Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Структура, свойства, классификация и методы анализа каннабиноидов
1.1. Общая характеристика и наркотические свойства каннабиноидов 9
1.2. Классификация каннабиноидов 13
1.2.1. Аминоалкилиндолы 15
1.2.2. Прочие каннабиноиды 21
1.3. Синтетические каннабиноиды как объект аналитического контроля 24
1.4. Методы определения каннабиноидов 27
1.4.1. Обзор методов определения наркотических средств 28
1.4.2. Методы определения классических природных каннабиноидов 31
1.4.3. Методы определения синтетических каннабиноидов 36
Выводы 39
Глава 2. Объекты, аппаратура и методы проведения анализа (экспериментальная часть) 41
2.1. Объекты исследования 41
2.2. Растворители, реактивы и материалы, вспомогательное оборудование 52
2.3. Аппаратура, методы и методики проведения анализа 53
2.3.1. Анализ методом ГХ/МС 53
2.3.2. Анализ методом ГХ/МСВР 54
2.3.3. Анализ методами ВЭЖХ/УФ и ВЭЖХ/МСВР 55
2.3.4. Анализ методом ЯМР 57
2.3.5. Анализ методом ИКспектроскопии 57
2.3.6. Определение линейнологарифмических индексов удерживания при газохроматографическом разделении синтетических каннабиноидов 57
ГЛАВА 3. Обсуждение результатов 59
3.1. Выбор методов исследования 59
3.1.1. Выбор экстрагента 62
3.1.2. Подбор условий хроматографического разделения 64
3.2. Соединения группы нафтоилиндола 66
3.2.1. Фрагментация под действием электронной ионизации 68
3.2.2. Фрагментация в результате диссоциации, индуцируемой соударением 70
3.2.3. Спектры ИК и ЯМР 72
3.2.4. Аналитические характеристики 3нафтоилиндолов 73
3.3. Соединения группы бензоилиндола 73
3.3.1. Фрагментация под действием электронной ионизации 75
3.3.2. Фрагментация в результате диссоциации, индуцируемой соударением 76
3.3.3. Спектры ИК и ЯМР 77
3.3.4. Аналитические характеристики 3бензоилиндолов 78
3.4. Соединения группы фенилацетилиндола 78
3.4.1. Спектры электронной ионизации 79
3.4.2. Спектры МС/МС в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 80
3.4.3. Спектры ИК и ЯМР 81
3.4.4. Аналитические характеристики 3фенилацетилиндолов 82
3.5. Циклоалканоилиндолы. Производные 3адамантоилиндола 82
3.5.1. Массспектры электронной ионизации 84
3.5.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 85
3.5.3. Спектры ик и ямр 85
3.5.4. Аналитические характеристики 3адамантоилиндолов 86
3.6. Циклоалканоилиндолы. (2,2,3,3тетраметилциклопропанкарбонил)индолы и их неиндольный структурный аналог 87
3.6.1. Массспектры электронной ионизации 90
3.6.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 92
3.6.3. Спектры ик и ямр 93
3.6.4. Аналитические характеристики (2,2,3,3-тетраметилциклопропанкарбонил)индолов и
Соединения а-836,339 96
3.7. Индол-3-карбоксамиды 96
3.7.1. Масс-спектры электронной ионизации 98
3.7.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 99
3.7.3. Спектры ик и ямр 100
3.7.4. Аналитические характеристики индол-3-карбоксамидов 101
3.8. Индазол-3-карбоксамиды 101
3.8.1. Масс-спектры электронной ионизации 102
3.8.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 104
3.8.3. Спектры ик и ямр 104
3.8.4. Аналитические характеристики индазол-3-карбоксамидов 105
3.9. Индол-3-карбоксилаты 106
3.9.1. Масс-спектры электронной ионизации 107
3.9.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 107
3.9.3. Спектры ик и ямр 107
3.9.4. Аналитические характеристики индол-3-карбоксилатов 109
3.10. Производные 3-нафтоилпиррола 109
3.10.1. Масс-спектры электронной ионизации 110
3.10.2. Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением 111
3.10.3. Спектры ик и ямр 111
3.10.4. Аналитические характеристики 3-нафтоилпирролов 112
3.11. Алгоритм идентификации синтетических каннабиноидов в объектах неизвестного состава 112
Заключение 118
Список литературы 120
- Синтетические каннабиноиды как объект аналитического контроля
- Определение линейнологарифмических индексов удерживания при газохроматографическом разделении синтетических каннабиноидов
