da região mastigavam as folhas e utilizavam no preparo de
17 chás, usados medicinalmente. Extratos da folha de coca também foram ingredientes da Coca-Cola e de outros medicamentos no início do século XX.11, 15
A cocaína foi o primeiro anestésico local e revolucionou a cirurgia, possuindo usos médicos como anestésico tópico nos olhos, nariz e garganta, produzindo o mesmo efeito entorpecedor que a procaína. No entanto, outros compostos relacionados substituíram amplamente a cocaína nesses papéis.A cocaína ilícita é fornecida como o sal cloridrato, um pó branco cristalino, geralmente misturado com adulterantes, como lidocaína, açúcares ou cafeína. Quando vista na forma de pequenos pedaços (rochas), é conhecida como crack, embora seja um termo coloquial sem uma definição científica clara. O sal cloridrato pode ser convertido em crack dissolvendo o cloridrato de cocaína em água e aquecendo suavemente com bicarbonato de sódio ou amônia (Figura 3). A cocaína, que inclui crack, é uma droga controlada pela Portaria 344/98-SVS. A forma básica é geralmente fumada, produzindo uma resposta imediata quase tão rápida quanto a obtida por injeção. Os efeitos da cocaína no usuário são semelhantes aos da anfetamina e da metanfetamina: frequência cardíaca elevada, respiração rápida e uma sensação de alerta e bem-estar.11, 13, 19
Figura 3. Reação entre o cloridrato de cocaína e NH4OH em H2O para formação da cocaína (crack, forma básica), NH4Cl e água.
3.2.1.3 MDMA e MDA
O MDMA (3,4-metilenodioximetilanfetamina) pertence à família das anfetaminas e foi sintetizado pela primeira vez pela empresa farmacêutica alemã Merck em 1912 (Figura 4). No entanto, início dos anos 80, o MDMA, comumente vendido na forma de comprimidos (ecstasy) tornou-se uma droga popular em festas e
18 raves noturnas nos EUA e na Europa. O que levou a uma regulamentação rígida de seu uso, levando o MDMA a ser classificado como uma substância controlada nos Estados Unidos em 1985. Mesmo assim, desde então, ele permaneceu nos Estados Unidos e na maioria dos países, sendo que na década de 1990, o MDMA havia se tornado uma droga recreativa significativa em todo o mundo. No Brasil o MDMA teve seu uso proscrito pela Portaria da Secretária de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde de número 344, de 12 de maio de 1998.20, 21, 22, 23
Figura 4. Estrutura química das moléculas de MDMA e MDA.
O MDMA pode também ser comercializado como pó cristalino (solto ou em cápsula) além de comprimidos, e é geralmente é ingerido por via oral, no entanto, comprimidos triturados ou pó cristalino também podem ser tomados por via sublingual, bucal ou intranasal. Como o MDMA puro não pode ser transformado em um comprimido prensado, os comprimidos de ecstasy contêm outras substâncias, incluindo excipientes como celulose e frequentemente outros agentes ativos, como estimulantes ou substâncias semelhantes ao MDMA. A forma de pó é conhecida pelos compradores por ser mais “pura”, porem é frequentemente contaminada por outras substâncias mais baratas ou mais acessíveis.20, 23, 24
O MDA (3,4-metilenodioxiafetamina) foi preparado pela primeira vez em 1910, e é quimicamente semelhante ao MDMA (Figura 4). Seus efeitos alucinógenos foram descobertos em 1955, e o MDA apareceu como uma droga recreativa em meados da década de 1960. No final da década de 1960, não havia dificuldade de se obter a droga, já que estava disponível como produto químico de pesquisa em diferentes fornecedores. Isso terminou em 1970, quando o MDA foi enquadrado como substância controlada nos Estados Unidos, porém continua a aparecer em preparações ilegais de drogas e geralmente é vendido como comprimidos de ecstasy no lugar do MDMA.21, 25 O MDA também é proscrito no Brasil pela Portaria 344/98.
