新精神活性物質(zhì)哌異丙基酯的識(shí)別與檢驗(yàn)

錢振華，趙彥彪，賈 薇，劉翠梅

（1.公安部物證鑒定中心，北京 100038；2.公安部禁毒情報(bào)技術(shù)中心，北京 100193）

哌醋甲酯（methylphenidate，MPH），又名利他林，是一種較緩和的大腦皮質(zhì)興奮劑，通過(guò)促進(jìn)多巴胺和去甲腎上腺素的釋放，并抑制其重回收，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)的覺(jué)醒水平，而達(dá)到興奮精神、消除抑制與憂郁、解除疲勞的作用。哌醋甲酯作用略強(qiáng)于咖啡因，但較苯丙胺弱，較大劑量時(shí)可引起普遍的中樞興奮，甚至可引起驚厥。哌醋甲酯可對(duì)抗抑郁癥，同時(shí)也能用于治療小兒多動(dòng)癥，但長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生依賴性，在毒品濫用市場(chǎng)，常作為興奮劑使用，我國(guó)將哌醋甲酯列為第一類精神藥品進(jìn)行管制。

2009年，新精神活性物質(zhì)開始興起，各種對(duì)管制毒品進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾得到的毒品類似物層出不窮，在全球迅速泛濫，且愈演愈烈，危害嚴(yán)重。哌醋甲酯的類似物也大量涌現(xiàn)，如哌乙酯、3，4-二氯哌甲酯等。 哌乙酯（ethylphenidate，EPH），用乙基酯取代了哌醋甲酯中的甲基酯，最早曾被認(rèn)為是哌醋甲酯和酒精（乙醇）同時(shí)濫用后酯交換反應(yīng)的產(chǎn)物[1-4]。但2010年以后，哌乙酯作為一種精神興奮劑被濫用，并致人死亡[5]。美國(guó)緝毒署曾對(duì)哌乙酯的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了報(bào)道[6]，PATRICK等[7]對(duì)哌乙酯的合成方法和藥理作用進(jìn)行了研究，NEGREIRA等[8]對(duì)哌乙酯的代謝過(guò)程進(jìn)行了探討。2012年起，瑞典、英國(guó)、德國(guó)、奧地利、加拿大等多個(gè)國(guó)家陸續(xù)對(duì)哌乙酯進(jìn)行管制[9-13]，我國(guó)也于2015年10月對(duì)哌乙酯進(jìn)行了列管[14]。

本文首次報(bào)道了中國(guó)出現(xiàn)的新精神活性物質(zhì)-哌異丙基酯，分別使用超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（UPLC-Q-TOF MS）法、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法和核磁共振（NMR）法分析該物質(zhì)，最終確認(rèn)其結(jié)構(gòu)，同時(shí)推測(cè)了其分子碎裂機(jī)理。MARKOWITZ等[15]曾經(jīng)將哌異丙基酯作為治療藥物，對(duì)比研究過(guò)其和哌醋甲酯、哌乙酯的藥理作用，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其化學(xué)性質(zhì)尚無(wú)報(bào)道。

圖1 哌醋甲酯、哌乙酯和哌異丙基酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

QP-2010 Ultra氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（日本島津公司）；ACQUITY UPLC I-Class超高效液相色譜儀（美國(guó)Waters公司）；Q-TOF MS 5600高分辨四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 （美國(guó)AB Sciex公司）；Avance III 400 MHz核磁共振波譜儀（德國(guó)Bruker公司）。

甲醇（色譜純，Merck 公司），乙腈（色譜純，Merck公司），甲酸（色譜純，Sigma-Aldrich 公司），純水由Millipore純水儀制備，氘代甲醇（CD3OD，99.8%，Cambridge Isotope Laboratories公司）。哌乙酯對(duì)照品（國(guó)家毒品實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)核磁共振波譜儀確認(rèn)結(jié)構(gòu)且純度大于98%）。

1.2 GC-MS分析條件

色譜柱：AglientDB-5MS石英毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。 柱溫140℃，保持3 min，以20℃/min升至 300℃，保持 3 min；載氣為 He，流速1 mL/min；分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量 1 μL，分流比 40∶1，溶劑延遲2 min；進(jìn)樣口溫度280℃。EI電離模式，能量70eV，離子源溫度230℃，GC-MS接口溫度250℃，掃描范圍m/z35～500。

1.3 UPLC-Q-TOF MS分析條件

液相部分：色譜柱：Waters ACQUITY UPLC CSH C18（1.7μm，100mm×2.1mm），柱溫40℃。 A相為 0.1%甲酸水溶液，B相為乙腈；梯度洗脫程序：0～1.5min（2%B），1.5～6.5min（2%～90%B），6.5～9.4min （90%B），9.4～9.5 min （90%～2%B），9.5~12 min（2%B）；流速0.4 mL/min，進(jìn)樣量 1 μL。

質(zhì)譜部分：DuoSpray離子源，ESI+模式，離子源溫度 600℃，噴霧電壓 5500 V，霧化器 50 Psi，輔助加熱氣50 Psi，氣簾氣30 Psi。TOF全掃描模式，去簇電壓80 V，碰撞能量5 V，掃描范圍m/z100～1 000；二級(jí)碰撞誘導(dǎo)解離（CID）模式，碰撞能量35±15 V，掃描范圍m/z50～1 000。

