何思陽(yáng),王跨陡,鄧乾亞,汪 蓉,梁 晨,龔飛君

(上海市公安局物證鑒定中心,上海市現(xiàn)場(chǎng)物證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200083)

為提升嗎啡、可待因等天然阿片類藥物治療急慢性疼痛的效果,并降低依賴等副作用,在過(guò)去半個(gè)多世紀(jì),制藥工業(yè)開發(fā)了多種合成阿片受體激動(dòng)劑,其中僅有少部分通過(guò)了嚴(yán)格的藥物試驗(yàn)后出現(xiàn)在藥品市場(chǎng),更多的則是由于各種原因被放棄,僅存在于相關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)中。伴隨新精神活性物質(zhì)的不斷發(fā)展,這些被放棄的藥物成為不法制造商的目標(biāo),逐漸被挖掘后出現(xiàn)在毒品市場(chǎng)[1-4]。聯(lián)合國(guó)毒品和犯罪問(wèn)題辦公室相關(guān)報(bào)告顯示,在已知的950種新精神活性物質(zhì)中,約有8%為合成阿片類[5]。2012-2014年,3,4-二氯-N-[(1-二甲氨基環(huán)己基)甲基]苯甲酰胺(AH-7921)和1-環(huán)己基-4-(1,2-二苯基乙基)哌嗪(MT-45)成為最早一批在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的合成阿片類藥物;2014 年后N-(2-氨基環(huán)脂)苯甲酰胺衍生物(U 系列化合物)開始被逐漸查獲,其中N-甲基-N-(2-二甲氨基環(huán)己基)-3,4-二氯苯甲酰胺(U-47700)至今依然是最常見的非芬太尼類合成阿片類藥物之一[6-9]。中國(guó)在2015年將AH-7921列入管制,在2017年將MT-45和U-47700列入管制;2019年,在先前已經(jīng)列管的25種芬太尼類化合物和兩種芬太尼前驅(qū)體基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將整類芬太尼類物質(zhì)列入管制。嚴(yán)格的立法減緩了新型芬太尼類物質(zhì)的出現(xiàn)速率,然而新型非芬太尼類合成阿片類藥物的出現(xiàn)依然給人民生命健康帶來(lái)巨大危害[10-12]。

本工作采用氣相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法(GC-Q-TOF MS)、高效液相色譜-線性離子阱/靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜法(HPLC-LTQ/Orbitrap MS)兩種高分辨質(zhì)譜法對(duì)案件中繳獲的可疑白色粉末進(jìn)行分析,通過(guò)核磁共振法(NMR)對(duì)其進(jìn)行鑒定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

7890B-7250型氣相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀;LTQ-Orbitrap XL型高效液相色譜-線性離子阱/靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜聯(lián)用儀;JNM-ECZR 600型核磁共振儀。

所有試劑均為色譜純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 GC-Q-TOF MS

1)色譜條件 HP-5MS UI石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);載氣為氦氣(純度不小于99.999%),流量1.085 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度260 ℃;進(jìn)樣量1μL;分流進(jìn)樣,分流比20∶1;溶劑延遲時(shí)間3.5 min。柱升溫程序:初始溫度60℃,保持1.0 min;以40 ℃·min-1速率升溫至120 ℃;再以5 ℃·min-1速率升溫至280 ℃,保持10.5 min。

2)質(zhì)譜條件 電子轟擊離子(EI)源;電離能量70 eV;離子源溫度280℃,四極桿溫度150℃;全掃描模式,掃描范圍 質(zhì)荷比(m/z)45～500。進(jìn)樣前,用全氟三丁胺溶液校正質(zhì)譜質(zhì)量軸,使m/z偏差小于5×10-6。采用Mass Hunter Qualitative Analysis B.07.00軟件處理數(shù)據(jù)。

1.2.2 HPLC-LTQ/Orbitrap MS

1)色譜條件 Hypersil Gold C18色譜柱(50 mm×2.1 mm,1.9μm);柱溫35 ℃;流動(dòng)相A為0.1%(體積分?jǐn)?shù))甲酸溶液,B 為乙腈;流量250μL·min-1;進(jìn)樣量10μL。梯度洗脫程序:0～18 min時(shí),A 由95%降至30%;18～20 min時(shí),A由30%降至0;20～23 min時(shí),A 由0升至95%。

2)質(zhì)譜條件 電噴霧離子源正離子(ESI＋)模式電離;質(zhì)量分析器FT Orbitrap;鞘氣壓力2.413×105Pa;輔助氣流量160 L·h-1;噴霧電壓4.0 kV,管狀透鏡電壓120 V;毛細(xì)管溫度275 ℃;掃描范圍m/z50～1 000;二級(jí)質(zhì)譜采用碰撞誘導(dǎo)解離(CID)模式,歸一化碰撞能量35%。采用Xcalibur 2.0軟件處理數(shù)據(jù)。

