CN115784994A

CN115784994A - 同位素精神活性物质标记化合物及其制备方法和用途

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Publication number: CN115784994A
Application number: CN202211506734.8A
Authority: CN
Inventors: 孙喆明; 林何; 洪利军; 石寒天; 疏天民
Original assignee: Third Research Institute of the Ministry of Public Security
Current assignee: Third Research Institute of the Ministry of Public Security
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明公开了一种同位素精神活性物质标记化合物及其制备方法和用途，本发明所提供的同位素精神活性物质标记化合物可用于毛发检材中的精神活性物质(S)‑2‑(N‑(4‑氟丁基)‑1H‑吲唑‑3‑酰胺)‑3,3‑二甲基丁酸甲酯含量测定的内标，根据其保留时间及离子对匹配，对(S)‑2‑(N‑(4‑氟丁基)‑1H‑吲唑‑3‑酰胺)‑3,3‑二甲基丁酸甲酯进行定性检测，具体地，根据其色谱峰面积对相应化合物进行定量检测。利用该同位素标记化合物作为内标物可以降低检材的基质效应，在司法鉴定等方面具有很好的应用前景。

Description

同位素精神活性物质标记化合物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及精神活性物质标准物质制备与应用技术领域，具体涉及一种同位素精神活性物质标记化合物及其制备方法和用途。

背景技术

针对检材中微量、痕量物质的检测，液相色谱-质谱联用仪搭配同位素标记标准物质内标的同位素稀释质谱法是最常见、高效的检测手段。以同位素标记的标准物质作为内标，同位素标记内标和待测化合物除了分子量之外化学性质完全一致，因此，同位素稀释质谱法可以达到很高的检测精度和灵敏度，是微量精神活性物质准确检测不可或缺的工具。

毛发中的精神活性物质及相关代谢物的检测可以反应被检测对象长期接触精神活性物质的状况，对吸毒成瘾判定，社区戒毒康复等都是必不可少的检测手段。

目前生物检材中微量的(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(4F-MDMB-BUTINACA)的方法一般为液相质谱法，通过选择与4F-MDMB-BUTINACA化学性质相近的化合物作为内标，通过标准曲线法确定检材中4F-MDMB-BUTINACA的含量。内标物性质与目标物越是接近，其基质效应就越低。目前选择的内标一般为较为常见的甲氧那明、D5-***或D5-APINACA。

因此，提供一种同位素精神活性物质标记化合物并用于提高检材中精神活性物质4F-MDMB-BUTINACA检测的精准度和灵敏度是本领域技术人员亟需解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术中所存在的精神活性物质检测精准度和灵敏度低的问题，本发明一方面提供了一种同位素精神活性物质标记化合物，该化合物的结构式如下：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄至少一者为D，精神活性物质含有(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(4F-MDMB-BUTINACA)。

优选地，该同位素精神活性物质标记化合物的结构式为：

本发明另一方面提供了上述同位素精神活性物质标记化合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)D6-吲唑在碱性条件下3-位碘代后在钯催化下插羰、皂化合成D4-吲唑-3-羧酸；

(2)4-溴-1氟丁烷和D4-吲唑-3-羧酸在碱性条件下生成N-(4-溴丁基)吲唑-3-羧酸；

(3)N-(3-甲基-丁酰苄胺-2-基)甲酰胺和N-(4-溴丁基)吲唑-3-羧酸在DMAP催化下发生缩合反应，生成D4-4F-MDMB-BUTINACA。

本发明再一方面提供了上述同位素精神活性物质标记化合物在检测生物检材或污水中精神活性物质(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(4F-MDMB-BUTINACA)的含量中的用途。

本发明再一方面提供了一种检测检测生物检材或污水中精神活性物质4F-MDMB-BUTINACA的含量的方法，该方法包括利用同位素精神活性物质标记化合物D4-4F-MDMB-BUTINACA作为内标物检测精神活性物质。包括以下步骤：

