Der Duft des Verfalls: Über die Herstellung, Handhabung und den Einsatz von Putrescin und Cadaverin
Es sind Namen, die direkt aus der Hölle der Chemie zu stammen scheinen: Putrescin (abgeleitet vom lateinischen puter für „Verwesung“) und Cadaverin (vom lateinischen cadaver für „Leiche“). Doch hinter diesen gruseligen Bezeichnungen verbirgt sich eine faszinierende wissenschaftliche Realität. Diese biogenen Amine, die für den typischen Verwesungsgeruch verantwortlich sind, spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Forensik – insbesondere bei der Ausbildung von Leichenspürhunden. Ihre Synthese, ihre Handhabung und ihr spezifischer Einsatz eröffnen ein interdisziplinares Feld zwischen organischer Chemie, Biochemie und Kriminaltechnik.
Die Herstellung: Vom Laborgeruch zur Reinsubstanz
Die Geschichte von Putrescin (1,4-Diaminobutan) und Cadaverin (1,5-Diaminopentan) beginnt in der Natur, genauer gesagt in der mikrobiellen Zersetzung von Proteinen. Wenn ein Organismus verstirbt, greifen Bakterien die Aminosäuren an. Ornithin wird durch das Enzym Ornithindecarboxylase (ODC) zu Putrescin decarboxyliert, während Lysin durch die Lysindecarboxylase (CadA) in Cadaverin umgewandelt wird .
Für den Einsatz als Trainingshilfe für Hunde müssen diese Substanzen jedoch nicht aus Gräbern extrahiert, sondern im Reinzustand synthetisiert werden. Hierfür haben Chemiker elegante Verfahren entwickelt. Ein bewährter labororganischer Weg führt über die N-Alkylierung von Anilinen. Dabei werden ω-Chlornitrile mit aromatischen Aminen umgesetzt. Durch den Einsatz von Cäsiumcarbonat (Cs_2CO_3) als Base kann die Reaktion gezielt auf die Monoalkylierung gelenkt werden, bevor die Nitrilgruppe zu einer Aminogruppe reduziert wird . Diese Synthese ist nicht nur ein akademisches Spiel, sondern dient der Bereitstellung hochreiner Standards für die forensische Analytik.
Die Handhabung: Flüchtige Botenstoffe mit Tücken
Die Handhabung dieser Amine stellt Laboranten vor besondere Herausforderungen. Chemisch gesehen sind sie stark basisch, hochpolar und besitzen eine bemerkenswerte Flüchtigkeit – genau diese Eigenschaft macht sie für Hundenasen wahrnehmbar .
In der Praxis ist die Stabilität der Verbindungen ein kritischer Faktor. Insbesondere in wässrigen Lösungen oder bei der Lagerung in ungeeigneten Gefäßen neigen sie zur Adsorption an Glasoberflächen oder zum Abbau. Für eine präzise forensische Arbeit ist daher die Derivatisierung erforderlich. Bei der Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) werden die Amine mit Reagenzien wie Isobutylchlorformiat (IBCF) umgesetzt, um sie flüchtiger und hitzestabiler zu machen . Diese Probenvorbereitung ist entscheidend, um die Amine in Grabodenproben oder an Trainingshilfen überhaupt nachweisen zu können.
Der Einsatz: Die unsichtbare Spur für den Spürhund
Der spektakulärste Einsatz dieser Substanzen findet abseits des Labors statt: in der zivilen Leichensuche. Während ein Mensch nur den "Geruch des Todes" als undefinierbar wahrnimmt, sind speziell ausgebildete Human Remains Detection (HRD)-Hunde in der Lage, das spezifische Duftgemisch aus Putrescin, Cadaverin und anderen Fettsäuren zu identifizieren.
Die wissenschaftliche Forschung hat nachgewiesen, dass diese Amine tatsächlich im Boden über verwesenden Körpern nachweisbar sind. Studien zeigen, dass sowohl Putrescin als auch Cadaverin in signifikanten Konzentrationen in der "Geruchsfahne" von Leichen vorkommen .
Interessanterweise greifen Hundeführer oft auf "Pseudo-Corpses" (künstliche Leichenattrappen) zurück, um die Hunde zu trainieren, ohne auf echte menschliche Überreste zurückgreifen zu müssen. Analysen solcher Trainingshilfen haben jedoch ergeben, dass die Zusammensetzung stark variiert. Während einige handelsübliche Hilfsmittel hohe Konzentrationen von Putrescin (bis zu 1440 mg/mL) und Cadaverin (bis zu 780 mg/mL) enthalten, weisen andere keine nachweisbaren Amine auf . Das wirft die ethische und praktische Frage auf: Sind Hunde, die nur auf synthetisches Putrescin trainiert wurden, wirklich sensitiv für das komplexe chemische Gemisch einer echten Leiche?
Jenseits der Suche: Die unsichtbare Gefahr
Obwohl sie im Dienste zum Nächsten stehen, sind Putrescin und Cadaverin nicht harmlos. Sie sind biologische Marker für Verderbnis, und ihre Anwesenheit in Lebensmitteln ist ein Qualitätsmangel. In hohen Konzentrationen, wie sie in verdorbenem Fisch oder altem Käse vorkommen können, entfalten sie eine zytotoxische Wirkung. Studien an Darmzellen zeigen, dass sie Nekrose (Zellgewebstod) auslösen, ohne den programmierten Zelltod (Apoptose) zu durchlaufen . Zudem können sie die toxische Wirkung von Histamin verstärken, indem sie die abbauenden Enzyme im Darm blockieren .
Fazit
Putrescin und Cadaverin sind chemische Janusköpfe. Auf der einen Seite stehen sie als Botenstoffe des Todes, deren Synthese und Handhabung höchste chemische Präzision erfordert, um den Spürhunden die unsichtbare Spur zu legen. Auf der anderen Seite sind sie biologische Warnstoffe, die auf Verderb und gesundheitliche Gefahren hinweisen. Ihre Untersuchung verbindet die Stille der Verwesung mit der hochtechnisierten Welt der analytischen Chemie und der angeborenen Fähigkeit des besten Freundes des Menschen, die Wahrheit zu riechen.