- Аналитические характеристики 3фенилацетилиндолов
- Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением
Введение к работе
Актуальность. В настоящее время синтетические каннабиноиды получили широкую известность на нелегальном рынке психоактивных веществ и представляют собой серьезную угрозу для общества, являясь новым видом наркотических средств. Постановлением Правительства Российской Федерации от 31.12.09 г., № 1186 ряд синтетических каннабиноидов был включен в Список I наркотических средств, оборот которых на территории России запрещен. Сразу же после публикации этого постановления экспертные лаборатории столкнулись с проблемой отсутствия аналитических методик, а по ряду синтетических каннабиноидов и опубликованных аналитических данных, позволяющих идентифицировать эти соединения. Особенно остро проблема обеспечения информацией об аналитических характеристиках синтетических каннабиноидов встала после появления новых видов соединений, регулярно приходивших на смену запрещенным. Таким образом, определение наркотических средств остается одной из наиболее актуальных проблем современной аналитической химии в области криминалистики. В соотвествии с ГОСТ Р 52361 - 2005 аналитическая идентификация - это «отнесение объекта или его компонентов к определенному индивидуальному веществу, материалу, классу веществ или материалов». В то же время, если индивидуальное вещество неизвестно, т.е. не описаны его аналитические характеристики и идентификаторы, установление структуры вещества - это одна из задач специальности «органическая химия».
Таким образом, целью и задачами настоящей работы является определение химической структуры и идентификация новых синтетических каннабиноидов, постоянно появляющихся в нелегальном обороте, регистрация их аналитических сигналов и создание информационного обеспечения качественного химического анализа объектов, содержащих синтетические каннабиноиды, в виде справочных данных аналитических характеристик впервые идентифицированных соединений и унифицированной методики их определения.
Научная новизна. Впервые установлена и доказана химическая структура 48 новых синтетических каннабиноидов, содержащихся в смесях для курения,
что позволило определить и систематизировать идентификаторы и аналитические сигналы этих соединений.
Предложена расширенная классификация каннабиноидов за счет введения выявленных и идентифицированных новых групп соединений, а именно, циклоалканоилиндолов, 3-карбоксамидов индола и индазола, сложных эфиров индол-3-карбоновой кислоты. Это дает возможность отнести неизвестные структурные аналоги синтетических каннабиноидов к определенной группе, т.е. проводить групповую идентификацию.
Предложен алгоритм идентификации синтетических каннабиноидов в объектах неизвестного состава, основанный как на принципе сопоставления аналитических сигналов с данными баз спектров и хроматографических параметров удерживания, так и на принципе интерпретации спектральных данных не описанных ранее соединений. Оценена правильность результатов идентификации.
Определены пути масс-спектрометрического распада синтетических каннабиноидов, 3-карбонильных производных индола, индазола и пиразола, под действием электронной ионизации и в результате диссоциации, индуцируемой соударением, что помогло выявить общие закономерности масс-спектрометрического распада исследованных групп каннабиноидов и позволяет использовать основные пики ионов в масс-спектрах для групповой идентификации и достоверного качественного анализа синтетических наркотиков - соединений этих групп.
Обнаружена термическая изомеризация синтетических каннабиноидов, содержащих 2,2,3,3-тетраметилциклопропанкарбонильный фрагмент, с образованием новой группы каннабиноидов.
Практическая значимость. Получены аналитические характеристики для 53 синтетических каннабиноидов, в том числе впервые для 48 неизвестных ранее.