(1)设定液相色谱-质谱检测条件；

(2)标准曲线的绘制：在与待测样品所对应的阴性检材中，加入不同比例的4F-MDMB-BUTINACA与D4-4F-MDMB-BUTINACA标准溶液，经过与待测样品相同的前处理步骤后，进LC-MS/MS检测，对4F-MDMB-BUTINACA与D4-4F-MDMB-BUTINACA的峰面积比和浓度做标准曲线；其中所述内标物是所述的同位素精神活性物质标记化合物；

(3)待测样品的前处理及测定：待测样品加入所述的同位素精神活性物质标记化合物作为内标，经过与标准曲线绘制时所使用的相同前处理步骤后，进LC-MS/MS检测，得到待测样品和内标物的定量参数，用内标法标准曲线的公式计算即可得待测样品的含量。

优选地步骤(1)中，所述的液相色谱-质谱检测的流动相为：A:乙腈(0.01％甲酸)，B：水(0.01％甲酸，5％甲酸铵)，梯度：1min 10％A，2min 50％A，4min 90％A，6min 95％A；色谱柱：Poroshell120 PFP 3.0x100mm 1.9um；柱温：30℃；流速：0.5mL/min；进样量：5μL；离子源：电喷雾离子源，正模式(ESI+)；喷雾电压3500V；离子源温度：340℃；碰撞气：氮气。

优选地，步骤(2)中，混合标准溶液中所述内标物的质量浓度为0.1％～99.9％。

优选地，步骤(3)中，待测样品中内标物的质量浓度为0.1％～99.9％。

优选地，步骤(3)中，所述内标法公式计算为，

其中，X是待测样品浓度，Y是液相色谱-质谱检测所得的峰面积，b₀是标准曲线的截距，b₁是标准曲线的斜率。

优选地，上述生物检材或所述污水中精神活性物质4F-MDMB-BUTINACA的质量含量为10^-7％～10％。

本发明所提供的同位素精神活性物质标记化合物D4-(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯可用于污水检材中精神活性物质(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯含量测定的内标，可以降低检材的基质效应，在司法鉴定等方面具有很好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1实施例1中D4-4F-MDMB-BUTINACA高分辨质谱图。

图2实施例1中D4-4F-MDMB-BUTINACA的¹H-NMR谱图。

图3实施例1中D4-4F-MDMB-BUTINACA的¹³C-NMR谱图。

图4实施例1中D4-4F-MDMB-BUTINACA的¹⁹F-NMR谱图。

图5实施例2中毛发4F-MDMB-BUTINACA样品检测色谱图1。

图6实施例2中毛发4F-MDMB-BUTINACA样品检测色谱图2。

图7实施例2中毛发4F-MDMB-BUTINACA标准曲线。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明的描述中，“基质效应”是指检材中除了被测物4F-MDMB-BUTINACA之外的物质对分析过程和检测结果的影响和干扰。

本发明的描述中，毛发中4F-MDMB-BUTINACA的质量浓度为10^-7％～10％。

本发明提供的同位素精神活性物质标记化合物D4-(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯，其结构式如下：

