基于GC-MS方法的可卡因毒品中的雜質(zhì)分析

吳艷紅，崔雪子，倪春芳，吳忠平，汪蓉，梁晨，張玉榮

（1.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)研究總院上海醫(yī)藥工業(yè)研究院創(chuàng)新藥物與制藥工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201203；2.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）

可卡因（cocaine）是一種從古柯葉中提取出來(lái)的粉末狀生物堿，在醫(yī)學(xué)上可以用作局部麻醉劑[1]，是常見的五大類毒品之一，其濫用問題也是國(guó)內(nèi)外亟待解決的社會(huì)公共衛(wèi)生問題。通過分析繳獲可卡因檢材中的雜質(zhì)分布信息，推斷可能的雜質(zhì)來(lái)源，剖析可卡因的生產(chǎn)工藝，可為不同毒品案件的關(guān)聯(lián)性判別提供有用的情報(bào)。

可卡因生產(chǎn)路線包括直接提取和實(shí)驗(yàn)室合成兩條路線。直接提取包括粗提、純化及成鹽。純化技術(shù)有兩種，一種是通過水解總的堿提取物后，再經(jīng)甲醇酯化，后與苯甲酸反應(yīng)來(lái)合成可卡因，是一種半合成的方式。第二種是通過酸提取，并經(jīng)過連續(xù)的重結(jié)晶[2]。不同地區(qū)古柯葉的品種不同，其生物堿含量和分布也略有不同。

可卡因中的雜質(zhì)可以從多種途徑引入，如古柯植物中的共提取物，加工過程中的化學(xué)品、溶劑，包裝材料等[3]。毒品販賣過程中，為了增加重量，謀取更大的利潤(rùn)，常常會(huì)進(jìn)行摻雜，不同的國(guó)家一般摻雜物的種類都有所不同，常見的摻雜物有左旋咪唑[4]等。近些年美國(guó)在研究可卡因中的雜質(zhì)以及古柯葉中生物堿的提取及組成方面做了大量的研究[2，3，5-13]。此外，丹麥[14-15]、加拿大[16-17]等國(guó)也有相關(guān)方面的研究。而我國(guó)在可卡因雜質(zhì)分析方面的研究仍是空白。本實(shí)驗(yàn)旨在研究可卡因中雜質(zhì)的組成，進(jìn)而得到可卡因毒品的雜質(zhì)分布圖，為繳獲可卡因的來(lái)源推斷及串并案件提供信息，為遏制毒品犯罪提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 檢材來(lái)源

上海市公安局物證鑒定中心提供的49份可卡因檢材。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品

內(nèi)標(biāo)正二十烷，純度99.5%（上海安譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)股份有限公司），可卡因標(biāo)準(zhǔn)品（公安部禁毒情報(bào)技術(shù)中心提供）。

1.1.3 試劑

甲醇（色譜純）（Merck有限公司）

1.1.4 儀器

Vortex-Genie2型渦旋振蕩器（Scientific Industries，USA），Agilent 7890A型氣相色譜儀，Agilent 7693自動(dòng)進(jìn)樣器和Agilent 5975C型質(zhì)譜儀（Agilent公司）。

1.2 方法

1.2.1 檢材處理

檢材充分研磨混勻，稱取10 mg（±1mg）于2 mL的塑料離心管中，加入1 mL甲醇（含0.1 mg/mL內(nèi)標(biāo)正二十烷），密封震蕩1 min，充分溶解，配制成10 mg/mL的檢材溶液，取2 uL進(jìn)GC-MS分析。

1.2.2 色譜條件

色譜柱采用DB-5MS毛細(xì)管柱（30m×0.25mm，0.25 μm），柱溫采用程序升溫，初始溫度70℃、保持2min，然后10℃/min升溫至300℃、保持10 min。進(jìn)樣口溫度280℃，傳輸線溫度280℃。進(jìn)樣方式采用不分流進(jìn)樣，時(shí)間1min，進(jìn)樣2 uL。載氣為氦氣，恒定流速1.4mL/min，吹掃流速10mL/min。

1.2.3 質(zhì)譜條件

采用EI離子源，轟擊電壓70 eV，離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃，離子掃描范圍40～650 mz。