Разработана методика качественного анализа смесей для курения с целью выявления наличия в их составе наркотических средств - синтетических каннабиноидов, позволяющая за один анализ (в течение 35 минут) достоверно
определить присутствие или отсутствие этих соединений и идентифицировать свыше 50 каннабиноидов различных типов.
На основе предложенной методики анализа и созданного информационного массива аналитических характеристик разработаны и внедрены в практику аналитических лабораторий государственных судебно-экспертных учреждений федеральных органов исполнительной власти России 4 методические рекомендации по определению новых синтетических каннабиноидов и компьютерная библиотека масс-спектров электронной ионизации (ЭИ) для решения задач анализа наркотических средств.
По результатам работы идентифицированные новые синтетические каннабиноиды были представлены и запрещены как наркотические средства.
Синтетические каннабиноиды как объект аналитического контроля
Начиная с 2004 года в Швейцарии, Австрии, Германии и других европейских странах в продаже, главным образом через интернет-магазины, появились смеси для курения под названиями «Spice silver», «Spice gold», «Spice diamond», «Smoke», «Smoke Plus», «Sence», «Skunk», «Yucatan Fire» и др. [84]. Дальнейшее активное распространение в странах Европы, Северной Америки и Новой Зеландии в 2004-2008 годах, а затем и в России, разнообразных «курительных» и «ароматизирующих» растительных смесей, послужило началом, прежде всего в молодежной среде, нового широкого «увлечения» психоактивными веществами, так называемыми «спайсами», получившими свое название по наименованию распространенной торговой марки “Spice”. Этому способствовала проводимая интернет-магазинами агрессивная рекламная политика, скрывающая истинный состав предлагаемой продукции, выдавая его за расслабляющую смесь трав.
Первоначально производители «спайсов» позиционировали их как смеси, состоящие из традиционно используемых легальных экзотических и лекарственных трав, применение которых приводит к синергетическому воздействию, сходному по своему психоактивному эффекту с воздействием наркотического средства марихуаны. На интернет-форумах потребители описывали сильные, подобные гашишу, эффекты после курения этих видов травяных смесей. Благодаря рекламе и широкой доступности в течение ряда лет «спайсы» получили «признание» не только у потребителей этих новых экспериментальных препаратов, но и у большого числа пользователей гашиша и марихуаны, искавших юридическую альтернативу этим видам наркотиков [85, 86]. Даже несмотря на то, что покупателю продукт продавался по ценам большим, чем стоимость нелегальной марихуаны на черном рынке, юридическая легальность и отрицательный результат на наркотические пробы привели к завоеванию «спайсами» широкой популярности.
Пик популярности «спайсов» пришелся на середину 2008 года, когда масштабы их распространения вызвали, в первую очередь в Германии, широкий общественный резонанс. Это было связано прежде всего с рядом несчастных случаев и возникновением психических расстройств у потребителей «спайсов» [87]. Токсикологи отмечали у своих пациентов поведенческие эффекты, типичные для потребителей марихуаны, например, покраснения глаз, тахикардию, беспокойство, паранойю и галлюцинации, сопровождаемые кратковременной потерей памяти и отсутствием чувства времени [88], а также явную психическую зависимость от потребления «спайсов», сопровождающуюся синдромом отмены. Однако токсикологические исследования не давали положительных результатов на наличие тетрагидроканнабинола.
Первоначальные попытки определить причину наркотического воздействия «спайсов» на организм не привели к желаемому результату прежде всего из-за ориентации на заявляемый изготовителями травяной состав, однако постепенно стало ясно, что указанные экзотические травы вряд ли способны обладать столь мощным психоактивным действием [86]. Несмотря на возникшее подозрение о возможном наличии в составе «спайсов» каких-либо синтетических веществ, идентифицировать их в лабораториях министерства здравоохранения Германии не удавалось в течение нескольких месяцев прежде всего из-за отсутствия аналитических данных.
