新型合成大麻素ADB-BUTINACA的波谱分析及结构确证

2023-02-21吴永富王燕军周向阳蔡玉刚

刑事技术 2023年1期

吴永富，王燕军，周向阳，陆银，蔡玉刚,*，代勇,*

（1. 泸州市公安局刑事科学技术研究所，四川泸州 646000；2. 四川省公安厅刑事侦查局，成都 610041；3. 四川警察学院，四川泸州 646000）

合成大麻素（systhetic cannabinoids）[1-2]是指与大麻类物质一样作用于大麻受体（I型大麻素受体和II型大麻素受体或称CB1受体和CB2受体）的所有物质，主要分为五大类，分别为：经典大麻素类（classical cannabinoids）、非经典大麻素类（non-classical cannabinoids）、混合大麻素类（hybrid cannabinoids）、氨基烷基吲哚类（aminoalkylindoles）和二十烷类（eicosanoids），常以香料、花瓣、烟草、油等形态出现。由于吸食合成大麻素能产生比天然大麻更为强烈的快感，又游离于管制范围边缘，导致其蔓延迅速，已成为新精神活性物质中涵盖物质种类最多、滥用也最为严重的一类。目前，我国禁毒委员会已将整类合成大麻素类物质进行列管，但新型合成大麻素类层出不穷，对已知的化合物进行化学修饰就会出现一种新的物质，其相关结构数据存在空白，可能会造成漏检。

ADB-BUTINACA是新型氨基烷基吲哚类合成大麻素之一，其相关结构数据仍为空白，本文利用气相色谱-质谱（GC-MS）、高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF）、核磁共振（NMR）、红外光谱（IR）等技术对其进行波解析和结构确证，为相关部门提供数据支持[3-12]。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪（美国Agilent公司）；安捷伦6545 UPLC/Q-TOF超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱仪（美国Agilent公司）；AV-400 超导核磁共振仪（美国 Bruker公司）； Spectrum Frontier傅里叶变换红外光谱仪（美国 PerkinElmer公司）。

甲醇、乙腈（色谱纯，购自德国merck公司）；甲酸（色谱纯，购自美国Sigma-Aldrich 公司）；氘代甲醇（购自美国剑桥公司）；超纯水为实验室Milli-Q 超纯水系统自制；其他化学试剂及药品均为分析纯。

1.2 仪器条件

1.2.1 气相色谱-质谱

色谱条件：HP-5MS 毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气为氦气，进样口温度280 ℃，分流比20∶1，流速1 mL/min；初温100 ℃保持2 min，以20℃/min 程序升温至280 ℃保持4 min，实验用时16 min。

质谱条件：离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃；离子源EI 源，电压70 eV；溶剂延迟2.5 min；采用全扫描模式（Scan）；扫描范围45~450 amu。

1.2.2 液相色谱串联高分辨质谱

色谱条件：色谱柱：Agilent Eclipse C18 Aq（2.1 mm×50 mm，1.8 μm）；流动相为0.1%甲酸水(A) ‒乙腈（B）；梯度：B相初始浓度为10%，在1~5 min内流动相B由20%增加到95%并保持5 min；流速：0.3 mL/min；进样量为1 μL。

质谱条件：ESI源，正离子模式，源电压5.5 kV，氮气为干燥气，离子源Gas1 50 psi，离子源Gas2 50 psi，气帘气35 psi，CAD气7 psi，温度500℃，扫描范围m/z100~1 500。

1.2.3 超导核磁共振仪

溶剂为氘代甲醇，探头温度300.0 K，实验采用标准脉冲序列。

1.2.4 红外光谱

采用DTGS检测器，扫描模式：金刚石衰减全反射（UATR）。扫描范围4 000~650 cm-1，累加扫描8次，分辨率4 cm-1，OPD速度为0.2 cm-1/s。Spectrum v 10.5.2软件采集数据，扫描过程中实时扣除二氧化碳和水蒸气干扰。使用Spectrum v 10.5.2软件进行谱图处理。

1.3 样品收集

将缴获的电子烟油经净化处理后，用气质检验，未得到匹配结果。

1.4 样品前处理

电子烟油主要由PG（丙二醇）、VG（丙三醇）、香精、尼古丁、口感改善添加剂等组成，现不法分子在电子烟油中添加合成大麻素逃避监管。将电子烟油用柱层析法纯化目标物成分，去掉香精、尼古丁等干扰成分，经纯化后得到供试样品15 mg。