2 結(jié)果

對(duì)49份檢材進(jìn)行GC-MS分析，根據(jù)每份檢材的摻雜情況，將檢材初步分為7批，各檢材具體的雜質(zhì)分布情況及分批依據(jù)見表1。經(jīng)比對(duì)篩選，重復(fù)性高、穩(wěn)定性好且峰面積比較大的主要雜質(zhì)名稱、色譜峰保留時(shí)間以及特征離子見表2。經(jīng)儀器配備的譜庫(kù)（NBS75K.L、NIST08.L、PMW_TOX2.L、SWGDRUG3.0.L）檢索，并且與標(biāo)準(zhǔn)化合物以及相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行比較，編號(hào)1、2、4、6、7、8、9、10、11、12、14、16、17、20和22的峰分別對(duì)應(yīng)的是苯甲酸甲酯、苯甲酸、脫水愛康寧甲酯、甲基愛康寧、非那西汀、咖啡因、利多卡因、芽子堿、托派可卡因、鹽酸左旋咪唑、N-甲酰去甲可卡因、乙基苯酞愛康寧、N-苯甲酰去甲芽子堿、N-乙酰去甲可卡因和苯甲酰愛康寧。編號(hào)18和21對(duì)應(yīng)的是順/反肉桂?？煽ㄒ颉＞幪?hào)3和5的質(zhì)譜圖一致，特征離子相同，為肉桂酸。編號(hào)13、15、19、23、24為新發(fā)現(xiàn)的未知雜質(zhì)。圖1（a）、（b）、（c）所示是三批樣品的總離子流圖。

表1 7批檢材中雜質(zhì)分布情況

表2 可卡因檢材中發(fā)現(xiàn)的主要雜質(zhì)

3 討論

3.1 可卡因毒品中雜質(zhì)的來(lái)源

托派可卡因和肉桂?？煽ㄒ蚴枪趴氯~中存在的天然生物堿，是可卡因的共提取物。乙基苯酞愛康寧是制藥及非法生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物[9]，來(lái)源于生產(chǎn)藥用可卡因的過程中的酯交換反應(yīng)。N-甲酰去甲可卡因、N-乙酰去甲可卡因是生物堿經(jīng)KMnO4氧化產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是可卡因過度氧化的產(chǎn)物[11]。非那西汀、利多卡因、咖啡因及鹽酸左旋咪唑是可卡因中常見的摻雜劑和稀釋劑。

甲基愛康寧和苯甲酰愛康寧是可卡因代謝過程中的主要產(chǎn)物，也是可卡因加熱水解最易產(chǎn)生的雜質(zhì)。古柯葉中本身也含有少量的苯甲酰愛康寧，在氧化階段也會(huì)有微量苯甲酰愛康寧產(chǎn)生[3]，不過苯甲酰愛康寧主要是來(lái)源于可卡因的降解。脫水愛康寧甲酯是甲基愛康寧甲酯脫一分子水形成的，是GC-MS進(jìn)樣口高溫降解最易產(chǎn)生的副產(chǎn)物，也是檢材中最常檢測(cè)到的痕量雜質(zhì)。圖2中可卡因結(jié)構(gòu)中的酯鍵和酰氧鍵在高溫條件下極不穩(wěn)定，易于斷裂從而降解。

苯甲酸大多作為可卡因水解為芽子堿和芽子堿甲酯過程中的副產(chǎn)物雜質(zhì)存在的，特別是在可卡因經(jīng)濃鹽酸沉淀為可卡因鹽酸鹽的時(shí)候，最易出現(xiàn)該雜質(zhì)[3]。本實(shí)驗(yàn)采用甲醇作為溶劑，在高溫下，可能與苯甲酸發(fā)生酯化反應(yīng)，故苯甲酸甲酯有可能是檢材中苯甲酸與甲醇反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)，是檢材與溶劑反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。當(dāng)然，采用甲醇雖然會(huì)引入某些雜質(zhì)，但是相比其他溶劑如乙腈、氯仿等，甲醇作為溶劑時(shí)出峰效果比較好，其他雜質(zhì)響應(yīng)也較高，故而最終還是選擇甲醇作為溶劑。

圖2 可卡因、苯甲酰愛康寧及脫水愛康寧甲酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)

3.2 可卡因案件的串并

根據(jù)可卡因的雜質(zhì)特征對(duì)不同檢材進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，為案件的串并提供依據(jù)。毒品雜質(zhì)相同時(shí)推測(cè)其可能來(lái)源于同一供應(yīng)商。本文49份檢材可分為7批，如表1所示。而每批有多個(gè)檢材，其雜質(zhì)相同，推測(cè)來(lái)自于同一供應(yīng)商，可將這些案件并案?jìng)刹椤?/p>

