新精神活性物质哌异丙基酯的识别与检验

钱振华，赵彦彪，贾 薇，刘翠梅

（1.公安部物证鉴定中心，北京 100038；2.公安部禁毒情报技术中心，北京 100193）

哌醋甲酯（methylphenidate，MPH），又名利他林，是一种较缓和的大脑皮质兴奋剂，通过促进多巴胺和去甲肾上腺素的释放，并抑制其重回收，提高中枢神经系统的觉醒水平，而达到兴奋精神、消除抑制与忧郁、解除疲劳的作用。哌醋甲酯作用略强于咖啡因，但较苯丙胺弱，较大剂量时可引起普遍的中枢兴奋，甚至可引起惊厥。哌醋甲酯可对抗抑郁症，同时也能用于治疗小儿多动症，但长期使用会产生依赖性，在毒品滥用市场，常作为兴奋剂使用，我国将哌醋甲酯列为第一类精神药品进行管制。

2009年，新精神活性物质开始兴起，各种对管制毒品进行化学结构修饰得到的毒品类似物层出不穷，在全球迅速泛滥，且愈演愈烈，危害严重。哌醋甲酯的类似物也大量涌现，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，最早曾被认为是哌醋甲酯和酒精（乙醇）同时滥用后酯交换反应的产物[1-4]。但2010年以后，哌乙酯作为一种精神兴奋剂被滥用，并致人死亡[5]。美国缉毒署曾对哌乙酯的分析数据进行了报道[6]，PATRICK等[7]对哌乙酯的合成方法和药理作用进行了研究，NEGREIRA等[8]对哌乙酯的代谢过程进行了探讨。2012年起，瑞典、英国、德国、奥地利、加拿大等多个国家陆续对哌乙酯进行管制[9-13]，我国也于2015年10月对哌乙酯进行了列管[14]。

本文首次报道了中国出现的新精神活性物质-哌异丙基酯，分别使用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF MS）法、气相色谱质谱联用（GC-MS）法和核磁共振（NMR）法分析该物质，最终确认其结构，同时推测了其分子碎裂机理。MARKOWITZ等[15]曾经将哌异丙基酯作为治疗药物，对比研究过其和哌醋甲酯、哌乙酯的药理作用，但目前国内外对其化学性质尚无报道。

图1 哌醋甲酯、哌乙酯和哌异丙基酯的化学结构式

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

QP-2010 Ultra气相色谱质谱联用仪（日本岛津公司）；ACQUITY UPLC I-Class超高效液相色谱仪（美国Waters公司）；Q-TOF MS 5600高分辨四极杆-飞行时间质谱仪 （美国AB Sciex公司）；Avance III 400 MHz核磁共振波谱仪（德国Bruker公司）。

甲醇（色谱纯，Merck 公司），乙腈（色谱纯，Merck公司），甲酸（色谱纯，Sigma-Aldrich 公司），纯水由Millipore纯水仪制备，氘代甲醇（CD3OD，99.8%，Cambridge Isotope Laboratories公司）。哌乙酯对照品（国家毒品实验室，经核磁共振波谱仪确认结构且纯度大于98%）。

1.2 GC-MS分析条件

色谱柱：AglientDB-5MS石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。 柱温140℃，保持3 min，以20℃/min升至 300℃，保持 3 min；载气为 He，流速1 mL/min；分流进样，进样量 1 μL，分流比 40∶1，溶剂延迟2 min；进样口温度280℃。EI电离模式，能量70eV，离子源温度230℃，GC-MS接口温度250℃，扫描范围m/z35～500。

1.3 UPLC-Q-TOF MS分析条件

液相部分：色谱柱：Waters ACQUITY UPLC CSH C18（1.7μm，100mm×2.1mm），柱温40℃。 A相为 0.1%甲酸水溶液，B相为乙腈；梯度洗脱程序：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，进样量 1 μL。

质谱部分：DuoSpray离子源，ESI+模式，离子源温度 600℃，喷雾电压 5500 V，雾化器 50 Psi，辅助加热气50 Psi，气帘气30 Psi。TOF全扫描模式，去簇电压80 V，碰撞能量5 V，扫描范围m/z100～1 000；二级碰撞诱导解离（CID）模式，碰撞能量35±15 V，扫描范围m/z50～1 000。