19 Os efeitos do MDMA e MDA são semelhantes o suficiente para serem discutidos em conjunto. Em doses efetivas (75 a 150 mg para MDMA, 50 a 150 mg para MDA), esses compostos produzem efeitos que incluem o aumento da frequência cardíaca, pressão arterial e dilatação da pupila. Efeitos físicos adicionais como tensão muscular, ranger de dentes (bruxismo), aumento da temperatura corporal, supressão do apetite e insônia. Os efeitos psicológicos reivindicados para essas drogas são euforia, aumento do calor emocional e empatia, menor defensividade e aumento do comportamento verbal. Alucinações são incomuns ou ausentes em doses usuais.19
3.3 Metodologias de análise empregadas
O exame de uma substância controlada é um processo de três etapas. A primeira etapa é uma inspeção visual da substância suspeita para determinar provisoriamente a identidade da substância ou para determinar a classe de materiais a que pertence. A segunda etapa consiste em uma série de exames de cores para restringir a lista de substâncias que podem estar presentes em evidência e determinar o método de análise mais adequado a ser utilizado. Finalmente, é realizado um exame confirmatório para identificar a substância. Análises adicionais são realizadas para determinar a quantidade de cada um dos componentes da amostra, conforme necessário.3, 6, 7, 12
Uma metodologia usada no laboratório forense deve seguir Procedimentos Operacionais Padrão (POPs) que foram testados e validados no laboratório em questão, pela equipe do laboratório, nos instrumentos do laboratório. O POP normalmente faz referência a métodos e procedimentos publicados para avaliar evidências físicas químicas. Os POPs incluem métodos para o uso de amostras de controle e padrão e a realização de verificações de calibração de instrumentação e metodologia usando curvas de calibração.3
3.3.1 Teste de cor
Quando um pó, matéria vegetal ou outra substância desconhecida chega ao laboratório como evidência física, uma série de testes de cores é realizada, assumindo que a quantidade de amostra seja suficiente. A maioria dos testes exige alguns miligramas, mas a resposta depende da concentração do analito alvo e pode ser
20 influenciada pela presença de outras substâncias, como os adulterantes. O julgamento do analista, geralmente determina quais testes serão usados e em que ordem. O teste de cor é uma ferramenta crítica para a análise preliminar de drogas de abuso, ele utiliza uma reação química entre a droga e um reagente (ou série de reagentes) para produzir um produto colorido facilmente observável.7, 3, 13
Figura 5. Imagem ilustrativa de alguns testes de cores selecionados para drogas em
uma placa de pontos de porcelana.
Fonte: ELKINS, Kelly M. (2019).3
As principais vantagens dos testes de cores são: sua simplicidade, rapidez, custo, o fato de poderem ser realizados por pessoal com pouco treinamento e devido sua portabilidade, podem ser levados a cena do crime. Uma vantagem adicional é que os testes de cores são geralmente eficazes mesmo no caso de misturas de medicamentos ou na presença de diluentes ou excipientes. A maior desvantagem dos testes de cores é que, como testes presuntivos, existe grande potencial de resultados falsos positivos e falsos negativos.13, 3
Os testes presumidos de cores usados com mais frequência são: Duquenois – Levine e Fast Blue B (para maconha), Scott (para cocaína) e Marquis (para derivados do ópio, anfetaminas e outros alcaloides). Como os testes de cores analisam grupos funcionais químicos e não são específicos ou conclusivos, devem ser utilizados testes de laboratório para confirmar a identidade e a quantidade de uma substância.3, 7
21
3.3.2 Preparo da amostra
Métodos de preparo de amostras idealmente devem ser adequados para analisar uma ampla variedade de amostras que variam de materiais vegetais, pílulas, pós e líquidos. O preparo adequado da amostra é importante para evitar a contaminação e a sobrecarga da amostra na coluna cromatográfica. O método também deve ser capaz de separar compostos com eluição próxima e de extrair o composto de interesse. Técnicas de extração representam um dos métodos mais usados para isolar substâncias controladas.6, 13
A extração sólido-líquido é a mais frequentemente utilizada para extrair componentes naturais de uma fonte sólida. Esta técnica depende da extração seletiva de componentes solúveis de uma fase sólida para a solução. Idealmente, o solvente escolhido apenas dissolverá o composto alvo e nenhum outro componente. O isolamento é realizado por centrifugação e posterior filtragem dos contaminantes insolúveis. Em geral esta técnica requer uma única extração.6
As extrações líquido-líquido usam dois solventes imiscíveis para isolar o(s) analito(s) alvo(s) em uma fase e as impurezas na outra. A eficácia da extração depende da afinidade relativa do soluto para cada solvente, sendo que afinidade pode ser definida como: a capacidade de um solvente reter soluto na presença de outro solvente. Ao realizar extrações líquido-líquido, a amostra sólida é dissolvida em um solvente e depois misturada com o outro. O composto alvo é extraído para o solvente adicionado e isolado quando as duas camadas são separadas. Este processo pode ser repetido para maximizar a recuperação do composto alvo.6, 7,26
Já as extrações ácido-base dependem do fato de que a solubilidade de alguns compostos é afetada pelo pH. Este método usa reações ácido-base simples para isolar ácidos orgânicos fortes, ácidos orgânicos fracos, compostos orgânicos neutros e substâncias orgânicas básicas. Quando qualquer ácido é misturado com qualquer base, a reação de neutralização produz um sal iônico e água. A maioria dos sais iônicos é solúvel em água e insolúvel em solventes orgânicos. 6, 7, 26
3.3.3 Instrumentação
A ciência forense baseia-se em dois tipos de testes: presuntivo e confirmatório. Os primeiros são em geral testes de cor e analise visual, citados anteriormente. Já os
22 testes confirmatórios, geralmente usam a experiência de cientistas treinados e dependem do uso de instrumentação. O Grupo de Trabalho Científico para a Análise de Medicamentos Apreendidos (SWGDRUG) define três categorias de testes (Tabela 2). As abordagens da categoria A, incluindo espectrometria de massa e espectroscopia de ressonância magnética nuclear, que exibem alto poder de discriminação. A categoria B inclui técnicas de separação, como cromatografia em fase gasosa e líquida e eletroforese capilar, enquanto a categoria C inclui testes de cores presuntivos, imunoensaios, espectroscopia de fluorescência, entre outros. Além disso, a SWGDRUG recomenda que, para identificação definitiva de uma substância, pelo menos uma outra técnica da categoria A, B ou C seja usada em conjunto com um método de Categoria A.7, 13
Tabela 2. Categorias SWGDRUG de técnicas analíticas por poder discriminante.