1.3 試驗(yàn)方法

將樣品研磨均勻,用甲醇配制成0.1 g·L-1待測(cè)溶液,渦旋振蕩1 min,以轉(zhuǎn)速13 500 r·min-1離心3 min,取上清液供GC-Q-TOF MS檢測(cè)。用甲醇稀釋上清液,配制成1 mg·L-1待測(cè)溶液,供HPLC-LTQ/Orbitrap MS檢測(cè)。取研磨后的樣品約20 mg,用氘代甲醇溶解,配制成20 g·L-1待測(cè)溶液進(jìn)行NMR 分析[磁場(chǎng)強(qiáng)度14.096 37 T(600 MHz)],采用JEOL Delta v5.0和Mest ReNova 12.0軟件采集、處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 GC-Q-TOF MS結(jié)果

未知樣品的總離子流色譜圖及質(zhì)譜圖見圖1。

圖1 未知樣品的色譜圖和質(zhì)譜圖Fig.1 Chromatogram and MS spectrum of the unknown sample

由圖1可知:未知樣品保留時(shí)間為27.92 min,此外未有其他明顯色譜峰出現(xiàn);未知樣品在EI源中主要特征離子峰有m/z286.203 7,215.154 0,195.149 0,172.111 8(次基峰),117.069 6(基峰)等,經(jīng)NIST17等常用數(shù)據(jù)庫(kù)檢索未得到合適匹配。

觀察未知樣品的質(zhì)譜圖,發(fā)現(xiàn)其與國(guó)家管制麻醉藥品布桂嗪(圖2)有明顯相似之處:兩者基峰和次基峰一致;部分特征離子峰m/z286.203 7,215.154 0,195.149 0 與布桂 嗪m/z272.188 1,201.138 4,181.133 3相差約14,推測(cè)該物質(zhì)可能為布桂嗪的甲基衍生物。未知樣品中存在基峰m/z117.069 6,推測(cè)甲基不在肉桂基上;未知樣品中不存在m/z201.138 4,而存在m/z215.154 0,推測(cè)甲基應(yīng)在哌嗪環(huán)的某個(gè)碳原子上。

圖2 布桂嗪質(zhì)譜圖Fig.2 MS spectrum of bucinnazine

2.2 HPLC-LTQ/Orbitrap MS結(jié)果

布桂嗪的一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜圖見圖3。

由圖3 可知:質(zhì)子化分子離子峰[M＋H]＋為m/z273.196 5,二級(jí)質(zhì)譜碎片為m/z117.070 0和m/z155.118 3,說(shuō)明CID 模式下哌嗪環(huán)和肉桂基之間發(fā)生斷裂。未知樣品的一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜圖見圖4。

圖3 布桂嗪的一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.3 MS and MS/MS spectra of bucinnazine

由圖4可見:未知樣品[M ＋H]＋為m/z287.212 1,和布桂 嗪[M＋H]＋相差14.015 6,與CH2質(zhì)量數(shù)14.015 1 接近,兩者同位素峰比例相似;二級(jí)質(zhì)譜中,未知樣品m/z117.069 8和布桂嗪m/z117.070 0接近,m/z169.133 6 和m/z155.118 3相差14.015 3。綜合兩種高分辨質(zhì)譜結(jié)果,推測(cè)未知樣品分子式為C18H26N2O,比布桂嗪多出的CH2在哌嗪環(huán)上,其位置需用NMR 確定。

圖4 未知樣品的一級(jí)、二級(jí)質(zhì)譜圖Fig.4 MS and MS/MS spectra of the unknown sample

2.3 核磁共振結(jié)果

未知樣品的碳原子編號(hào)如圖5所示。試驗(yàn)通過(guò)核磁共振氫譜(1H-NMR)、核磁共振碳譜(13CNMR)、無(wú)畸變極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng)譜(DEPT)、異核多量子相關(guān)(HMQC)和異核多鍵相關(guān)(HMBC)確定18個(gè)碳位置,HMQC、HMBC、DEPT(135°)譜圖見圖6,1H-NMR、13C-NMR 數(shù)據(jù)見表1。

圖6 未知樣品的NMR 譜圖Fig.6 NMR spectra of the unknown sample

表1 未知樣品的1 H-NMR、13 C-NMR 數(shù)據(jù)Tab.1 1 H-NMR,13 C-NMR data of the unknown sample

表1 (續(xù))

圖5 未知樣品的碳原子編號(hào)Fig.5 Carbon atom number of the unknown sample

1H-NMR 中化學(xué)位移δH(×10-6,以下δH、δC等均同)6.931～6.957和6.387～6.438內(nèi)兩個(gè)氫信號(hào)歸屬于烯鍵上兩個(gè)氫,由裂分特點(diǎn)確定分屬于7號(hào)碳和8號(hào)碳上的氫。根據(jù)HMQC和13C-NMR,7號(hào)碳和8 號(hào)碳分別歸屬于δC142.524,116.942。由化學(xué)結(jié)構(gòu)可知,HMBC 譜圖中,9 號(hào)碳與7 號(hào)和8號(hào)碳上的氫相關(guān),9號(hào)碳上的氫與7號(hào)和8號(hào)碳相關(guān),從而可確定9 號(hào)碳的δC為60.735,δH為3.948～4.017。