下面结合具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1

D4-4F-MDMB-BUTINACA的制备方法：

将0.74g(5.94mmol)D6-吲唑(CAS：2645412-96-8)、20mL干燥DMF加入烧瓶，氮气保护搅拌冷却到0℃，加入碘3.01g(11.88mmol)和氢氧化钾1.34g(23.76mmol)加完搅拌半小时，升至室温搅拌反应3小时，倒入硫代硫酸钠溶液中，乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯，水洗，无水硫酸镁干燥，过滤浓缩，硅胶柱层析得到纯品1.2g D4-碘代吲唑。将1.2g D4-碘代吲唑(4.4mmol)、96.0mg(0.13mmol)Pd(dppf)Cl₂加入烧瓶，加入甲苯(15mL)和甲醇(15mL)，再加入三乙胺750mg(7.41mmol)，通一氧化碳加热至70℃搅拌反应6小时，冷却反应物至室温，浓缩去溶剂，硅胶柱层析得到化合物0.69g D4-吲唑-3-甲酸甲酯。将0.54g(3.0mmol)D4-吲唑-3-甲酸甲酯、600mg(15.0mmol)氢氧化钠、THF(18.0mL)、MeOH(12.0mL)、水(4.5mL)加入反应瓶，加热至60℃搅拌反应4小时，浓缩溶剂，加水稀释，DCM洗涤，水层酸化，过滤析出固体，干燥得到0.5g D4-吲唑-3-羧酸。在-20℃下，D4-吲哚-3-羧酸(495mg，3mmol)溶解于50mL无水无氧二氯甲烷，加入三乙胺(0.3mL)，之后逐滴加入5-氟-1-溴戊烷(557mg，3.3mmol)的无水无氧二氯甲烷溶液(25mL)，搅拌并缓慢升温至室温，在室温保持12小时后加热至30℃并加热2小时。冷却后旋转蒸发除去溶剂得中间体生成N-(5-氟戊基)吲唑-3-羧酸。中间体溶解于50mL DMF，加入L-叔亮氨酸甲酯(CAS号63038-27-7)(543mg，3mmol)，1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺(EDCI)(CAS号:25952-53-8)(960mg，5mmol)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)(CAS号:1122-58-3)(61mg，0.5mmol)，室温反应48小时后，蒸发除去溶剂，用饱和氯化铵溶液淬灭，加入150mL乙酸乙酯-二氯甲烷1:1混合溶液溶解后，硅藻土过滤除去不溶物，用30mL***-乙酸乙酯1：1溶液洗涤硅藻土，合并有机相，用5％饱和碳酸氢钠水溶液洗涤后水相用二氯甲烷萃取，合并有机相用无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂，旋转蒸发除去溶剂。硅胶柱层析纯化(石油醚：乙酸乙酯＝4:1)得到D4-N-(3-甲基-丁酰胺-2-基)-1-(5-氟戊基)-吲哚-酰胺(D4-5F-MDMB-PICA)，白色固体(190mg，8％)。¹H NMR(600MHz，Methanol-d4)δ4.62–4.58(m，1H)，4.55(t，J＝7.1Hz，2H)，4.48(t，J＝5.9Hz，1H)，4.40(t，J＝5.9Hz，1H)，3.76(s，3H)，2.15–2.05(m，2H)，1.78–1.63(m，2H)，1.08(s，9H).¹³C NMR(151MHz，cd3od)δ173.10，173.08，164.22，142.45，137.49，123.83，84.96，83.87，61.29，52.46，50.01，35.82，28.87，28.74，27.08，27.06，26.96，26.93.MS(EI)m/z:Calcd.forC₂₁H₂₅D₄FN₂O₃[M]⁺367.2；Found:367.2。

具体的谱图见图1-4。

实施例2

以D4-(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(D4-4F-MDMB-BUTINACA)为内标检测毛发中(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(4F-MDMB-BUTINACA)的含量。

(1)液相色谱-质谱检测条件：

a)仪器型号：Agilent 1290-6470QQQ；

b)色谱柱：Poroshell120 PFP 3.0x100mm 1.9um；

c)柱温：30℃；

d)流动相：A:乙腈(0.01％甲酸)，B：水(0.01％甲酸，5％甲酸铵)，梯度：1min 10％A，2min 50％A，4min 90％A，6min 95％A；

e)流速：0.5mL/min；

f)进样量：5μL；

g)离子源：电喷雾离子源，正模式(ESI+)；

h)喷雾电压3500V；

i)离子源温度：340℃；

j)碰撞气：氮气。

离子对及相应条件如表1所示：

表1

(2)样品的前处理及检测

将毛发样本经超纯水、洗洁***、丙酮清洗，晾干后剪碎，每一份称量20.0mg，加入1mL甲醇(含10ng/ml D4-4F-MDMB-BUTINACA)，经研磨后，在冷冻超声仪中超声30min，4000r离心5min，取上清800μL，在60℃水浴空气流下挥干，用80μL甲醇复溶，过0.22μL的滤膜后，5μL进LC-MS/MS分析，得到如图4-5所示的图谱。其中定量离子对为377.2/232.0，两次检测中的4F-MDMB-BUTINACA和内标物D4-4F-MDMB-BUTINACA的峰面积比分别为759566/899266，911145/1075034。

