徐仿敏，李海波，魏万里，王瑞花，刘凌云，李 强

（1.江苏省江阴市公安局物证鉴定室，江苏 江阴 214431；2.江苏省常州市公安局物证鉴定所，江苏 常州213003；3.江苏省无锡市公安局物证鉴定所，江苏 无锡 214001；4.公安部物证鉴定中心，北京 110038）

新精神活性物质（New psychoactive substances，NPS）是指未被联合国《1961年麻醉品单一公约》或《1971年精神药物公约》管制，但可能会被滥用，并给公众健康带来威胁的精神活性物质［1］。该类物质亦被称为策划药（Designer drug）、合法兴奋剂（Legal highs）或实验室化合物（Research chemicals）等［2-5］。近年来，新精神活性物质问题在全球范围内发展迅猛，根据联合国毒品与犯罪问题办公室（UNODC）最新监测显示，截止2020 年4 月，全球125 个国家和地区共报告出现1 004 种新精神活性物质［6］。根据药理作用可将NPS 分为6 大类，分别为兴奋剂、合成大麻素受体激动剂、经典致幻剂、合成阿片、催眠镇静剂和解离剂，其中报告最多的为兴奋剂类，其次为合成大麻素受体激动剂和经典致幻剂［6］。

合成大麻素受体激动剂主要以合成大麻素为主，是一系列作用于大麻素受体（CB1 受体和CB2 受体）的人工合成物质。人工合成大麻素的最初目的是寻找治疗疾病的药物，但在21 世纪初，合成大麻素开始被不法分子用于娱乐，由于缺少对其药理作用的研究，其对滥用者的健康构成了严重威胁［7］。目前，世界各国加大对合成大麻素的打击和管控力度，所以不法分子往往通过改变合成大麻素的结构以逃避打击和监管，给合成大麻素的鉴定带来了挑战。合成大麻素的鉴定主要通过比较待测物与标准物质的谱图进行定性。然而，合成大麻素更新换代迅速，相应的标准物质或化学对照品获得困难。因此，需要对合成大麻素的质谱碎裂特征进行研究归纳，为快速推测未知合成大麻素的结构提供重要参考。

吲唑酰胺类合成大麻素是近年来出现较多的新一代合成大麻素，为了更好地鉴定该类物质，需要对其质谱碎裂特征进行研究。目前对该类合成大麻素的分析表征主要采用气相色谱-质谱法（GCMS）、液相色谱-质谱法（LC-MS）和核磁共振波谱法（NMR）等［8-16］。已有文献采用超高效液相色谱-飞行时间质谱法（UPLC-Q-TOF MS）对吲唑酰胺类合成大麻素的质谱特征进行研究［17］，但未见EI 质谱特征的文献报道。

本文主要对MDMB-CHMINACA、5F-AB-PINACA、5F-AMB、AB-CHMINACA、AB-FUBINACA、AB-PINACA、MDMB-FUBINACA、AMB-FUBINACA 和ADB-BUTINACA 等9 种吲唑酰胺类合成大麻素进行气相色谱-质谱分析，并对获得的质谱图进行解析，归纳总结吲唑酰胺类合成大麻素在EI模式下的碎裂规律，以期为该类物质的鉴定提供参考。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Trace1310-ISQ LT气相色谱-质谱联用仪（美国ThermoFisher公司），甲醇（色谱纯，J&K百灵威科技有限公司）。MDMB-CHMINACA、5F-AB-PINACA、5F-AMB、AB-CHMINACA、AB-FUBINACA、AB-PINACA、MDMB-FUBINACA、AMB-FUBINACA、ADB-BUTINACA 9种吲唑酰胺类合成大麻素由国家毒品实验室提供，纯度≥98%。

1.2 仪器条件

TG-5ms 色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25µm）；柱温：初始温度80 ℃，保持1 min，以20 ℃/min 升至280 ℃，保持4 min；载气：He（99.99%），流速：1.0 mL/min；进样口温度：280 ℃；进样方式为不分流进样。

传输线温度：280 ℃；离子源温度：300 ℃；EI源；电压：70 eV；扫描范围：45～450 amu；溶剂延迟：3.5 min；扫描模式：全扫描（Full scan）模式。

1.3 样品制备

分别称取9种吲唑酰胺类合成大麻素适量，用甲醇逐级稀释配制成0.1 mg/mL的各对照品溶液。取缴获的可疑液体适量，用乙酸乙酯稀释配成样品溶液，待测。

2 结果与讨论

2.1 分子结构与保留时间

9种吲唑酰胺类合成大麻素的分子量、取代基团及GC-MS分析的保留时间如表1所示。

表1 9种吲唑酰胺类合成大麻素的化学结构及保留时间Table 1 Structures and retention times of 9 indazole-3-carboxamide analogues synthetic cannabinoids