Categoria A Categoria B Categoria C
Espectroscopia de infravermelho
Eletroforese capilar Testes de cores Espectrometria de massa Cromatografia gasosa Espectroscopia de
fluorescência Espectroscopia de ressonância magnética nuclear Espectrometria de mobilidade iônica Imunoensaio
Espectroscopia Raman Cromatografia líquida Ponto de fusão Difratometria de raios X Exame macroscópicoa Espectroscopia UV
Testes microcristalinos Exame microscópicoa Identificadores farmacêuticos Cromatografia em camada fina Fonte: SWGDRUG 27
a Apenas cannabis: se a evidência apresentada não possui detalhes observáveis
suficientes por análise macroscópica e microscópica, um extrato do material vegetal é analisado por outra técnica.
As classes mais importantes de instrumentos em química forense são espectrofotômetros e aqueles que usam técnicas "hifenizadas". Um instrumento
23 hifenizado possui dois módulos que são vinculados juntos em uma unidade. O primeiro módulo é um módulo de separação, enquanto o segundo é um detector. Uma amostra que contém mais de um componente pode ser introduzida no primeiro módulo, onde será separado em componentes individuais, no entanto, em um instrumento, o fluxo continua a se mover, empurrando os componentes um de cada vez no detector. Essa separação é essencial porque a maioria dos detectores não consegue distinguir entre diferentes compostos. A robustez da instrumentação, seu custo e o fato de os resultados experimentais serem independentes do laboratório ou da marca do instrumento utilizado, entre outros fatores, fizeram com que o GC-MS emergisse como a técnica para a identificação de drogas, que continua sendo a base dos laboratórios criminais até hoje.12, 13, 3
3.3.2.1 GC-MS
Cromatografia é um termo geral usado para descrever qualquer método físico de separação no qual os componentes a serem separados são distribuídos entre a fase móvel e estacionária. Os princípios químicos são os mesmos para os vários tipos de cromatografia. Os sistemas mais comuns consistem em uma fase móvel que pode ser um líquido ou gás e uma fase estacionária que é sólida. Os componentes do analito (mistura) irão interagir com ambas as fases com diferentes afinidades relativas. O processo físico de separação dependerá dessas interações, pois a fase móvel empurra os componentes pelo sistema. Geralmente, os componentes com maior afinidade para a fase móvel se moverão mais rapidamente, enquanto aqueles com maior afinidade para a fase estacionária se moverão mais lentamente.6, 28
Na cromatografia em fase gasosa, os analitos são volatilizados e introduzidos em uma corrente de gás transportador inerte que é direcionada através de um tubo capilar. O tubo é revestido com um material no qual os analitos particionam com base em suas polaridades relativas e pontos de ebulição. As colunas capilares fornecem grandes áreas de superfície para interação, facilitando a separação e resolução. A principal limitação da técnica está na capacidade da coluna. Com filmes finos, é fácil saturar a fase sólida.12, 29
Já a espectrometria de massa funciona da seguinte maneira: um composto é ionizado, os íons são separados, em um analisador de massas, com base em sua razão massa/carga e o número de íons por unidade de massa/carga é registrado como
24 um espectro. Existem diversos métodos utilizados na ionização e na separação dos íons resultantes. Por exemplo, no modo de impacto de elétrons (EI), o espectrômetro de massas bombardeia moléculas na fase de vapor com um feixe de elétrons de alta energia e registra o resultado como um espectro de íons positivos, que foram separados com base na massa/carga (m ∕ z).30
É rotina acoplar um espectrômetro de massa a alguma forma de instrumento cromatográfico, como um cromatógrafo a gás (GC-MS). No GC-MS o cromatógrafo a gás separa os componentes de uma mistura no tempo e o espectrômetro de massa fornece informações que auxiliam na identificação estrutural de cada componente (Figura 6). Essa combinação tem várias vantagens: separa os componentes de uma mistura complexa para que os espectros de massa de compostos individuais possam ser obtidos para fins qualitativos ao mesmo tempo que pode fornecer informações quantitativas sobre esses mesmos compostos. O espectrômetro de massa encontra amplo uso na análise de compostos cujo espectro de massa é conhecido e na análise de compostos completamente desconhecidos. No caso de compostos conhecidos, é comparado o espectro de massa do composto com uma biblioteca de espectros de massa. A espectrometria de massa de impacto com elétrons é particularmente útil nesse sentido, uma vez que a espectrometria de massa (EI) leva a uma fragmentação considerável. A congruência dos espectros de massa é uma evidência convincente para identificação e muitas vezes é até admissível em tribunal.3, 29, 30
Figura 6. Esquema simplificado do equipamento GC-MS.