(3)标准曲线绘制

将空白阴性毛发样本经超纯水、洗洁***、丙酮清洗，晾干后剪碎，每一份称量20.0mg，加入1mL甲醇(含10ng/ml D4-4F-MDMB-BUTINACA)，添加20μL浓度为100、200、500、2000、5000ng/ml的4F-MDMB-BUTINACA标准对照品，配制成浓度为0.1、0.2、0.5、2.0、5.0ng/mg的毛发添加样本，每个浓度平行制备3份，涡旋3min，室温下静置浸泡30min，按样品前处理过程处理后，进LC-MS/MS检测，对4F-MDMB-BUTINACA与D4-4F-MDMB-BUTINACA的峰面积比和浓度做标准曲线，得到如图6所示的图谱。标准曲线公式为Y＝1.042132*X–0.014874，其中，X是待测样品浓度，Y是液相色谱-质谱检测所得的峰面积，b₀＝-0.014874是标准曲线的截距，b₁＝1.042132是标准曲线的斜率。

根据标准曲线中峰面积比和浓度的定量关系，根据计算公式：

计算出待测样品中4F-MDMB-BUTINACA的含量为0.82ng/mg。

本发明提供的同位素精神活性物质标记化合物在检测检材中精神活性物质4F-MDMB-BUTINACA时，通过在检材中加入适量该同位素精神活性物质标记化合物D4-4F-MDMB-BUTINACA，根据检测要求进行适当的预处理之后进行液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)检测，以同位素精神活性物质标记化合物为内标，在多反映监测(multiple reactionmonitoring，MRM)模式下，通过对比目标物质和待测物质峰面积的比例，实现待测物质的定性、定量检测，可以检测的精神活性物质为4F-MDMB-BUTINACA，专一性强，灵敏度高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种同位素精神活性物质标记化合物，其特征在于，所述的标记化合物的结构式如下：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄至少一者为D，所述的精神活性物质含有(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯(4F-MDMB-BUTINACA)。

2.根据权利要求1所述的同位素精神活性物质标记化合物，其特征在于，所述的同位素精神活性物质标记化合物的结构式为：

3.权利要求1或2所述的同位素精神活性物质标记化合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

4.权利要求1或2所述的同位素毒品标记化合物在检测生物检材或污水中毒品(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯的含量中的用途。

5.一种检测生物检材或污水中毒品(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯的含量的方法，其特征在于，所述的方法包括：利用权利要求1或2所述的同位素毒品标记化合物作为内标物，检测毒品(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设定液相色谱-质谱检测条件；

(2)标准曲线的绘制：在与待测样品所对应的阴性检材中，加入不同比例的4F-MDMB-BUTINACA与D4-4F-MDMB-BUTINACA标准溶液，经过与待测样品相同的前处理步骤后，进LC-MS/MS检测，对4F-MDMB-BUTINACA与D4-4F-MDMB-BUTINACA的峰面积比和浓度做标准曲线；其中内标物是所述的同位素毒品标记化合物；

(3)待测样品的前处理及测定：待测样品加入所述的同位素毒品标记化合物作为内标，经过与标准曲线绘制时所使用的相同前处理步骤后，进LC-MS/MS检测，得到待测样品和内标物的定量参数，用内标法标准曲线的公式计算即可得待测样品的含量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的液相色谱-质谱检测的流动相为：A:乙腈(0.01％甲酸)，B：水(0.01％甲酸，5％甲酸铵)，梯度：1min 10％A，2min50％A，4min 90％A，6min 95％A；色谱柱：Poroshell120 PFP 3.0x100mm 1.9um；柱温：30℃；流速：0.5mL/min；进样量：5μL；离子源：电喷雾离子源，正模式(ESI+)；喷雾电压3500V；离子源温度：340℃；碰撞气：氮气。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，混合标准溶液中所述内标物的质量浓度为0.1％～99.9％；步骤(3)中，待测样品中内标物的质量浓度为0.1％～99.9％。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，内标法公式计算为：

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的生物检材或污水中(S)-2-(N-(4-氟丁基)-1H-吲唑-3-酰胺)-3,3-二甲基丁酸甲酯的含量为10^-7％～10％。