9种吲唑酰胺类合成大麻素的结构较为相似，主体结构均为吲唑环，主要差别在于吲唑1号位的N上取代基R1不同，R1主要有丁烷基（—C4H9）、戊烷基（—C5H11）、5-氟戊烷基（—C5H10F）、环己烷甲基（—CH2—C6H12）和对氟苄基（—CH2—C6H4F）等取代基。与吲唑3号位酰胺基的N相连的取代基团R2和R3不同，R2主要有酰胺基（—CONH2）和甲酯羧基（—COOCH3），R3主要有异丙基（—CH（CH3）2）和叔丁基（—C（CH3）3）。吲唑酰胺类合成大麻素的结构见图1。

图1 吲唑酰胺类合成大麻素的结构Fig.1 Structure of indazole-3-carboxamide analogues synthetic cannabinoids

当R1和R2两个取代基团相同时，R3取代基团由异丙基变为叔丁基，保留时间会随之延长。当R1和R3两个取代基团相同时，R2取代基团由甲酯羧基变为酰胺基，保留时间会随之延长。当R2和R3两个取代基团相同时，R1取代基团为戊烷基的保留时间＜5-氟戊烷基＜环己烷甲基＜对氟苄基，R1为侧链烷基的保留时间最短，侧链卤代烷基的保留时间次之，芳香基的保留时间最长。

2.2 EI质谱特征

9 种吲唑酰胺类合成大麻素的气相色谱-质谱图见图2。由图可见，9 种吲唑酰胺类合成大麻素的分子离子峰均很小，但通过主要碎片离子可初步判断该物质的结构特征。

图2 9种吲唑酰胺类合成大麻素的质谱图Fig.2 Mass spectra of 9 indazole-3-carboxamide analogues synthetic cannabinoids A：5F-AMB；B：ADB-BUTINACA；C：AB-PINACA；D：AMB-FUBINACA；E：MDMB-CHMINACA；F：MDMB-FUBINACA；G：5F-AB-PINACA；H：AB-CHMINACA；I：AB-FUBINACA

吲唑酰胺类合成大麻素的主要碎片离子是由吲唑3号位上酰胺键的C—N 断裂和1 号位上C—N 键断裂形成。由图2 可知，9 种物质的质谱图中均含有m/z为145 的碎片离子，这是由于上述物质的主体结构均含有3-羰基吲唑，该碎片离子是由于吲唑3 号位酰胺键的C—N 断裂和1 号位C—N 键断裂形成。因此，如果质谱图中含有m/z145，则可推断该物质的结构中含有3-羰基吲唑。

2.2.1 R1的碎裂规律 质谱图中的碎片离子可以反映1 号位取代基R1的取代情况，如AMB-FUBINACA、MDMBFUBINACA 和AB-FUBINACA 3 种物质的质谱图中均含有m/z109、145、253 的碎片离子。这是因为3 种物质的R1均为对氟苄基，属于芳香取代基，在EI 轰击过程中，芳香取代基的β键易断裂形成苄基，苄基进一步扩环形成稳定的卓鎓离子，所以质谱图中出现m/z109 表明R1的取代基为—CH2—C6H4F。m/z253 是3 种物质在吲唑的3 号位酰胺键C—N 断裂形成的吲唑羰基部分的碎片离子。在EI轰击过程中，与1号位的C—N 键相比，3号位酰胺键的C—N 更容易断裂，因此在质谱图中含有R1取代基的3-羰基吲唑碎片离子的离子丰度高于3-羰基吲唑的离子丰度。

5F-AMB 和5F-AB-PINACA 的质谱图中均含有m/z145、213、233 的碎片离子，这是因为两种物质的R1均为5-氟戊基，卤代烷基的C—X 键容易断裂，因此m/z213是由m/z233的1号位R1取代基中C—F键断裂形成的碎片离子。

2.2.2 R2与R3的碎裂规律 9 种吲唑酰胺类合成大麻素中，R2取代基主要为—COOCH3和—CONH2，R3取代基主要为—CH（CH3）2和—C（CH3）3。因此，可组合成以下4 种类型合成大麻素：A 型：R2为—COOCH3，R3为—CH（CH3）2，以5F-AMB 为例；B 型：R2为—COOCH3，R3为—C（CH3）3，以MDMBCHMINACA 为例；C 型：R2为—CONH2，R3为—CH（CH3）2，以AB—FUBINACA 为例；D 型：R2为—CONH2，R3为—C（CH3）3，以ADB-BUTINACA为例。其可能的碎裂方式见图3。