В декабре 2008 года немецкая фармацевтическая компания «THC Pharm» из Франкфурта, специализирующаяся на синтезе и исследовании каннабиноидов, опубликовала свой отчет об исследовании состава нескольких разновидностей «спайсов» [89]. Как оказалось, все они содержат синтетический каннабиноид JWH-018 в различных концентрациях. Вскоре после этого одновременно две исследовательские группы из Фрайбургского университета в Германии [84] и из японского Национального Научного Института Здоровья [90] идентифицировали в составе некоторых «спайсов» С8 гомолог синтетического каннабиноида СР 47,497 (CP 47,497-C8) вместе с его транс-диастереоме-ром, являющимся побочным продуктом синтеза. В ряде смесей для курения присутствовали как CP 47,497-C8, так и JWH-018.
Как следствие 22 января 2009 г. немецкие контролирующие органы запретили обнаруженные синтетические каннабиноиды JWH-018 и CP 47,497-C8 вместе с его ближайшими гомологами [85]. Практически сразу же эти вещества были запрещены и в ряде других европейских стран [86]. Это событие, которое, казалось бы, должно было привести к решению проблемы «спайсов», вызвало, во многом обратный эффект, связанный с несовершенством юридического законодательства. Наркобизнес, осознав за прошедшие до запрета годы возможность безнаказанного обогащения и создав для себя определенную социальную прослойку потребителей, стал использовать несовершенство нормативной базы в своих интересах, выпуская на рынок новые виды синтетических каннабиноидов, близких по химической структуре и воздействию на организм к уже запрещенным соединениям. Причем за последнее время такая деятельность приобрела вполне осознанный характер, предполагающий использование опубликованных научных разработок по синтезу и медицинским исследованиям синтетических каннабиноидов.
Так, уже в марте 2009 года в составе «спайсов» был обнаружен «новый» синтетический каннабиноид JWH-073, представляющий собой бутильный гомолог JWH-018, и не попадающий под официальный запрет [85]. В работе впервые представлены данные по его обнаружению методом ГХ/МС. В это же время сообщалось об обнаружении в составе смесей для курения синтетического каннабиноида HU-210 в США [91]. В конце того же года в Европе были идентифицированы еще два синтетических каннабиноида второй волны – JWH-250 и JWH-398 [4, 86, 92] и представлены их масс-спектрометрические характеристики.
В отличие от стран Европы, в которых запрет на распространение синтетических каннабиноидов стал вводиться буквально сразу после официальных сообщений об их обнаружении, в России в течение 2009 года не был налажен механизм противодействия надвигающейся масштабной угрозе распространения среди населения новых психоактивных веществ. Пресечь глобальное распространение синтетических каннабиноидов не позволило отсутствие соответствующих нормативных актов и обеспечения экспертных подразделений аналитическими методиками и научными сведениями по идентификации этих веществ. История распространения «спайсов» в России, во многом повторяя отрицательный зарубежный опыт, наглядно показала, что отсутствие информации об аналитических характеристиках и методик обнаружения синтетических каннабиноидов привело к продолжительной работе всех контролирующих органов страны в ложном направлении [93]. Так, под влиянием информации, распространенной в сети Интернет, были введены ограничения по распространению на территории России гавайской розы, шалфея предсказателей и голубого лотоса, якобы входящих в состав курительных смесей и ответственных за их психическую активность. Только после установления законодательных ограничений над этими растениями была начата работа по разработке методик их обнаружения, которая в итоге показала, что эти растения не имеют реального распространения среди населения страны. Установить истинную причину психоактивного действия смесей для курения стало возможным благодаря первым публикациям в зарубежной научной литературе [84, 85, 87, 89, 90] информации об обнаружении, методах идентификации и аналитических характеристиках некоторых синтетических каннабиноидов. А существенную роль в ускорении процесса формирования нормативной базы по контролю за синтетическими каннабиноидами, так же как и за рубежом, сыграли публикации в средствах массовой информации в ноябре-декабре 2009 года о многочисленных случаях увечий и смертей, произошедших вследствие нарушения сознания и психики среди лиц, употреблявших смеси для курения. Постановлением Правительства Российской Федерации от 31.12.09 г., №1186 ряд синтетических каннабиноидов, в том числе таких наиболее