1.4 NMR分析條件

以氘代甲醇鎖場(chǎng)，測(cè)試溫度300K，采集時(shí)間10s，延遲時(shí)間50s，掃描次數(shù)16次，內(nèi)標(biāo)為TMS。400MHz采集1HNMR譜圖，100MHz采集13CNMR譜圖。

1.5 樣品處理

將未知樣品研磨均勻，稱取適量，以甲醇為溶劑，配制成0.5 mg/mL溶液，超聲5 min，離心半徑13.2 cm，5 000 r/min離心5 min，取上清液供GC-MS分析。上清液再用0.1%甲酸水溶液稀釋，配制成0.5 μg/mL溶液，供UPLC-Q-TOF MS分析。再稱取適量未知樣品，以CD3OD為溶劑，配制成15 mg/mL溶液，供NMR分析。哌乙酯對(duì)照品同步操作。

2 結(jié)果與討論

2.1 UPLC-Q-TOF MS結(jié)果分析

在選定的UPLC-Q-TOF MS條件下，未知化合物和哌乙酯的全掃描總離子流色譜圖（圖2），未知化合物在3.706min處出峰（圖2A），哌乙酯在3.549 min處出峰（圖2B）。

在電噴霧正離子（ESI+）模式下，未知化合物的一級(jí)質(zhì)譜圖（圖3A）顯示其準(zhǔn)分子離子峰（[M+H]+）m/z為262.1797，預(yù)測(cè)分子式為C16H24NO2+。二級(jí)質(zhì)譜圖（圖3B）中除準(zhǔn)分子離子峰外，主要的碎片離子為m/z220.1336（C13H18NO2+），174.1278（C12H16N+），129.0701（C10H9+），91.0541（C7H7+），84.0807（C5H10N+），56.0494（C3H6N+）。 哌乙酯的準(zhǔn)分子離子峰 （[M+H]+）m/z為248.1647（C15H22NO2+）（圖 3C），二級(jí)質(zhì)譜圖（圖 3D）中除準(zhǔn)分子離子峰外，主要的碎片離子為m/z220.1333（C13H18NO2+），174.1278（C12H16N+），129.0698（C10H9+），91.0541（C7H7+），84.0809（C5H10N+），56.0493（C3H6N+）。未知化合物的分子量比哌乙酯多14.015（CH2），二級(jí)主要碎片離子和哌乙酯的幾乎一樣。由此推測(cè)該化合物為哌乙酯的類似物，比哌乙酯多一個(gè)CH2，可能是哌丙酯或者哌異丙基酯。其ESI-CID碎裂機(jī)理如圖4所示。

2.2 GC-MS結(jié)果分析

在選定的GC-MS條件下，未知化合物和哌乙酯的總離子流色譜圖和質(zhì)譜圖如圖5所示，未知化合物在tR=7.66 min處出峰（圖5A），哌乙酯在tR=7.61min處出峰（圖5C），主要特征碎片離子極為相似，包括m/z84（基峰）、91、56。 未知化合物的特征圖譜經(jīng)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)（NIST14.L）的譜庫(kù)檢索，并沒(méi)有找出相同特征碎片峰質(zhì)譜圖相似化合物，沒(méi)有匹配的比對(duì)結(jié)果。經(jīng)美國(guó)Cayman分析譜庫(kù)進(jìn)行檢索，得到匹配的檢索結(jié)果，顯示與哌異丙基酯成分的質(zhì)譜圖比對(duì)一致。其碎裂機(jī)理如圖6所示。

圖2 哌異丙基酯（A）和哌乙酯（B）全掃描總離子流色譜圖

圖3 哌異丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）一級(jí)和二級(jí)質(zhì)譜圖

圖4 哌異丙基酯和哌乙酯CID碎裂途徑推測(cè)

圖5 哌異丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）GC-MS總離子流色譜圖和質(zhì)譜圖

圖6 EI源轟擊下哌異丙基酯和哌乙酯碎裂途徑推測(cè)

2.3 NMR結(jié)果分析

未知化合物的1H-NMR和13C-NMR譜圖（圖7）和哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖（圖8）非常相似。1H-NMR譜圖僅在δ 5.15~4.12及1.24~1.03區(qū)域有差異，13C-NMR譜圖僅在δ 70.1~63.1及21.9~14.2區(qū)域有差異。結(jié)合文獻(xiàn)對(duì)哌乙酯核磁數(shù)據(jù)的報(bào)道[6]，1H-NMR譜中δ 1.17和13C-NMR譜中δ 14.2分別為酯基部分末端CH3的H和C的化學(xué)位移。未知化合物1H-NMR譜在δ 1.24和1.03分別出現(xiàn)二重峰，13C-NMR譜在δ 21.9和21.4分別出現(xiàn)峰，表明該化合物酯基部分包含兩個(gè)CH3，為異丙基酯。綜合1H-NMR和13C-NMR譜推斷該未知物為哌異丙基酯。

圖7 哌異丙基酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖

圖8 哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖

3 結(jié)論

本文通過(guò) UPLC-Q-TOF MS、GC-MS和 NMR方法，鑒定了哌醋甲酯、哌乙酯的類似物-哌異丙基酯，并對(duì)其的化學(xué)分析數(shù)據(jù)及其在ESI+/CID和EI模式下的碎裂機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的報(bào)道和闡述。本文可為同類樣品的推斷、鑒定提供較好的依據(jù)。