基于GC-MS方法的可卡因毒品中的杂质分析

吴艳红，崔雪子，倪春芳，吴忠平，汪蓉，梁晨，张玉荣

（1.中国医药工业研究总院上海医药工业研究院创新药物与制药工艺国家重点实验室，上海201203；2.上海市公安局物证鉴定中心上海市现场物证重点实验室，上海200083）

可卡因（cocaine）是一种从古柯叶中提取出来的粉末状生物碱，在医学上可以用作局部麻醉剂[1]，是常见的五大类毒品之一，其滥用问题也是国内外亟待解决的社会公共卫生问题。通过分析缴获可卡因检材中的杂质分布信息，推断可能的杂质来源，剖析可卡因的生产工艺，可为不同毒品案件的关联性判别提供有用的情报。

可卡因生产路线包括直接提取和实验室合成两条路线。直接提取包括粗提、纯化及成盐。纯化技术有两种，一种是通过水解总的碱提取物后，再经甲醇酯化，后与苯甲酸反应来合成可卡因，是一种半合成的方式。第二种是通过酸提取，并经过连续的重结晶[2]。不同地区古柯叶的品种不同，其生物碱含量和分布也略有不同。

可卡因中的杂质可以从多种途径引入，如古柯植物中的共提取物，加工过程中的化学品、溶剂，包装材料等[3]。毒品贩卖过程中，为了增加重量，谋取更大的利润，常常会进行掺杂，不同的国家一般掺杂物的种类都有所不同，常见的掺杂物有左旋咪唑[4]等。近些年美国在研究可卡因中的杂质以及古柯叶中生物碱的提取及组成方面做了大量的研究[2，3，5-13]。此外，丹麦[14-15]、加拿大[16-17]等国也有相关方面的研究。而我国在可卡因杂质分析方面的研究仍是空白。本实验旨在研究可卡因中杂质的组成，进而得到可卡因毒品的杂质分布图，为缴获可卡因的来源推断及串并案件提供信息，为遏制毒品犯罪提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 检材来源

上海市公安局物证鉴定中心提供的49份可卡因检材。

1.1.2 标准品

内标正二十烷，纯度99.5%（上海安谱实验技术股份有限公司），可卡因标准品（公安部禁毒情报技术中心提供）。

1.1.3 试剂

甲醇（色谱纯）（Merck有限公司）

1.1.4 仪器

Vortex-Genie2型涡旋振荡器（Scientific Industries，USA），Agilent 7890A型气相色谱仪，Agilent 7693自动进样器和Agilent 5975C型质谱仪（Agilent公司）。

1.2 方法

1.2.1 检材处理

检材充分研磨混匀，称取10 mg（±1mg）于2 mL的塑料离心管中，加入1 mL甲醇（含0.1 mg/mL内标正二十烷），密封震荡1 min，充分溶解，配制成10 mg/mL的检材溶液，取2 uL进GC-MS分析。

1.2.2 色谱条件

色谱柱采用DB-5MS毛细管柱（30m×0.25mm，0.25 μm），柱温采用程序升温，初始温度70℃、保持2min，然后10℃/min升温至300℃、保持10 min。进样口温度280℃，传输线温度280℃。进样方式采用不分流进样，时间1min，进样2 uL。载气为氦气，恒定流速1.4mL/min，吹扫流速10mL/min。

1.2.3 质谱条件

采用EI离子源，轰击电压70 eV，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，离子扫描范围40～650 mz。

2 结果

对49份检材进行GC-MS分析，根据每份检材的掺杂情况，将检材初步分为7批，各检材具体的杂质分布情况及分批依据见表1。经比对筛选，重复性高、稳定性好且峰面积比较大的主要杂质名称、色谱峰保留时间以及特征离子见表2。经仪器配备的谱库（NBS75K.L、NIST08.L、PMW_TOX2.L、SWGDRUG3.0.L）检索，并且与标准化合物以及相关文献进行比较，编号1、2、4、6、7、8、9、10、11、12、14、16、17、20和22的峰分别对应的是苯甲酸甲酯、苯甲酸、脱水爱康宁甲酯、甲基爱康宁、非那西汀、咖啡因、利多卡因、芽子碱、托派可卡因、盐酸左旋咪唑、N-甲酰去甲可卡因、乙基苯酞爱康宁、N-苯甲酰去甲芽子碱、N-乙酰去甲可卡因和苯甲酰爱康宁。编号18和21对应的是顺/反肉桂酰可卡因。编号3和5的质谱图一致，特征离子相同，为肉桂酸。编号13、15、19、23、24为新发现的未知杂质。图1（a）、（b）、（c）所示是三批样品的总离子流图。

表1 7批检材中杂质分布情况

表2 可卡因检材中发现的主要杂质

3 讨论

3.1 可卡因毒品中杂质的来源

托派可卡因和肉桂酰可卡因是古柯叶中存在的天然生物碱，是可卡因的共提取物。乙基苯酞爱康宁是制药及非法生产过程中的副产物[9]，来源于生产药用可卡因的过程中的酯交换反应。N-甲酰去甲可卡因、N-乙酰去甲可卡因是生物碱经KMnO4氧化产生的副产物，是可卡因过度氧化的产物[11]。非那西汀、利多卡因、咖啡因及盐酸左旋咪唑是可卡因中常见的掺杂剂和稀释剂。