распространенных, как JWH-018, JWH-073 и СР 47,497-С8, был включен в Список I наркотических средств, оборот которых на территории России запрещен. Сразу же после публикации этого постановления экспертные подразделения столкнулись с проблемой отсутствия аналитических методик, а по ряду синтетических каннабиноидов и опубликованных аналитических данных, позволяющих проводить идентификацию таких соединений. Особенно остро проблема обеспечения информацией о свойствах и аналитических характеристиках синтетических каннабиноидов встала после появления новых видов соединений, приходивших на смену запрещенным [93, 94]. Причем зачастую новые виды каннабиноидов стали появляться намного раньше, чем первые публикации по их аналитическим характеристикам, а сам «ассортимент» синтетических каннабиноидов постоянно расширялся и обновлялся с нарастающей быстротой. В дальнейшем нередкими стали случаи, когда на территории России новые синтетические каннабиноиды обнаруживаются намного раньше, чем в зарубежных странах. Это связано с большими потребительскими возможностями российского рынка и сформировавшейся прослойкой наркоторговцев, умело использующей недостатки действующего законодательства. Синтетические каннабиноиды, сходные по химическому строению с уже запрещенными веществами, но обладающие небольшими изменениями в химической структуре, не могли быть юридически признаны как наркотические средства. Частично эту юридическую проблему сняло впервые введенное и окончательно закрепленное постановлениями Правительства РФ №882 от 30 октября 2010 года и №1178 от 19 ноября 2012 года понятие «производных» наркотических средств, под которое попадает часть веществ, имеющих близкую к наркотическим средствам структуру и не включенных в Список I наркотических средств самостоятельными позициями. В ответ на это торговцами стали распространяться новые виды синтетических каннабиноидов, представляющих собой более серьезные структурные модификации. Таким образом, идентификация синтетических каннабиноидов и разработка методического обеспечения экспертной деятельности, включающего в себя методики анализа и данные об аналитических характеристиках соединений, остаются уже в течение ряда лет актуальнейшими и важнейшими задачами в области анализа наркотических средств.
Анализ наркотических средств, к которым относятся и каннабиноиды, предполагает прежде всего определение качественного состава анализируемых объектов. Зачастую законодательство, регулирующее оборот наркотических средств и психотропных веществ, не требует определения количественного содержания подконтрольных соединений в связи с их особой опасностью для общества. Таким образом, целью анализа наркотических средств является установление факта присутствия контролируемых соединений независимо от содержания вещества. Итоговый результат основан на знании индивидуальной химической структуры определяемого аналита. Учитывая, что состав анализируемой пробы в большинстве случаев неизвестен, возможность положительной идентификации зависит от наличия масс-спектров, ИК-спектров, УФ-спектров, параметров хроматографического удерживания и другой справочной информации, представляющей собой аналитические характеристики контролируемых соединений [95]. В случае отсутствия такой справочной информации идентификация невозможна без интерпретации зарегистрированных спектров с целью установления структуры соединений.
Определение линейнологарифмических индексов удерживания при газохроматографическом разделении синтетических каннабиноидов
Исследование соединений методом спектроскопии ЯМР проводилось на базе лаборатории «Комплексных исследований и экспертной оценки органических материалов» ЦКП Уральского федерального университета им. Б.Н. Ельцина. Спектры ЯМР Н, 13С и 19F соединений были записаны на приборе «Bruker Avance II» (400 MHz) (Bruker, Швейцария). Прибор зарегистрирован в государственном реестре средств измерений под №16733-05, свидетельство о поверке № 358251 от 26.12.2011 г. В качестве внутренних стандартов использовались тетраметилсилан (ТМС) для съемки спектров !Н и 13С или трихлорфторметан (FCC13) для съемки спектров 19F. Съемка спектров 13С проводилась в режиме 7-модуляции (АРТ). Спектры 19F снимались с «развязкой» от протонов. Окончательное отнесение сигналов для соединений 12, 29-32, 35, 42-44, 49, 50 было проведено с использованием двумерных экспериментов Н-"С: гетероядерной корреляции через дальние константы (НМВС) и многоквантовой гетероядерной корреляции (HMQC), а для остальных соединений с использованием литературных данных [129-135].
