基于GC-MS方法的可卡因毒品中的雜質分析

吳艷紅，崔雪子，倪春芳，吳忠平，汪蓉，梁晨，張玉榮

（1.中國醫藥工業研究總院上海醫藥工業研究院創新藥物與制藥工藝國家重點實驗室，上海201203；2.上海市公安局物證鑒定中心上海市現場物證重點實驗室，上海200083）

可卡因（cocaine）是一種從古柯葉中提取出來的粉末狀生物堿，在醫學上可以用作局部麻醉劑[1]，是常見的五大類毒品之一，其濫用問題也是國內外亟待解決的社會公共衛生問題。通過分析繳獲可卡因檢材中的雜質分布信息，推斷可能的雜質來源，剖析可卡因的生產工藝，可為不同毒品案件的關聯性判別提供有用的情報。

可卡因生產路線包括直接提取和實驗室合成兩條路線。直接提取包括粗提、純化及成鹽。純化技術有兩種，一種是通過水解總的堿提取物后，再經甲醇酯化，后與苯甲酸反應來合成可卡因，是一種半合成的方式。第二種是通過酸提取，并經過連續的重結晶[2]。不同地區古柯葉的品種不同，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，常常會進行摻雜，不同的國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。近些年美國在研究可卡因中的雜質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]等國也有相關方面的研究。而我國在可卡因雜質分析方面的研究仍是空白。本實驗旨在研究可卡因中雜質的組成，進而得到可卡因毒品的雜質分布圖，為繳獲可卡因的來源推斷及串并案件提供信息，為遏制毒品犯罪提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 檢材來源

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 標準品

內標正二十烷，純度99.5%（上海安譜實驗技術股份有限公司），可卡因標準品（公安部禁毒情報技術中心提供）。

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自動進樣器和Agilent 5975C型質譜儀（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內標正二十烷），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GC-MS分析。

1.2.2 色譜條件

色譜柱采用DB-5MS毛細管柱（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。進樣口溫度280℃，傳輸線溫度280℃。進樣方式采用不分流進樣，時間1min，進樣2 uL。載氣為氦氣，恒定流速1.4mL/min，吹掃流速10mL/min。

1.2.3 質譜條件

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

2 結果

對49份檢材進行GC-MS分析，根據每份檢材的摻雜情況，將檢材初步分為7批，各檢材具體的雜質分布情況及分批依據見表1。經比對篩選，重復性高、穩定性好且峰面積比較大的主要雜質名稱、色譜峰保留時間以及特征離子見表2。經儀器配備的譜庫（NBS75K.L、NIST08.L、PMW_TOX2.L、SWGDRUG3.0.L）檢索，并且與標準化合物以及相關文獻進行比較，編號1、2、4、6、7、8、9、10、11、12、14、16、17、20和22的峰分別對應的是苯甲酸甲酯、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18和21對應的是順/反肉桂酰可卡因。編號3和5的質譜圖一致，特征離子相同，為肉桂酸。編號13、15、19、23、24為新發現的未知雜質。圖1（a）、（b）、（c）所示是三批樣品的總離子流圖。

表1 7批檢材中雜質分布情況

表2 可卡因檢材中發現的主要雜質

3 討論

3.1 可卡因毒品中雜質的來源

托派可卡因和肉桂酰可卡因是古柯葉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過程中的副產物[9]，來源于生產藥用可卡因的過程中的酯交換反應。N-甲酰去甲可卡因、N-乙酰去甲可卡因是生物堿經KMnO4氧化產生的副產物，是可卡因過度氧化的產物[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物，也是可卡因加熱水解最易產生的雜質。古柯葉中本身也含有少量的苯甲酰愛康寧，在氧化階段也會有微量苯甲酰愛康寧產生[3]，不過苯甲酰愛康寧主要是來源于可卡因的降解。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進樣口高溫降解最易產生的副產物，也是檢材中最常檢測到的痕量雜質。圖2中可卡因結構中的酯鍵和酰氧鍵在高溫條件下極不穩定，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物雜質存在的，特別是在可卡因經濃鹽酸沉淀為可卡因鹽酸鹽的時候，最易出現該雜質[3]。本實驗采用甲醇作為溶劑，在高溫下，可能與苯甲酸發生酯化反應，故苯甲酸甲酯有可能是檢材中苯甲酸與甲醇反應產生的雜質，是檢材與溶劑反應產生的副產物。當然，采用甲醇雖然會引入某些雜質，但是相比其他溶劑如乙腈、氯仿等，甲醇作為溶劑時出峰效果比較好，其他雜質響應也較高，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結構

3.2 可卡因案件的串并

根據可卡因的雜質特征對不同檢材進行關聯性分析，為案件的串并提供依據。毒品雜質相同時推測其可能來源于同一供應商。本文49份檢材可分為7批，如表1所示。而每批有多個檢材，其雜質相同，推測來自于同一供應商，可將這些案件并案偵查。

3.3 可卡因生產路線的判定及產地來源推測

可卡因生產路線依靠整個生產工藝中涉及到的特征性雜質進行判定。3-苯甲酰基-2-甲酯托品定、3-苯甲酰托品定、2-甲氧羰基-3-甲胺托品定是實驗室合成路線下的特征雜質。該生產路線下的可卡因比較少見，合成過程中涉及到的特征雜質均未在本文檢材中檢出。

肉桂酰可卡因是重結晶提純路線的特征雜質，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酰可卡因，證明該37份檢材經重結晶提純路線處理。而另兩批不含肉桂酰可卡因，可以推斷這五批與兩批可卡因檢材來源于不同產地。

乙基苯酞愛康寧是甲醇酯化提純路線的特征雜質，是提取過程中C-2甲氧基部分的酯交換的副產物[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生的雜質[10]，是酸氧化過程的特征雜質。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，同時也是實驗室合成過程的副產物。本文所有檢材均檢出該雜質，該雜質不能作為我們判別可卡因生產路線的特征雜質。

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，故我們推測該雜質應該是可卡因檢材中的共有雜質，不具特征性。表1中F批檢材中并不含苯甲酰愛康寧，這是我們區分這批檢材與其他批次檢材的主要標志物。對該批檢材的生產路線我們作出以下推測：（1）該批檢材含肉桂酰可卡因，證明經過重結晶提純處理。（2）苯甲酰愛康寧不溶于乙醚，推測該批檢材提純過程中使用了乙醚進行處理。

本文共檢測了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-肉桂酰可卡因，初步斷定都是經過重結晶純化的，A批檢材既含有肉桂酰可卡因又含有乙基苯酞愛康寧，證明該批檢材經過甲醇酯化提純。另兩批（D、E批）因含N-乙酰去甲可卡因，推斷經過氧化處理。又因該兩批檢材不含肉桂酰可卡因，推測與其余五批檢材有產地來源不同的可能性。

本研究也曾試圖從可卡因純度的角度來進行生產工藝的推斷，但是，在同一生產工藝下，可卡因純度差別很大，以A批為例，我們可以推斷A批是由同一生產工藝生產而來，但是其純度范圍卻從60%～88%，差別較大。可卡因生產路線相對簡單，特征雜質比較少，對于純度特別高的檢材，僅是依靠雜質分析很難對其具體的生產路線，或者是檢材的來源進行推斷，這就需要我們進一步借助其他的儀器，測定可卡因的其他特征，從而歸類溯源。

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