1.4 NMR分析条件

以氘代甲醇锁场，测试温度300K，采集时间10s，延迟时间50s，扫描次数16次，内标为TMS。400MHz采集1HNMR谱图，100MHz采集13CNMR谱图。

1.5 样品处理

将未知样品研磨均匀，称取适量，以甲醇为溶剂，配制成0.5 mg/mL溶液，超声5 min，离心半径13.2 cm，5 000 r/min离心5 min，取上清液供GC-MS分析。上清液再用0.1%甲酸水溶液稀释，配制成0.5 μg/mL溶液，供UPLC-Q-TOF MS分析。再称取适量未知样品，以CD3OD为溶剂，配制成15 mg/mL溶液，供NMR分析。哌乙酯对照品同步操作。

2 结果与讨论

2.1 UPLC-Q-TOF MS结果分析

在选定的UPLC-Q-TOF MS条件下，未知化合物和哌乙酯的全扫描总离子流色谱图（图2），未知化合物在3.706min处出峰（图2A），哌乙酯在3.549 min处出峰（图2B）。

在电喷雾正离子（ESI+）模式下，未知化合物的一级质谱图（图3A）显示其准分子离子峰（[M+H]+）m/z为262.1797，预测分子式为C16H24NO2+。二级质谱图（图3B）中除准分子离子峰外，主要的碎片离子为m/z220.1336（C13H18NO2+），174.1278（C12H16N+），129.0701（C10H9+），91.0541（C7H7+），84.0807（C5H10N+），56.0494（C3H6N+）。 哌乙酯的准分子离子峰 （[M+H]+）m/z为248.1647（C15H22NO2+）（图 3C），二级质谱图（图 3D）中除准分子离子峰外，主要的碎片离子为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），二级主要碎片离子和哌乙酯的几乎一样。由此推测该化合物为哌乙酯的类似物，比哌乙酯多一个CH2，可能是哌丙酯或者哌异丙基酯。其ESI-CID碎裂机理如图4所示。

2.2 GC-MS结果分析

在选定的GC-MS条件下，未知化合物和哌乙酯的总离子流色谱图和质谱图如图5所示，未知化合物在tR=7.66 min处出峰（图5A），哌乙酯在tR=7.61min处出峰（图5C），主要特征碎片离子极为相似，包括m/z84（基峰）、91、56。 未知化合物的特征图谱经质谱数据库（NIST14.L）的谱库检索，并没有找出相同特征碎片峰质谱图相似化合物，没有匹配的比对结果。经美国Cayman分析谱库进行检索，得到匹配的检索结果，显示与哌异丙基酯成分的质谱图比对一致。其碎裂机理如图6所示。

图2 哌异丙基酯（A）和哌乙酯（B）全扫描总离子流色谱图

图3 哌异丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）一级和二级质谱图

图4 哌异丙基酯和哌乙酯CID碎裂途径推测

图5 哌异丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）GC-MS总离子流色谱图和质谱图

图6 EI源轰击下哌异丙基酯和哌乙酯碎裂途径推测

2.3 NMR结果分析

未知化合物的1H-NMR和13C-NMR谱图（图7）和哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR谱图（图8）非常相似。1H-NMR谱图仅在δ 5.15~4.12及1.24~1.03区域有差异，13C-NMR谱图仅在δ 70.1~63.1及21.9~14.2区域有差异。结合文献对哌乙酯核磁数据的报道[6]，1H-NMR谱中δ 1.17和13C-NMR谱中δ 14.2分别为酯基部分末端CH3的H和C的化学位移。未知化合物1H-NMR谱在δ 1.24和1.03分别出现二重峰，13C-NMR谱在δ 21.9和21.4分别出现峰，表明该化合物酯基部分包含两个CH3，为异丙基酯。综合1H-NMR和13C-NMR谱推断该未知物为哌异丙基酯。

图7 哌异丙基酯的1H-NMR和13C-NMR谱图

图8 哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR谱图

3 结论

本文通过 UPLC-Q-TOF MS、GC-MS和 NMR方法，鉴定了哌醋甲酯、哌乙酯的类似物-哌异丙基酯，并对其的化学分析数据及其在ESI+/CID和EI模式下的碎裂机理进行了详细的报道和阐述。本文可为同类样品的推断、鉴定提供较好的依据。