ИК-спектры соединений зарегистрированы в матрицах из КВг на ИК-Фурье спектрометрах «Avatar 380» («Nicolet», США) и «ALPHA» («Bruker», Швейцария) в диапазоне 4000-400 см"1 с разрешением 4 см"1, число сканирований пробы - 16, фона - 64. Прибор «Avatar 380» зарегистрирован в государственном реестре средств измерений под №17278-06. Прибор «ALPHA» зарегистрирован в государственном реестре средств измерений под №36762-08, свидетельство о поверке № 114634-58-241 от 26.01.2012 г. Спектры, зарегистрированные на обоих приборах, идентичны.
Для идентификации исследуемых соединений при газохроматографическом разделении в условиях режима программирования температуры представляется целесообразным использовать так называемые обобщенные (линейно-логарифмические) индексы удерживания (GI) [103], которые определялись по временам удерживания (RT) ряда н-алканов и исследуемых соединений. Расчет проводился по следующим формулам:
RTx – время удерживания (неисправленное) исследуемого соединения, мин;
RTn-1, RTn и RTn+1 – времена удерживания (неисправленные) н-алканов с числом атомов углерода n-1, n и n+1 соответственно (RTn-1 RTx RTn RTn+1), мин.
При этом для расчета индекса удерживания аналита реперные н-алканы выбирались так, чтобы время удерживания идентифицируемого соединения находилось в интервале между временами удерживания н-алканов с числом атомов углерода n-1 и n. За окончательный результат принималось среднее значение из десяти измерений. С целью минимизации погрешностей при определении индексов удерживания содержание определяемого вещества и н-алканов подбиралось таким образом, чтобы площади их пиков были сопоставимы друг с другом.
Главным преимуществом линейно-логарифмических индексов по сравнению с логарифмическими Ковача и линейными Ван-ден-Доола и Кратца является их высокая воспроизводимость в любых режимах линейного программирования температуры [103], что делает хроматографическую идентификацию по таким параметрам наиболее надежной. Оценку правильности определения линейно-логарифмических индексов удерживания проводили, используя н-алканы, для которых истинное значение индексов удерживания составляет 100n, где n – число атомов углерода. При этом н-алканы служили не только в качестве реперных соединений для расчетов индексов удерживания, но и в качестве моделей аналитов [136]. Правильность определения индексов удерживания рассчитывалась как разность между полученными экспериментально по результатам серии из десяти измерений средними значениями индексов удерживания для н-алканов с числом атомов углерода С19 – С36 и их теоретическими значениями. Рассчитанные таким образом показатели правильности, характеризующие отклонение индексов удерживания н-алканов от их теоретических значений, не превысили абсолютного отклонения в 1,5 единицы индекса. Для оценки прецизионности определения индексов удерживания рассчитывали значения среднеквадратического отклонения среднего арифметического результатов измерений индексов и границы доверительного интервала при доверительной вероятности 0,95. Значения доверительного интервала находились в границах ± 0,42 единицы индекса. Таким образом, суммарная погрешность определения индексов удерживания не превышает значений в 2 единицы индекса.