HMBC譜圖中,與δH3.948～4.017 相關(guān)的碳信號(hào)有4 個(gè),分 別為δC142.524(7 號(hào)碳),116.942(8號(hào)碳),52.399,56.072。由化學(xué)結(jié)構(gòu)可 知,δC52.399,56.072為10號(hào)和12號(hào)碳,具體歸屬暫時(shí)未知。DEPT(135°)譜圖中,δC52.399,56.072兩個(gè)碳信號(hào)相位均為負(fù),則10號(hào)和12號(hào)碳均為亞甲基,甲基位于13號(hào)碳(或11號(hào)碳)上。

HMBC譜圖中,18號(hào)碳上的氫信號(hào)δH1.353～1.366和δH1.478～1.490與δC56.072碳信號(hào)相關(guān),與δC52.399碳信號(hào)不相關(guān)。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu),18號(hào)碳上的氫與12號(hào)碳遠(yuǎn)程相關(guān),與10號(hào)碳不相關(guān),因此可歸屬10 號(hào)和12 號(hào)碳分別為δC52.399 和δC56.072。

2.4 布桂嗪和2-甲基-布桂嗪的碎裂途徑推測(cè)

布桂嗪和2-甲基-布桂嗪的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其在GC-Q-TOF MS 中的主要特征離子信息見圖7 和表2,由此推測(cè)兩種物質(zhì)在EI源中的碎裂途徑見圖8。

圖7 布桂嗪和2-甲基-布桂嗪的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.7 Chemical structures of bucinnazine and 2-methyl-bucinnazine

圖8 布桂嗪和2-甲基-布桂嗪的碎裂途徑Fig.8 Fragmentation pathways of bucinnazine and 2-methyl-bucinnazine

表2 GC-Q-TOF MS中布桂嗪和2-甲基-布桂嗪的主要特征離子信息Tab.2 Main characteristic ion information of bucinnazine and 2-methyl-bucinnazine obtained by GC-Q-TOF MS

由圖8可見:碎片A 在EI模式下,哌嗪環(huán)中的兩個(gè)C-N 鍵容易斷裂,分別形成碎片B、F和G;碎片B中的哌嗪環(huán)進(jìn)一步發(fā)生重排,丟失CH2＝NH和CH2＝CHNH2,形成碎片D 和E;另一方面,肉桂基中的C＝C雙鍵也容易斷裂,形成碎片C。

本工作利用GC-Q-TOF/MS得到未知樣品高分辨EI質(zhì)譜數(shù)據(jù),對(duì)比已列管的布桂嗪質(zhì)譜信息,推測(cè)未知樣品為布桂嗪的甲基衍生物,結(jié)合HPLCLTQ/Orbitrap MS數(shù)據(jù)進(jìn)一步確認(rèn)未知樣品分子式為C18H26N2O,最終通過(guò)NMR 確定該未知樣品為2-甲基-布桂嗪。

布桂嗪(CAS 號(hào)17719-89-0)的化學(xué)名為1-正丁?；?4-肉桂基哌嗪,是20世紀(jì)60年代報(bào)道的可用于止痛的最有效?；哙侯惢衔镏籟13-14],是μ阿片受體的強(qiáng)效和選擇性激動(dòng)劑,于1971年在中國(guó)仿制成功。文獻(xiàn)[15]等研究結(jié)果表明布桂嗪存在明確的身體依賴性潛力,該物質(zhì)已被列入《麻醉藥品品種目錄(2013年版)》。藥理研究表明,在與布桂嗪結(jié)構(gòu)相似的N-取代哌嗪類化合物中,同時(shí)存在N取代的丙?；头枷┗芴峁┳罴训摩贪⑵荏w親和力;動(dòng)物試驗(yàn)表明,2-甲基-布桂嗪與μ 阿片受體的親和力比布桂嗪的更強(qiáng)[16],說(shuō)明2-甲基-布桂嗪可能具備更強(qiáng)的身體依賴性潛力,存在濫用風(fēng)險(xiǎn)。在全球?qū)Ψ姨犷愇镔|(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管后,非芬太尼類新型合成阿片類藥物被逐漸檢測(cè)出來(lái)[17-19]。本工作提供了合成阿片類新精神活性物質(zhì)2-甲基-布桂嗪全面的高分辨質(zhì)譜和核磁數(shù)據(jù),可為執(zhí)法或進(jìn)一步研究工作提供依據(jù)。