O sistema de introdução de amostras para GC-MS na maioria das vezes é automatizado para lidar com até 100 amostras por execução de análise. Essa é uma
25 consideração importante para os cientistas forenses que precisam trabalhar com um grande número de amostras. Vantagens adicionais incluem o fato de o instrumento ter um custo relativamente baixo e as bibliotecas de identificação de drogas estarem prontamente disponíveis. Está em conformidade com as recomendações do SWGDRUG, na medida em que combina convenientemente os métodos de Categoria A e de Categoria B. Porém, o GC-MS é limitado a analitos que sejam voláteis e termicamente lábeis, mas também podem suportar as condições de particionamento do cromatógrafo a gás.3,12, 13
26
4.OBJETIVOS
4.1 Objetivo Geral
Efetuar análises iniciais de triagem em amostras desconhecidas, extrair os compostos das amostras e posteriormente efetuar a análise e identificação dos compostos a partir de cromatografia gasosa com espectrometria de massas acoplado.
4.2 Objetivos específicos
Efetuar análise macroscópica de amostras de maconha;
Efetuar teste de cor para uma pré-identificação das demais amostras;
Extrair os compostos THC, cocaína, MDMA e MDA de amostras aprendidas, com métodos de extração adequados;
Analisar as amostras por meio de GC-MS;
Identificar os compostos de interesse a partir do tempo de retenção e padrão de fragmentação obtidos pelo equipamento;
Comparar o espectro de massas obtido com o banco de dados do equipamento.
27
5. METODOLOGIA
5.1 Reagentes utilizados
Metanol PA (Ensure), acetato de etila PA (Sigma-aldrich), etanol PA (Panrec), clorofórmio PA (Mallinckrodt), sal duplo de zinco diazotado com 4-amino-2,5-dietoxibenzanilida (Fast Blue B - Sigma Aldrich), 4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído Aldrich), ácido sulfúrico 96 % PA (Panreac), tiocianato de cobalto (II) (Sigma-Aldrich), ácido clorídrico 37% PA (Panreac), formaldeído 37% PA (Panreac), acetaldeído (Merck-Schuchardt), nitroferricianeto de sódio (III) di-hidratado (Sigma Aldrich), carbonato de sódio desidratado (Ensure), hidróxido de amônia 30% PA (Panreac).
5.2 Teste de cor
O preparo de todos os reagentes para os testes de cor foi feito de acordo com Procedimentos Operacionais Padrão (POPs) elaborados e aprovados por peritos criminais bioquímicos do setor de Química Forense do Instituto de Analises Forenses – IGP/SC.
5.2.1 Fast Blue B
Foram inicialmente pesados 120 mg do sal Fast Blue B, esta massa foi transferida para um béquer de 250 mL e foram adicionados 60 mL de água destilada e 70 mL de etanol PA. A solução foi homogeneizada em seguida, filtrada e transferida para um frasco de vidro âmbar. O reagente foi armazenado sob refrigeração de 2 a 8 °C, com validade de 2 meses.
Na realização do teste de Fast Blue B, aproximadamente 100 mg de amostra foram transferidas para frasco vidro, com capacidade para 10 mL com tampa, e submetida à extração com aproximadamente 2 mL de etanol. Cinco gotas do extrato foram transferidas para papel de filtro e, após evaporação do solvente, foram adicionadas 5 gotas da solução do Fast Blue B 0,25%, como mostrado na Figura 7.31
28
Figura 7. Esquema do teste Fast Blue B para maconha.
5.2.2 Reagente de Scott
O Reagente de Scott foi preparado pesando-se 2,0 g de tiocianato de cobalto (Co(SCN)2(H2O)4), transferindo essa massa para um balão volumétrico de 100 mL e completando o volume com ácido acético 10%. A está solução foram adicionados 100 mL de glicerina 96%. Por fim a solução pronta foi transferida para um frasco âmbar e armazenada a temperatura ambiente.
O teste de Scott baseia-se em três etapas, como mostrado na Figura 8:32, 33
Figura 8. Etapas do teste de Scott para cocaína.
Etapa 1: Foi colocada uma pequena quantidade (não mais que 1 mg) do material
suspeito em um tubo de plástico e adicionadas 5 gotas do reagente de Scott e o tubo foi agitado por 10 segundos.
29
Etapa 2: A mistura foi acidificada com ácido clorídrico concentrado.
Etapa 3: Foram adicionadas 5 gotas de clorofórmio e a mistura foi agitada.
5.2.3 Reagente de Marquis
O reagente Marquis foi preparado pela adição lenta de 2 mL de formaldeído 37% a 40 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado em banho de gelo, agitando suavemente. A solução foi armazenada sob refrigeração de 2 a 8 °C, em um frasco de vidro âmbar.
