王跨陡，袁曉亮，張玉榮，胡鈞健，曹芳琦，陳永生

1.上海市公安局物證鑒定中心，上海 200083；2.上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院，上海 200083

隨著科技發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人類用于新藥研發(fā)的手段之一——藥物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸被毒販有目的地用于毒品開發(fā)。隨著世界各國(guó)對(duì)傳統(tǒng)第一代毒品（以嗎啡、海洛因、可卡因?yàn)榇恚┖偷诙酒罚ㄒ约谆奖?、氯胺酮為代表）打擊力度的不斷加?qiáng)，毒販們也不斷對(duì)傳統(tǒng)毒品加以結(jié)構(gòu)改造，以使其新產(chǎn)品能游離于法律監(jiān)管之外，同時(shí)又具有和原來品種相似甚至更強(qiáng)的功效，于是，被聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)有可能繼第一代和第二代毒品之后成為第三代毒品的各類實(shí)驗(yàn)室策劃藥——新精神活性物質(zhì)（new psychoactive substance，NPS）應(yīng)運(yùn)而生，目前已被國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注。2013年NPS 首次以書面報(bào)告的形式在聯(lián)合國(guó)報(bào)告中出現(xiàn)[1]。聯(lián)合國(guó)毒品和犯罪問題辦公室（United Nations Office on Drugs and Crime，UNODC）將NPS 分為9 類，截至2018 年底數(shù)量已達(dá)八百余種[1-2]。其中合成大麻素類是歐洲毒品和毒癮監(jiān)測(cè)中心（European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction，EMCDDA）監(jiān)測(cè)到的最大一類NPS[2]。我國(guó)于2010 年報(bào)道查獲的“香料”為第1 例合成大麻素類案例[3-6]。根據(jù)國(guó)家禁毒委員會(huì)辦公室發(fā)布的《2018 年中國(guó)毒品形勢(shì)報(bào)告》，2018年我國(guó)查獲了31種NPS。

合成大麻素類物質(zhì)是模擬天然大麻主要活性成分四氫大麻酚（Δ9-tetrahydrocannabinol，Δ9-THC）功效而合成的一類化合物，其與四氫大麻酚具有相似的生理和藥理作用，都是大麻素受體激動(dòng)劑，抽吸后會(huì)產(chǎn)生和大麻一樣的欣快、亢奮、幻覺等。按照其分子結(jié)構(gòu)與四氫大麻酚是否相近，又分為傳統(tǒng)大麻素和非傳統(tǒng)大麻素兩類。2006 年以來，該類物質(zhì)已由第一代的萘甲酰吲哚類發(fā)展至第八代吲唑類[7]。該類毒品常被冠以“無成癮性草本興奮劑”“合法興奮劑”等欺騙性名稱，商品名稱為“K2”“Spice（香料）”“Genie（精靈）”“Zohai（佐海）”等[8-9]，具有很強(qiáng)的欺騙性、迷惑性、時(shí)尚性，其主要的濫用人群為青少年。鑒于其對(duì)人體和社會(huì)造成的危害越來越大，自2008 年以來已陸續(xù)被多個(gè)國(guó)家列為管制藥品[10]。

合成大麻素類常采用傅里葉變換紅外光譜（Fou?rier transform infrared spectrum，F(xiàn)TIR）、氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜（liquid chromatography-mass spec?trometry，LC-MS）等方法進(jìn)行檢驗(yàn)[3-11]，近年來也逐漸開展了核磁共振波譜（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）技術(shù)在NPS 方面的檢驗(yàn)應(yīng)用[2，12]。由于合成大麻素類物質(zhì)不斷經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造和修飾，種類多、數(shù)量大，對(duì)于有標(biāo)準(zhǔn)品的合成大麻素的檢測(cè)可以采用上述方法進(jìn)行，但對(duì)于新出現(xiàn)的沒有標(biāo)準(zhǔn)品的合成大麻素的檢測(cè)，采用上述方法時(shí)就會(huì)有一定的欠缺，例如2-[1-（4-氟丁基）-1H-吲唑-3-甲酰氨基]-3，3-二甲基丁酸甲酯（4F-MDMB-BUTINACA）和3，3-二甲基-2-[1-（4-戊烯-1-基）-1H-吲唑-3-甲酰氨基]丁酸甲酯（MDMB-4en-PINACA）的檢測(cè)鑒定，兩者結(jié)構(gòu)相近（圖1），近來在案件中相繼出現(xiàn)，屬于新近出現(xiàn)的合成大麻素類NPS，國(guó)外的毒品研究實(shí)驗(yàn)室［如The Center for Forensic Science Re?search and Education（CFSRE）］以及質(zhì)譜庫(kù)［如Scien?tific Working Group for the Analysis of Seized Drugs（SWGDRUG）］已經(jīng)公布了部分?jǐn)?shù)據(jù)。本研究擬采用FTIR、GC-MS、LC-MS、NMR 多技術(shù)聯(lián)合方法對(duì)可疑檢材進(jìn)行鑒定。