图3 5F-AMB（A）、MDMB-CHMINACA（B）、AB-FUBINACA（C）和ADB-BUTINACA（D）可能的碎裂方式Fig.3 Proposed mass spectral fragmentation patterns of 5F-AMB（A），MDMB-CHMINACA（B），AB-FUBINACA（C）and ADB-BUTINACA（D）

R2和R3的取代基不同，其碎裂规律也不相同。由图2 可知，5F-AMB 的质谱图中含有m/z304、249的碎片离子，m/z304是在电子轰击过程中失去R2（—COOCH3，m/z59）形成。5F-AMB的R3取代基为—CH（CH3）2，根据麦氏重排规则，与吲唑相连的羰基的γ碳上有氢原子，γ氢原子会通过六元环中间体过渡转移到氧原子上，同时β位C—N 键发生断裂，发生A 类麦氏重排，形成m/z249 的碎片离子（见图4）。因此，当R3取代基上有γ氢原子时，则会发生麦氏重排，形成相应的碎片离子，其m/z比酰胺键的C—N 键断裂形成碎片离子的m/z多16，AB-FUBINACA 的质谱图中m/z269是由麦氏重排产生。而当R3为—C（CH3）3时，其γ碳上无氢原子，不发生A 类麦氏重排，因此不能产生比酰胺键的C—N 键断裂形成碎片离子的m/z多16的碎片离子。

图4 麦氏重排机理Fig.4 Mechanism of McLafferty rearrangement

通过分析9 种物质的质谱图发现，当R2为—COOCH3时，质谱图中会出现［M-59］+、［M-56］+或［M-88］+的碎片离子，［M-59］+是由于分子离子失去1个—COOCH3形成，［M-56］+是由于分子离子发生B类麦氏重排，失去了C4H8形成，而［M-88］+是由于分子离子发生B类麦氏重排后，再失去1个—OCH3形成。当R2为—CONH2时，质谱图中会出现［M-44］+和［M-73］+的碎片离子，［M-44］+可能是由分子离子失去1个—CONH2形成，［M-73］+可能是分子离子发生B类麦氏重排同时失去—NH2形成。

综上所述，吲唑酰胺类合成大麻素的EI质谱具有一定的特征，m/z145是其特征碎片离子；如果质谱图中含有m/z109的碎片离子，表明该物质的结构中含有氟苄基。吲唑酰胺类合成大麻素的特征碎片离子见表2。

表2 吲唑酰胺类合成大麻素的特征碎片离子Table 2 Characteristic fragment ions of the indazole-3-carboxamide analogues synthetic cannabinoids

2.3 实际应用

2021 年7 月，某公安机关将缴获的电子烟油送来要求检验是否含有合成大麻素成分，按照“1.3”进行样品制备，并进行GC-MS分析，结果见图5。通过NIST谱库检索，无匹配结果。

图5 未知样品的总离子流色谱图（A）和质谱图（B）Fig.5 Total ion current chromatogram（A）and mass spectrum（B）of the unknown sample

按照本文总结的推断方式进行分析，保留时间为13.23 min 的质谱图特征明显，分子离子峰为m/z357，主要碎片离子为m/z301、298、269、213、145，存在［M-56］+、［M-59］+、［M-88］+、［M-144］+等碎片离子特征，推测其为吲唑酰胺类合成大麻素，可能的名称为MDMB-4en-PINACA。经与对照品比对，最终确认该电子烟油中存在MDMB-4en-PINACA成分。

3 结 论

吲唑酰胺类合成大麻素具有相似的主体结构，因此其EI 质谱特征、碎裂规律和碎片离子具有高度的相似性。本文主要对吲唑酰胺类合成大麻素的EI 质谱特征进行总结，通过对主要碎片离子的碎裂规律进行分析，可以区分主体结构中存在的不同取代基团，进而推断出未知样品可能的化学结构。由于吲哚酰胺类合成大麻素与吲唑酰胺类合成大麻素的结构非常相似，因此本文总结的特征也适用于吲哚酰胺类合成大麻素。目前合成大麻素的结构更新较快，标准谱库及对照品更新滞后。因此，对于可疑样品，在标准谱库无法匹配、缺少对照品的情况下，可使用本文总结的规律进行分析，推测可疑样品可能的结构，再进行确证分析。