3.3 可卡因生產(chǎn)路線的判定及產(chǎn)地來(lái)源推測(cè)

可卡因生產(chǎn)路線依靠整個(gè)生產(chǎn)工藝中涉及到的特征性雜質(zhì)進(jìn)行判定。3-苯甲?；?2-甲酯托品定、3-苯甲酰托品定、2-甲氧羰基-3-甲胺托品定是實(shí)驗(yàn)室合成路線下的特征雜質(zhì)。該生產(chǎn)路線下的可卡因比較少見，合成過程中涉及到的特征雜質(zhì)均未在本文檢材中檢出。

肉桂?？煽ㄒ蚴侵亟Y(jié)晶提純路線的特征雜質(zhì)，該路線下的可卡因中包含大量古柯葉生物堿共提取物。如表1所示，本文中5批共37份可卡因檢材中均檢出肉桂?？煽ㄒ?，證明該37份檢材經(jīng)重結(jié)晶提純路線處理。而另兩批不含肉桂?？煽ㄒ颍梢酝茢噙@五批與兩批可卡因檢材來(lái)源于不同產(chǎn)地。

乙基苯酞愛康寧是甲醇酯化提純路線的特征雜質(zhì)，是提取過程中C-2甲氧基部分的酯交換的副產(chǎn)物[13]。該路線下提純的可卡因純度較高，不含肉桂酰這類的天然生物堿。如表1所示，A批25份可卡因檢材中均含乙基苯酞愛康寧，證明該25份檢材均經(jīng)過甲醇酯化提純這一過程。

N-乙酰去甲可卡因和N-甲酰去甲可卡因是在KMnO4處理純化可卡因過程中，可卡因的過度氧化產(chǎn)生的雜質(zhì)[10]，是酸氧化過程的特征雜質(zhì)。如表1所示，3批共30份可卡因檢材中檢出N-甲酰去甲可卡因，2批共12份可卡因檢材中檢出N-乙酰去甲可卡因，證明該42份檢材均經(jīng)過酸氧化這一處理過程。

托派可卡因是古柯葉中天然存在的生物堿，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室合成過程的副產(chǎn)物。本文所有檢材均檢出該雜質(zhì)，該雜質(zhì)不能作為我們判別可卡因生產(chǎn)路線的特征雜質(zhì)。

苯甲酰愛康寧本身存在于古柯葉中，而檢材中檢出的苯甲酰愛康寧大部分是源于可卡因的酸水解，故我們推測(cè)該雜質(zhì)應(yīng)該是可卡因檢材中的共有雜質(zhì)，不具特征性。表1中F批檢材中并不含苯甲酰愛康寧，這是我們區(qū)分這批檢材與其他批次檢材的主要標(biāo)志物。對(duì)該批檢材的生產(chǎn)路線我們作出以下推測(cè)：（1）該批檢材含肉桂酰可卡因，證明經(jīng)過重結(jié)晶提純處理。（2）苯甲酰愛康寧不溶于乙醚，推測(cè)該批檢材提純過程中使用了乙醚進(jìn)行處理。

本文共檢測(cè)了49份可卡因檢材，并且通過其中的摻雜情況初步分為了七批，其中4批（B、C、F、G批）都是含有順/反-肉桂?？煽ㄒ?，初步斷定都是經(jīng)過重結(jié)晶純化的，A批檢材既含有肉桂?？煽ㄒ蛴趾幸一教獝劭祵?，證明該批檢材經(jīng)過甲醇酯化提純。另兩批（D、E批）因含N-乙酰去甲可卡因，推斷經(jīng)過氧化處理。又因該兩批檢材不含肉桂?？煽ㄒ?，推測(cè)與其余五批檢材有產(chǎn)地來(lái)源不同的可能性。

本研究也曾試圖從可卡因純度的角度來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工藝的推斷，但是，在同一生產(chǎn)工藝下，可卡因純度差別很大，以A批為例，我們可以推斷A批是由同一生產(chǎn)工藝生產(chǎn)而來(lái)，但是其純度范圍卻從60%～88%，差別較大?？煽ㄒ蛏a(chǎn)路線相對(duì)簡(jiǎn)單，特征雜質(zhì)比較少，對(duì)于純度特別高的檢材，僅是依靠雜質(zhì)分析很難對(duì)其具體的生產(chǎn)路線，或者是檢材的來(lái)源進(jìn)行推斷，這就需要我們進(jìn)一步借助其他的儀器，測(cè)定可卡因的其他特征，從而歸類溯源。

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