圖1 4F-MDMB-BUTⅠNACA和MDMB-4en-PⅠNACA的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of 4F-MDMB-BUTⅠNACA and MDMB-4en-PⅠNACA

1 材料與方法

1.1 主要儀器和試劑

NicoletTMiS50 FTIR 光譜儀（美國(guó)Thermo Scien?tific 公司），6890GC-5973MSD 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent 公司），ACQUITY UPLC I-Class/Vion IMS QTOF型超高效液相色譜/離子淌度-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Waters公司），JNM-ECZ600R/S1型核磁共振波譜儀（600 MHz，日本電子株式會(huì)社），SB-5200DT 型超聲波清洗器［必能信超聲（上海）有限公司］，5415D 型臺(tái)式高速離心機(jī)（美國(guó)Eppendorf公司），Vortex-Genie 2 型渦旋振蕩器（美國(guó)Scientific Industries公司）。

甲醇（分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），氘代甲醇（美國(guó)Sigma-Aldrich 公司），乙腈、甲酸（質(zhì)譜純，美國(guó)Thermo Fisher Scientific 公司），超純水由Milli-Q Integral Ⅲ超純水儀（美國(guó)Millipore 公司）制備。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 FTIR

儀器條件：采用衰減全反射（attenuated total re?flection，ATR）進(jìn)行測(cè)試，掃描次數(shù)為8 次，分辨率為4 cm-1，掃描范圍為4 000～400 cm-1。

1.2.2 GC-MS

色譜條件：HP-5ms 石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm；美國(guó)Agilent 公司）；柱溫程序?yàn)槠鹗?00 ℃保持1 min，以20 ℃/min 升至280 ℃，保持15 min；進(jìn)樣口溫度260 ℃；載氣為氦氣（He），流速1.0 mL/min，分流進(jìn)樣，分流比為20∶1；進(jìn)樣量1 μL。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源，電子能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃；采用全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍m/z40～650；溶劑延遲2.8 min。

1.2.3 超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用（ultra-high performance liquid chromatography-quad?rupole time-of-flight mass spectrometry，UPLC-QTOFMS）

色譜條件：ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm；美國(guó)Waters 公司）；流動(dòng)相A 為0.1%甲酸水溶液，流動(dòng)相B 為0.1%甲酸乙腈溶液。采用梯度洗脫程序：0～1 min，5% B；1～5 min，5%～90% B；5～6 min，90% B；6～7 min，90%～5% B；7～8 min，5% B。柱溫40 ℃；流速0.4 mL/min；進(jìn)樣量1 μL。

質(zhì)譜條件：電噴霧離子源（electrospray ionization，ESI）正離子模式；毛細(xì)管電壓0.5 kV；離子源溫度120 ℃，脫溶劑氣溫度550 ℃；錐孔反吹氣流速50 L/h，脫溶劑氣流速800 L/h；質(zhì)量掃描范圍m/z50～1 000，MSE掃描模式（低碰撞能量6 eV，高碰撞能量20～40 eV），以亮氨酸腦啡肽（m/z556.276 6）作為外標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量數(shù)實(shí)時(shí)校正。

采用UNIFI 1.8.2.169 軟件（美國(guó)Waters 公司）采集數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)。

1.2.41H-NMR

采集條件：磁場(chǎng)強(qiáng)度14.096 37[T]（600 MHz），數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)32 768，掃描次數(shù)32，脈沖角度45 度，采集溫度20 ℃，采樣時(shí)間2.905 s。

測(cè)試樣品采用氘代甲醇（methanol-d4）為溶劑。

1.3 樣品處理

可疑檢材1（灰白色粉末）和可疑檢材2（黃色晶體）均為實(shí)際案件中繳獲所得。

（1）分別稱取檢材約10 mg 置于ATR 樣品檢測(cè)臺(tái)上直接進(jìn)行FTIR分析。

（2）分別稱取檢材約10 mg 置于10 mL 具塞玻璃試管中，加入10 mL 甲醇溶液超聲振蕩10 min 使其充分溶解，配制成質(zhì)量濃度約1 mg/mL 的樣品儲(chǔ)備液。使用時(shí)取0.2 mL 儲(chǔ)備液，用甲醇溶液稀釋至1 mL，裝入自動(dòng)進(jìn)樣小瓶?jī)?nèi)，供GC-MS檢測(cè)；取約1 μL儲(chǔ)備液裝入自動(dòng)進(jìn)樣小瓶?jī)?nèi)，用甲醇溶液稀釋至1 mL，供UPLC-QTOF-MS檢測(cè)。