A amostra a ser analisada foi colocada em uma placa de porcelana de pontos branca e foram adicionadas de 2 a 3 gotas do reagente de Marquis, como mostrado na Figura 9. As mudanças de cor foram observadas imediatamente após a adição dos reagentes, e novamente após 5 min.13, 24
Figura 9. Tabela de cores para o reagente de Marquis e esquema do teste para
MDMA e MDA.
5.2.4 Reagente de Simon
O teste de Marquis consiste em 3 reagentes:
Reagente 1: Foram pesados 2,0 g de carbonato de sódio e dissolvidos em 100 mL de
água destilada e armazenados em frasco de vidro a sob refrigeração.
Reagente 2: 50 mL de acetaldeído foram misturados a 50 mL de etanol, a mistura foi
30
Reagente 3: Foram pesados 0,9 g de nitroprussiato de sódio e dissolvidos em 90 mL
de água destilada e por fim foram adicionados 10 mL de acetaldeído, a mistura foi homogeneizada e transferida para um frasco de vidro âmbar e mantido sob refrigeração.
O teste foi realizado colocando uma pequena quantidade de amostra em uma placa de porcelana de pontos, adicionando uma gota de cada reagente em sequência, como mostrado na Figura 10.24
Figura 10. Tabela de cores do reagente de Simon e esquema do teste de Simon para
MDMA.
5.3 Extração
As extrações também foram realizadas de acordo com Procedimentos Operacionais Padrão (POPs) elaborados e aprovados por peritos criminais bioquímicos do setor de Química Forense do Instituto de Analises Forenses – IGP/SC.
5.3.1 Extração sólido-líquido
Na extração solido-líquido (Figura 11) a amostra foi colocada em tubos de plástico e em seguida foi adicionado 1 mL de metanol. A amostra foi misturada com o auxílio de um agitador de tubos, em seguida, o solvente contendo extrato foi separado da amostra por centrifugação e 500 μL de solvente foram transferidos com auxílio de um micropipetador para um frasco de vidro adequado para a análise no GC-MS. A extração solido liquido foi utilizada para amostras de maconha e cocaína.
31 Para a maconha, nos casos em que a planta foi recebida úmida, foi necessário efetuar um processo prévio de secagem antes da extração.
Figura 11. Esquema do processo de extração sólido liquido para maconha e cocaína.
5.3.2 Extração liquido-liquido básica
Para amostras de comprimidos foi utilizado um processo semelhante (Figura 12), onde cerca de 1-2 mg de material foram colocados em um tubo de plástico, adicionados 700 uL de acetato de etila e em seguida duas gotas de solução 25% de NH4OH. Do mesmo modo que a extração de maconha e cocaína, a mistura foi homogeneizada em um agitador de tubos e posteriormente centrifugada para uma boa separação das fases. Por fim 500 μL da fase orgânica foram transferidos para um frasco de vidro adequado para análise no GC-MS.
32
5.4 Equipamentos
5.4.1 Preparo de amostras
Para o preparado de amostras foram utilizados os seguintes equipamentos: um agitador de tubos da marca Phoenix com função de agitação contínua e periódica modelo AP56; uma centrifuga da marca Eppendorf modelo Mini-Spin; e uma estufa Microprocessada de inox para secagem com termostato de segurança da marca Digital Timer modelo SX 1.4 DTMS.
5.4.4 GC-MS
As análises foram realizadas no Instituto de Analises Forenses – IGP/SC, em um sistema GC-MS constituído de um GC modelo 7890A e um MS modelo 5975C inert XL MSD com ionização via impacto de elétrons (EI), ambos da Agilent Technologies. Utilizando uma coluna 19091S-933E com uma faixa de temperatura de -60 a 325/350 °C. Foi utilizado hélio (99,999% de pureza) como gás de arraste a um fluxo de 1 mL min-1. Foi utilizado o software MSD Chemstation Data Analysis Application para aquisição e tratamento de dados, e as bibliotecas SWDRUG, mainlib e Wiley para comparação com os dados experimentais.
As análises das amostras foram realizadas de acordo com metodologias otimizadas pelos peritos criminais bioquímicos do setor de Química Forense do IGP/SC para cada tipo de droga.
5.5 Segurança no laboratório
Durante o trabalho no laboratório de Química Legal do Instituto de Analises Forenses alguns cuidados com segurança foram necessários, como uso de luvas, óculos, sapato fechado e roupas de proteção para o manuseio de produtos químicos. O manuseio dos produtos químicos contendo ácidos concentrados, solventes voláteis e quaisquer outros compostos que possam ser inalados e/ou absorvidos pela pele foi feito dentro de uma capela.
Podem ser citados por exemplo: o reagente Marquis, que contém formaldeído e ácido sulfúrico, sendo que o formaldeído é toxico e facilmente inalado devido sua volatilidade e é conhecido como agente cancerígeno em humanos. Os ácidos sulfúrico
33 e clorídrico são tóxicos, corrosivos, irritantes e podem causar queimaduras graves. O tiocianato de cobalto utilizado no reagente de Scott é prejudicial se ingerido e é facilmente absorvido pela pele. O hidróxido de amônio utilizado na extração de comprimido produz irritações das vias respiratórias por inalação, e em contato com a pele, produz irritação e queimaduras. Devido a toxicidade de tais compostos os cuidados com segurança durante o trabalho realizado foram indispensáveis.