甲基爱康宁和苯甲酰爱康宁是可卡因代谢过程中的主要产物，也是可卡因加热水解最易产生的杂质。古柯叶中本身也含有少量的苯甲酰爱康宁，在氧化阶段也会有微量苯甲酰爱康宁产生[3]，不过苯甲酰爱康宁主要是来源于可卡因的降解。脱水爱康宁甲酯是甲基爱康宁甲酯脱一分子水形成的，是GC-MS进样口高温降解最易产生的副产物，也是检材中最常检测到的痕量杂质。图2中可卡因结构中的酯键和酰氧键在高温条件下极不稳定，易于断裂从而降解。

苯甲酸大多作为可卡因水解为芽子碱和芽子碱甲酯过程中的副产物杂质存在的，特别是在可卡因经浓盐酸沉淀为可卡因盐酸盐的时候，最易出现该杂质[3]。本实验采用甲醇作为溶剂，在高温下，可能与苯甲酸发生酯化反应，故苯甲酸甲酯有可能是检材中苯甲酸与甲醇反应产生的杂质，是检材与溶剂反应产生的副产物。当然，采用甲醇虽然会引入某些杂质，但是相比其他溶剂如乙腈、氯仿等，甲醇作为溶剂时出峰效果比较好，其他杂质响应也较高，故而最终还是选择甲醇作为溶剂。

图2 可卡因、苯甲酰爱康宁及脱水爱康宁甲酯的化学结构

3.2 可卡因案件的串并

根据可卡因的杂质特征对不同检材进行关联性分析，为案件的串并提供依据。毒品杂质相同时推测其可能来源于同一供应商。本文49份检材可分为7批，如表1所示。而每批有多个检材，其杂质相同，推测来自于同一供应商，可将这些案件并案侦查。

3.3 可卡因生产路线的判定及产地来源推测

可卡因生产路线依靠整个生产工艺中涉及到的特征性杂质进行判定。3-苯甲酰基-2-甲酯托品定、3-苯甲酰托品定、2-甲氧羰基-3-甲胺托品定是实验室合成路线下的特征杂质。该生产路线下的可卡因比较少见，合成过程中涉及到的特征杂质均未在本文检材中检出。

肉桂酰可卡因是重结晶提纯路线的特征杂质，该路线下的可卡因中包含大量古柯叶生物碱共提取物。如表1所示，本文中5批共37份可卡因检材中均检出肉桂酰可卡因，证明该37份检材经重结晶提纯路线处理。而另两批不含肉桂酰可卡因，可以推断这五批与两批可卡因检材来源于不同产地。

乙基苯酞爱康宁是甲醇酯化提纯路线的特征杂质，是提取过程中C-2甲氧基部分的酯交换的副产物[13]。该路线下提纯的可卡因纯度较高，不含肉桂酰这类的天然生物碱。如表1所示，A批25份可卡因检材中均含乙基苯酞爱康宁，证明该25份检材均经过甲醇酯化提纯这一过程。

N-乙酰去甲可卡因和N-甲酰去甲可卡因是在KMnO4处理纯化可卡因过程中，可卡因的过度氧化产生的杂质[10]，是酸氧化过程的特征杂质。如表1所示，3批共30份可卡因检材中检出N-甲酰去甲可卡因，2批共12份可卡因检材中检出N-乙酰去甲可卡因，证明该42份检材均经过酸氧化这一处理过程。

托派可卡因是古柯叶中天然存在的生物碱，同时也是实验室合成过程的副产物。本文所有检材均检出该杂质，该杂质不能作为我们判别可卡因生产路线的特征杂质。

苯甲酰爱康宁本身存在于古柯叶中，而检材中检出的苯甲酰爱康宁大部分是源于可卡因的酸水解，故我们推测该杂质应该是可卡因检材中的共有杂质，不具特征性。表1中F批检材中并不含苯甲酰爱康宁，这是我们区分这批检材与其他批次检材的主要标志物。对该批检材的生产路线我们作出以下推测：（1）该批检材含肉桂酰可卡因，证明经过重结晶提纯处理。（2）苯甲酰爱康宁不溶于乙醚，推测该批检材提纯过程中使用了乙醚进行处理。

本文共检测了49份可卡因检材，并且通过其中的掺杂情况初步分为了七批，其中4批（B、C、F、G批）都是含有顺/反-肉桂酰可卡因，初步断定都是经过重结晶纯化的，A批检材既含有肉桂酰可卡因又含有乙基苯酞爱康宁，证明该批检材经过甲醇酯化提纯。另两批（D、E批）因含N-乙酰去甲可卡因，推断经过氧化处理。又因该两批检材不含肉桂酰可卡因，推测与其余五批检材有产地来源不同的可能性。

本研究也曾试图从可卡因纯度的角度来进行生产工艺的推断，但是，在同一生产工艺下，可卡因纯度差别很大，以A批为例，我们可以推断A批是由同一生产工艺生产而来，但是其纯度范围却从60%～88%，差别较大。可卡因生产路线相对简单，特征杂质比较少，对于纯度特别高的检材，仅是依靠杂质分析很难对其具体的生产路线，或者是检材的来源进行推断，这就需要我们进一步借助其他的仪器，测定可卡因的其他特征，从而归类溯源。

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