（3）分別稱取檢材約20 mg，用氘代甲醇超聲溶解，配制成質(zhì)量濃度約40 mg/mL的溶液進(jìn)行NMR分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 FTIR檢測(cè)結(jié)果

灰白色粉末和黃色晶體經(jīng)ATR 檢測(cè)得到的FTIR圖在譜庫(kù)中匹配的化合物為合成大麻素類物質(zhì)4-Fluoro-ADB 和2-[1-（5-氟戊基）-1H-吲唑-3-甲酰氨基]-3，3-二甲基丁酸乙酯（5F-EDMB-PINACA）等，因?yàn)楹铣纱舐樗仡愇镔|(zhì)經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造和修飾，種類多，數(shù)量大，有些化合物結(jié)構(gòu)很相似，紅外圖譜差別不大，因此還需對(duì)檢材行進(jìn)一步檢測(cè)。

2.2 GC-MS檢測(cè)結(jié)果

灰白色粉末經(jīng)GC-MS 檢測(cè)得到的總離子流色譜圖和在保留時(shí)間為12.32 min 時(shí)的質(zhì)譜圖見圖2。從總離子流色譜圖可知，在保留時(shí)間為12.32 min 時(shí)出現(xiàn)1 個(gè)最大峰，其特征離子m/z為219、363、307、304、275、145、131。經(jīng)與SWGDRUG 3.5.L、NIST 17.L、NBS75K.L 等質(zhì)譜庫(kù)檢索比對(duì)，未得到檢索結(jié)果。最終在CFSRE 官方NPS Discovery 網(wǎng)站（https://www.npsdiscovery.org/reports/monographs/）的最新數(shù)據(jù)表中查找比對(duì)，發(fā)現(xiàn)與4F-MDMB-BUTINACA 的質(zhì)譜數(shù)據(jù)匹配度高，其分子式為C19H26FN3O3，精確分子量為363.426 44。

圖2 灰白色粉末的總離子流色譜圖和質(zhì)譜圖Fig.2 Total ion chromatogram and mass spectrum of the off-white powder

黃色晶體經(jīng)GC-MS 檢測(cè)得到的總離子流色譜圖和在保留時(shí)間為12.18 min 時(shí)的質(zhì)譜圖見圖3。從總離子流色譜圖可知，在保留時(shí)間為12.18 min 時(shí)出現(xiàn)1 個(gè)最大峰，其特征離子m/z為213、357、301、298、269、185、171、145、131。經(jīng)與SWGDRUG 3.5.L 質(zhì)譜庫(kù)檢索比對(duì)，得到匹配度很高的檢索結(jié)果為MDMB-4en-PINACA，其分子式為C20H27N3O3，精確分子量為357.446 68。

圖3 黃色晶體的總離子流色譜圖和質(zhì)譜圖Fig.3 Total ion chromatogram and mass spectrum of the yellow crystal

2.3 UPLC-QTOF-MS檢測(cè)結(jié)果

灰白色粉末經(jīng)UPLC-QTOF-MS 檢測(cè)后，在保留時(shí)間為4.88 min 時(shí)的高分辨質(zhì)譜圖見圖4，其中精確質(zhì)量數(shù)為364.203 61 的離子高峰與4F-MDMBBUTINACA 的[M+H]+母離子相近，經(jīng)元素分析其分子式為C19H26FN3O3，與4F-MDMB-BUTINACA 的分子式一致。

圖4 灰白色粉末的高分辨質(zhì)譜圖Fig.4 High resolution mass spectra of the off-white powder

灰白色粉末的質(zhì)譜圖中，在高碰撞能量時(shí)有特征碎片離子m/z為219.093 00、145.039 66 和304.182 13。經(jīng)分析，其母離子和特征碎片離子的實(shí)測(cè)精確質(zhì)量數(shù)與4F-MDMB-BUTINACA 的母離子和特征碎片離子理論值偏差均小于5×10-6，主要的離子信息見表1。

表1 灰白色粉末的離子信息Tab.1 Ion information of the off-white powder

同時(shí)，在灰白色粉末的質(zhì)譜圖上還可以看到m/z為386.185 45 的離子，經(jīng)分析是[M+Na]+，該離子在很多合成大麻素的ESI+譜圖中均有出現(xiàn)。

黃色晶體經(jīng)UPLC-QTOF-MS檢測(cè)后，在保留時(shí)間為5.30 min 時(shí)的高分辨質(zhì)譜圖見圖5，其中精確質(zhì)量數(shù)為358.212 34 的離子高峰與MDMB-4en-PINACA的[M+H]+母離子相近，經(jīng)元素分析其分子式為C20H27N3O3，與MDMB-4en-PINACA的分子式一致。