Cuidados especiais também foram tomados no manuseio de materiais que podiam conter drogas, principalmente drogas sintéticas na forma de pó e selos, pois alguns compostos contidos nesses materiais podem ser extremamente tóxicos e facilmente inalados e/ou absorvidos pela pele. Tais substancias podem afetar o sistema nervoso central e não foram manuseados sem o uso de luvas, óculos e, dependendo do material, máscara de proteção.
34
6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS NO ESTÁGIO
6.1 Teste de cor
Como a origem ou composição das amostras analisadas eram desconhecidas foi necessário fazer uma triagem inicial, a partir de testes de cores (qualitativos), para decidir o método de extração utilizado e também os parâmetros utilizados no CG-MS.
A maioria dos reagentes para testes de cores usados para indicar presuntivamente a presença de drogas de interesse forense contêm subestruturas químicas "deficientes de elétrons", como cátions metálicos (tiocianato de cobalto no teste de Scott para cocaína) e aldeídos (formaldeído no teste do Marquis). A mistura dos dois pode permitir que a droga com estrutura "rica em elétrons" doe densidade de eletrônica por meio de uma reação química com o reagente do teste de cor. Se a energia associada ao processo de transferência de elétrons corresponder à região visível do espectro eletromagnético, a transferência poderá se manifestar visualmente como uma mudança de cor (resultado positivo do teste). O processo de transferência de elétrons pode resultar na formação tanto de um complexo de coordenação, como no teste com tiocianato de cobalto para cocaína ou na formação de uma molécula orgânica, como a reação do teste de Marquis.34
6.1.1 Maconha
Para amostras de maconha em geral não foi necessário o uso do teste de cor, já que os seus aspectos físicos são bem característicos e segundo as Categorias da SWGDRUG de técnicas analíticas para análise de drogas, para maconha a análise macroscópica é considerada de categoria B. Porém nos casos que a droga foi recebida em outra forma (como por exemplo o haxixe), que não foi possível efetuar análise macroscópica o teste de cor Fast Blue B foi utilizado.
A reação das amostras de cannabis sativa com Fast Blue B foi atribuída à natureza fenólica das moléculas dos canabinóides. O mecanismo reacional ocorre quando o extrato dos produtos da Cannabis sativa reage com o Fast Blue B, formando um produto de cor vermelho-púrpura, que é solúvel na fase orgânica, a Figura 13 mostra uma possível estrutura deste composto. A coloração formada é resultado da combinação de cores produzidas pela reação com diferentes canabinóides (THC =
35 vermelho, canabinol = púrpura, canabidiol = laranja), sendo que desenvolvimento de coloração vermelho-púrpura indica resultado positivo para o teste. Pelo fato de a reação ocorrer com um grupo de substâncias ele não é totalmente específico, já que compostos análogos presentes nas plantas podem se comportar de maneira semelhante.31
Figura 13. Possível produto da reação entre o THC e o reagente Fast Blue B.
6.1.2 Cocaína e cloridrato de cocaína
Para amostras de cocaína o teste de cor foi utilizado para uma determinação preliminar da possível presença da droga, já que algumas vezes o pó branco pode ser uma droga sintética, ou também substâncias utilizadas como adulterantes. O teste de Scott para a cocaína foi efetuado seguindo as 3 etapas descritas anteriormente. Na primeira etapa foi adicionado o tiocianato de cobalto (II) na amostra, um sólido azul nessa etapa indica que essa amostra pode conter cocaína, mas substâncias como por exemplo a lidocaína e outros produtos farmacológicos usados como adulterantes de cocaína também apresentam um precipitado azul. O segundo passo consistiu na adição de ácido clorídrico, o que levou à solubilização de muitos precipitados adulterantes, mas não o precipitado de cocaína. E por fim foi adicionado o clorofórmio, que levou a formação de uma mistura bifásica. A solução de tiocianato de cobalto é rosa e o resultado positivo para o teste de Scott é uma fase orgânica azul, enquanto um resultado negativo é uma fase orgânica incolor.32, 33, 35
A Figura 14 mostra duas estruturas propostas para o composto de coordenação de cor azul formado através da reação do reagente de Scott com a cocaína. A primeira estrutura foi proposta por Oguri, K. et. al. (1995), que sugeriu a coordenação de duas moléculas de cocaína bis-quelantes e dois ligantes axiais tiocianatos com base em estudos estequiométricos, que sugeriram uma ligação na proporção 2:1 entre a
36 cocaína e o complexo de tiocianato de cobalto(II), porém em seu estudo não conseguiu isolar o complexo formado.36 Haddoub, R. et. al. (2011) questionou está estrutura com base em análises de infravermelho e estudos teóricos. Devido a presença de glicerol, porém, Haddoub, R. et. al. (2011) também não conseguiu isolar o composto de coordenação para outras análises. Mas a partir das análises comparativas de IR efetuadas para o complexo tiocianato de cobalto(II) e o complexo azul obtido após reação com cocaína juntamente com resultados obtidos a partir de cálculos teóricos propôs a formação de um complexo de cobalto(II) hexacordenado com a coordenação de uma cocaína bis-quelante e três moléculas de água como mostrado na Figura 14.33
Figura 14. Possíveis estruturas do complexo de cocaína e tiocianato de cobalto
formado a partir da reação de Scott.