2 结果与讨论

2.1 红外光谱分析

采用1.2.4方法测试供试样品的红外光谱，如图1所示，数据如表1所示。

表1 样品红外光谱数据Table 1 Infrared spectral data of the sample

图1 样品红外光谱图Fig.1 Infrared absorption spectrogram of the sample

2.2 GC-MS 分析

将1.4中所获得的样品配制成0.1 mg/mL的甲醇溶液按照1.2.1所述的分析条件进行GC-MS分析，得到该样品的总离子流色谱图和质谱图（图2），在13.5824 min处出现色谱峰。其主要特征碎片离子为m/z201.1、286.2、257.1、145.0。通过对已知质谱谱库（Mainlib、Replib、Wiley14、Nist17）进行检索，未得到匹配结果。

图2 样品总离子流图和质谱图Fig.2 TIC and mass spectra of the sample

2.3 液相色谱串联高分辨质谱分析

如图3所示，该化合物准分子离子峰[M+H]+：331.212 7，根据精确分子质量及同位素丰度比推测其分子式为C18H26N4O2，理论值偏差2.1 ppm。

图3 样品一级高分辨质谱图Fig.3 High-resolution primary mass spectrum of positive mode of the sample

样品的二级质谱显示（见图4），主要碎片离子为m/z314.19、286.19、201.10、145.04，以及GC-MS质谱主要碎片离子为m/z286.2、201.1、145.0、257.1，其可能的裂解途径见图5。

图4 样品在碰撞能 40V (a)、20V(b)、10V(c)的二级质谱图Fig.4 Secondary MS spectrums of the sample at the CE 40V (a), 20V (b) and 10V (c)

图5 样品可能的裂解途径Fig.5 Possible fragmentation route of the sample

2.4 核磁共振分析

2.4.1 1H-NMR分析

样品的化学结构见图6，1H-NMR图见图7。经1H-NMR分析，可见12组峰。高场区：δ0.94 ppm（4”-H、5”-H、6”-H）单峰，为三组与季碳相连的甲基信号；δ0.90 ppm（4’-H)三重峰，为与亚甲基相连的甲基信号；δ1.31 ppm（3’-H）6重峰、δ1.74 ppm(2’-H）5重峰，为直链烷烃中两个亚甲基信号。低场区：δ7.16（NH2）、δ8.45（NH）为胺基氢信号；δ7.92 ppm（4-H）、δ7.48 ppm（5-H）、δ 7.62 ppm（6-H）、δ8.32 ppm（7-H）多重峰4个质子，结合偶合常数判断应为吲唑母核上的质子。1H-NMR数据归属如表2所示。

表2 样品1H-NMR数据Table 2 1H-NMR data of the sample

图6 样品化学结构式Fig.6 Chemical structure of the sample

图7 样品1H-NMR图Fig.7 1H-NMR of the sample

2.4.2 13C-NMR分析

经13C -NMR分析（图8），可见16组峰。高场区：δ25.8 ppm（C-4”、C-5”、C-6”）为三个与季碳相连甲基碳信号； δ13.8 ppm（C-4’）为饱和烷烃中甲基碳信号；δ20.1 ppm、δ30.4 ppm、δ56.4 ppm（C-3’、 C-2’、 C-1’）为C-1’与电负性原子N相连的直链烷烃中亚甲基碳信号，越靠近N位移向低场区移动的越多；δ34.9 ppm（C-3”）为季碳信号；δ67.9 ppm（C-2”）为次甲基碳信号。低场区：δ142.2 ppm（C-3）、δ120.3 ppm（C-4）、δ123.7 ppm（C-5）、δ126.4 ppm（C-6）、δ109.9 ppm（C-7）、δ139.7 ppm（C-8）、δ120.5 ppm（C-9）为吲唑母核上碳信号。δ160.7 ppm（C-10）、δ176.7 ppm（C-1”）为酰胺羰基碳信号。13C-NMR数据归属如表3所示。

图8 样品13C-NMR图Fig.8 13C-NMR of the sample

表3 样品13C -NMR数据Table 3 13C -NMR data of the sample

2.5 分析与讨论

根据UPLC-QTOF数据分析，该供试样品的精确分子质量为330.212 7，结合同位素丰度比推测其分子式为C18H26N4O2。根据1H-NMR分析进一步确定其质子数为26及各质子的归属，13C-NMR分析进一步确定其碳原子数为18及归属情况，结合IR光谱数据分析可知，该供试样品含有苯环、酰胺、伯胺、仲胺、叔胺、甲基及偕二甲基等官能团，结合GC-MS和UPLC-QTOF二级质谱裂解碎片离子数据分析，以及供试样品与另一已知合成大麻素ADB-PINACA[10]特征碎片规律初步判断，供试样品为ADB-PICACA中吲唑母核上正戊基被正丁基取代，两者分子量正好相差15（甲基），综合以上分析可知该供试样品为：N-(1-amino-3,3-dimethyl-1-oxobutan-2-yl)-1-butyl-1H-indazole-3-carboxamide，即ADB-BUTINACA。