圖5 黃色晶體的高分辨質(zhì)譜圖Fig.5 High resolution mass spectra of the yellow crystal

黃色晶體的質(zhì)譜圖中，在高碰撞能量時(shí)有特征碎片離子m/z為213.101 75、145.038 97、171.054 69 和298.190 82。經(jīng)分析，其母離子和特征碎片離子的實(shí)測(cè)精確質(zhì)量數(shù)與MDMB-4en-PINACA 的母離子和特征碎片離子理論值偏差均小于5×10-6，主要的離子信息見表2。

表2 黃色晶體的離子信息Tab.2 Ion information of the yellow crystal

2.4 NMR檢測(cè)結(jié)果

為進(jìn)一步確證灰白色粉末的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了1H-NMR 測(cè)定，鑒定結(jié)果見圖6。其中δ3.31 為CD3OD 的溶 劑峰，δ4.87 為CD3OD 溶劑中的水峰。1H-NMR：δ1.088［9H，C（CH3）3］，δ1.646～1.778（2H，NCH2CH2CH2CH2F），δ2.050～2.124（2H，NCH2CH2CH2CH2F），δ3.771（3H，OCH3），δ4.379～4.408、δ4.497～4.526（2H，NCH2CH2CH2CH2F），δ4.546～4.581（2H，NCH2CH2CH2CH2F），δ4.598（1H，NHCH），δ7.269～7.309、δ7.446～7.488、δ7.63、δ8.17（4H，N2C7H4）。核磁的鑒定結(jié)果驗(yàn)證了該灰白色粉末為4F-MDMBBUTINACA。

圖6 灰白色粉末的1H-NMR圖譜Fig.6 1H-NMR spectrum of the off-white powder

為進(jìn)一步確證黃色晶體的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了1H-NMR 測(cè)定，鑒定結(jié)果見圖7。其中δ3.31 為CD3OD 的溶劑峰，δ4.87 為CD3OD 溶劑中的水峰。1H-NMR：δ1.089［9H，C（CH3）3］，δ2.030～2.106（4H，NCH2CH2CH2CHCH2），δ3.772（3H，OCH3），δ4.497～4.519（2H，NCH2CH2CH2CHCH2），δ4.601（1H，NHCH），δ4.982～5.049（2H，NCH2CH2CH2CHCH2），δ5.797～5.864（1H，NCH2CH2CH2CHCH2），δ7.269～7.296、δ7.441～7.469、δ7.60、δ8.17（4H，N2C7H4）。核磁的鑒定結(jié)果驗(yàn)證了該黃色晶體為MDMB-4en-PINACA。

圖7 黃色晶體的1H-NMR圖譜Fig.7 1H-NMR spectrum of the yellow crystal

2.5 小結(jié)

通 過 4F-MDMB-BUTINACA 和 MDMB-4en-PINACA 的分子結(jié)構(gòu)式和質(zhì)譜圖，推測(cè)其斷裂方式如圖8～9 所示。通過對(duì)以上斷裂方式的推斷，印證了該可疑檢材化學(xué)結(jié)構(gòu)式的準(zhǔn)確性。

圖8 4F-MDMB-BUTⅠNACA的質(zhì)譜裂解途徑Fig.8 The fragmentation pathways in MS of 4F-MDMB-BUTⅠNACA

對(duì)于灰白色粉末，由于與GC-MS 質(zhì)譜庫(kù)無匹配結(jié)果，但從NPS Discovery 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)中可以找到一些最新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合GC-MS 圖和高分辨質(zhì)譜圖的斷裂推斷及1H-NMR 的結(jié)構(gòu)解析，最終確定其為4F-MDMB-BUTINACA。

圖9 MDMB-4en-PⅠNACA的質(zhì)譜裂解途徑Fig.9 The fragmentation pathways in MS of MDMB-4en-PⅠNACA

FTIR、GC-MS、LC-MS 和NMR 是物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中常用的檢測(cè)鑒定手段，能夠準(zhǔn)確反映分子結(jié)構(gòu)信息，將這4 種方法聯(lián)合應(yīng)用于未知物的檢測(cè)鑒定，并依靠其配備的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)（需及時(shí)更新）和表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)特性，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定方面是行之有效的實(shí)用方法。

3 結(jié)論

通過對(duì)可疑檢材的檢測(cè)，采用FTIR、GC-MS、UPLC-QTOF-MS 和NMR 多種技術(shù)聯(lián)用的方法確認(rèn)了灰白色粉末和黃色晶體分別為合成大麻素類物質(zhì)4F-MDMB-BUTINACA 和MDMB-4en-PINACA。在沒有對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)品的情況下，采用FTIR、GC-MS、UPLCQTOF-MS 和NMR 多種技術(shù)聯(lián)合檢測(cè)可以很好地解決對(duì)合成大麻素類NPS的檢測(cè)鑒定，具有很好的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用前景。