Oguri, K. et. al. (1995) Haddoub, R. et. al. (2011)
Embora o teste de Scott tenha seja usado como teste constatação, devido aos falsos positivos, uma confirmação foi feita por análises subsequentes de GC-MS.33
37
6.1.3 Reagente de Marquis
O reagente Marquis é o teste de cor mais frequentemente usado para rastrear substâncias desconhecidas e é o primeiro a ser realizado nas sequências de teste. Originalmente desenvolvido para a detecção de morfina e outros alcaloides, ele é bastante utilizado como teste de triagem geral para muitas drogas sintéticas. No entanto, outros compostos também podem reagir com o Marquis, incluindo aspirina e açúcar.37
O reagente de Marquis fica violeta no presente de alcaloides do ópio, como heroína, morfina e codeína. As anfetaminas tornam o reagente do Marquis vermelho-laranja (um pouco enferrujado). A pseudoefedrina dá um teste positivo para anfetaminas e o dextrometorfano dá um teste positivo para opiáceos. Se ambos estiverem contidos na mesma mistura de medicamentos, a cor obtida é um verde acinzentado que se torna violeta escuro após vários minutos. As catinonas com substituinte metilenodioxi apresentam uma mudança de cor amarela brilhante, e as demais catinonas não apresentaram mudança de cor. 38, 13
No caso do reagente de Marquis uma ampla gama de cores pode ser encontrada dependendo do composto químico encontrado na amostra. Por isso existem tabelas e cor no laboratório que auxiliam no processo de identificação da substância (Figura 9). O teste de Marquis em geral é utilizado em conjunto com outros testes, como por exemplo o teste de Simon para identificação de aminas secundarias. A Figura 15 ilustra uma proposta de mecanismo para a reação entre o reagente de Marquis e a metanfetamina. O produto laranja-marrom é o íon carbênio que é formado devido à reação do formaldeído e do composto aromático em meio ácido. O mecanismo da reação é complexo e não é completamente compreendido. Num primeiro momento o formaldeído protonado reage com o anel aromático da metanfetamina para produzir o intermediário álcool. Sob condições ácidas fortes, o íon carbênio é produzido e reage com uma segunda molécula de metanfetamina para produzir um dímero. A oxidação do dímero é facilitada pelas impurezas do metal vestigial no ácido sulfúrico que produz o produto, um íon de carbênio colorido.24
38
Figura 15. Mecanismo da reação entre o reagente de Marquis e a metanfetamina.
Adaptado de: Preedy, V. R. (2016).24
6.1.4 Reagente de Simon
O teste de Simon é um teste colorimétrico comumente utilizado para indicar a presença ou ausência de aminas secundárias, incluindo metanfetamina e seus análogos substituídos por anéis, como MDMA. Pode ser usado, por exemplo, para diferenciar a metanfetamina da anfetamina, e o MDMA do MDA, sendo a anfetamina e o MDA aminas primárias. O teste é feito em três etapas, onde primeiro o acetaldeído reage com aminas secundárias (através de uma reação de adição-condensação), formando como produto uma enamina, seguida pela reação da enamina com nitroprussiato de sódio e carbonato de sódio para produzir um sal de imínio, que posteriormente é hidrolisado para formar o complexo Simon-Awe de coloração azul. Sendo que a formação da coloração azul ao final do teste indica a presença de uma amina secundária. A Figura 16 mostra o mecanismo de reação da metanfetamina com o reagente de Simon.24, 39, 40
A combinação do teste de Simon, implantado em conjunto com um segundo teste colorimétrico, como o teste do Marquis, é, portanto, vantajosa para identificação de drogas da família das anfetaminas, por exemplo.24
39
Figura 16. Mecanismo da reação entre o reagente de Simon e a metanfetamina.
Adaptado de: Preedy, V. R. (2016).24
6.2 Extração
A maioria dos instrumentos analíticos ainda não pode lidar com matrizes complexas de amostras diretamente e, deste modo, uma etapa de preparo da amostra é essencial. A ideia fundamental de um método de preparo de amostras é produzir um formato de amostra adequado para as análises subsequentes.42
As características químicas mais importantes na extração das drogas são sua polaridade, hidrofobicidade e acidez/basicidade. As condições ideais para a extração de uma droga específica da sua matriz podem ser previstas a partir de suas propriedades físico-químicas, como grupos funcionais polares, ácidos e básicos.42
6.2.1 Extração sólido-líquido
A extração sólido-líquido depende da extração seletiva de componentes solúveis da fase sólida para a solução, sendo a mais frequentemente utilizada para extrair componentes naturais de uma fonte sólida. Suas principais vantagens incluem o baixo consumo de solvente e ausência de etapas de limpeza para obter extratos
40 relativamente puros que podem ser analisados diretamente por cromatografia gasosa (GC).6, 43 Deste modo, a extração sólido-líquido foi utilizada para a extração de analitos de matrizes sólidas de maconha e cocaína.
Metanol foi escolhido como solvente extrator pois o THC (delta-9-tetra-hidrocanabinol) e a cocaína, na sua forma básica (crack) e ácida (cloridrato de cocaína), possuem uma boa solubilidade, e ele é um excelente solvente para uso em exames de espectrometria de massa por cromatografia em fase gasosa (GC-MS).6, 13
6.2.2 Extração líquido-líquido básica
Já o uso da extração líquido-líquido básica, foi escolhido devido as características básicas da maioria das drogas sintéticas encontradas em comprimidos. A adição de solução básica foi feita para que esses compostos permanecessem na sua forma básica, desprotonados, e, deste modo tivessem maior afinidade pelo solvente orgânico (acetato de etila), enquanto que compostos ácidos e iônicos tivessem mais afinidade pela fase aquosa.44
A extração básica utilizou uma solução de hidróxido de amônio em água e o acetato de etila como solvente orgânico extrator. Como alguns dos compostos mais comumente encontrados nos comprimidos de ecstasy são o MDMA e o MDA que são anfetaminas (contendo grupos amina em duas estruturas), a extração liquido-liquido com fase aquosa básica foi efetiva, o que pôde ser confirmado pela análise por GC-MS.44
6.3 GC-MS
Por fim, as soluções obtidas por extração foram submetidas a uma análise por GC-MS para determinar a presença dos compostos de interesse forense. Os dados de um sistema GC-MS são obtidos como um cromatograma (um gráfico de intensidade do sinal versus tempo) sobreposto a um espectro de massa para cada composto separado. Sendo que o cromatograma é um gráfico com um conjunto de fragmentos correspondentes a cada composto presente em função do tempo, e o espectro de massas mostra a abundância de cada íon em função da razão massa/carga (m/z).28
41
6.3.1 Maconha
A maconha, por se tratar de uma planta, possui uma infinidade de compostos, porém a extração com metanol em conjunto com o método de separação por cromatografia gasosa utilizado para sua análise levou a obtenção de um cromatograma limpo (Figura 17-a), com um pico referente ao delta-9-tetra-hidrocanabinol em 2,48 min, com alta intensidade e dois picos referentes a outros canabinóides presentes na planta, porem numa intensidade bastante baixa. O que mostra que o método utilizado para determinação do THC foi eficiente.
A separação do THC pela cromatografia gasosa possibilita a obtenção do seu espectro de massas, que é mostrado na Figura 17-b. Onde é possível observar que os fragmentos com maior intensidade relativa são 231,2, 271,1, 299,1 e 314,3 m/z sendo o pico de 314,3 m/z refere-se ao íon molecular do THC (314,45 g mol-1). O íon com razão massa/carga de 299 foi o mais abundante no espectro de THC, provavelmente porque o grupo metil geminal é destacado mais facilmente do anel pirano presente na estrutura do THC, as estruturas propostas para os fragmentos de maior abundância no espectro de massas para o THC são mostradas na Figura 18. O padrão de fragmentação obtido é bem característico do composto THC.45, 46
O espectro de massas também teve seu padrão de fragmentação comparado com o banco de dados do equipamento (Figura 17-c), mostrando uma similaridade alta, indicando a presença do THC na amostra analisada.
Figura 17. a) Cromatograma obtido experimentalmente para maconha, mostrando o
pico de retenção de THC em 2,48 min. b) Espectro de massas do THC obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas experimental do THC (superior) com o espectro de massas encontrado no banco de dados do equipamento (inferior).
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Figura 18. Estruturas sugeridas dos principais íons observados no espectro de
massas do THC.
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6.3.2 Cocaína
Para a cocaína o cromatograma obtido mostrou apenas um pico em 1,94 min (Figura 19-a). E a partir da cocaína separada pelo GC foi possível obter seu padrão de fragmentação pelo seu espectro de massas (Figura 19-b). Os íons com maior intensidade encontrados no espectro de massas da cocaína foram os de razão massa/ carga de 182,2 e 82,0. E em uma intensidade mais baixa aparece o pico de 303,1 m/z, o qual refere-se ao íon molecular da cocaína (303,35 g mol-1). O padrão de fragmentação obtido para a amostra de cocaína também é característico do composto.47, 48
O espectro de massas da cocaína foi também comparado com o banco de dados presente no equipamento (Figura 19-c), mostrado também alta similaridade, o que indica a presença de cocaína na amostra analisada.
Figura 19. a) Cromatograma obtido experimentalmente para cocaína, mostrando o
pico de retenção de cocaína em 1,94 min. b) Espectro de massas da cocaína obtido via ionização por impacto de eletrons. c) Comparação do espectro de massas experimental da cocaína (superior) com o espectro de massas encontrado no bando de dados do equipamento (inferior).