Аналитические характеристики 3фенилацетилиндолов
Полученные нами спектрометрические данные, параметры хроматографического удерживания, значения точных масс и рассчитанные по ним брутто-формулы идентифицированных 3-фенилацетилиндолов представлены во втором томе (см. приложение 1, табл. 22-26), индивидуально для каждого соединения. Масс-спектры ЭИ высокого разрешения и МС/МС-спектры приводятся в виде таблиц из десяти наиболее максимальных пиков. В графическом виде масс-спектры, МС/МС-спектры, ИК и УФ-спектры приведены в Приложении.
Для групповой идентификации новых производных 3-фенилацетилиндола или поиска уже известных соединений по выбранным ионам при проведении анализа масс-спектрометрическими методами аналитические сигналы характерных ионов этой группы каннабиноидов могут быть рассчитаны с помощью представленных выше схем фрагментации (см. рис. 30, 31) или на основании полученных результатов интерпретации масс-спектров.
Появление в марте 2011 года первого представителя группы циклоалканоилиндолов, AD-018 (26), стало в определенной мере неожиданным, поскольку в общедоступной фармакологической литературе нет каких-либо данных о его синтезе и каннабимиметической активности. Скорее всего данное соединение было синтезировано
Материал опубликован в работах [142–145]. производителями психоактивных веществ как упрощенная структурная модификация описанного в литературе синтетического каннабиноида АМ-1248 (27) [60–62], получившего распространение и идентифицированного нами лишь в конце 2011 года.
Поскольку предложенная нами методика анализа уже известных на тот момент времени видов синтетических каннабиноидов позволяла успешно идентифицировать соединение 26 в объектах исследования, то его аналитические характеристики были включены в марте 2011 года в методические рекомендации [142] и поисковую компьютерную библиотеку масс-спектров EKBDRUGS наравне с ранее идентифицированными синтетическими каннабиноидами.
Временной период распространения соединения 26, как и вообще 3-адамантоил-индолов, на нелегальном рынке синтетических каннабиноидов оказался не столь длительным, как для появившихся ранее соединений. Прежде всего это, по-видимому, связано с отсутствием данных о биологической активности соединения 26, и испытания, по сути, проводились на потребителях данного вещества. Судя по отзывам с интернет-форумов, соединение не завоевало большой популярности у наркозависимых лиц в связи с невысокой степенью достижения эйфории и более высокой токсичностью по сравнению с уже известными каннабиноидами. Возможно, это подтолкнуло производителей психоактивных веществ к осени 2011 начать распространение АМ-1248 (27), однако к ноябрю 2011 года производные 3-адамантоилиндола попали под запрет на территории России, что привело к окончательному вытеснению этих соединений с нелегального рынка. Следует отметить, что в препаратах соединения 27, в отличие от соединений 13 и 19, не наблюдалось наличия соответствующего ему азепан-изомера.
Синтетические каннабиноиды из ряда 3-адамантоилиндола практически в это же время получили распространение и за рубежом, о чем можно судить по опубликованным позднее иностранными авторами данным [133, 134, 151, 162], подтверждающим наши исследования. В то же время представленные в этих работах аналитические данные нуждаются в существенном дополнении, касающемся использования наиболее современных методов анализа. В работах [133, 162] уделено большое внимание масс-спектрометрии высокого разрешения, как метода для определения структуры соединений, главным образом, с использованием варианта ВЭЖХ/МС при ионизации электрораспылением, однако не приводятся данные по МС/МС-спектрам соединений. Между тем именно МС/МС-спектры соединений позволяют провести их однозначную идентификацию при использовании метода ВЭЖХ/МСВР. В цитируемой литературе отсутствуют и спектры ЭИ высокого разрешения, также полученные впервые в рамках нашей работы. 3.5.1. Масс-спектры электронной ионизации
Анализ полученных масс-спектров ЭИ соединений 26 и 27 позволяет сделать вывод о том, что характер фрагментации этих соединений имеет существенное сходство с фрагментацией некоторых описанных выше синтетических каннабиноидов (рис. 32).
Так, масс-спектр соединения 26 по наличию максимально интенсивного пика иона Ci4Hi6NO+ (m/z = 214,1232) при невысокой интенсивности пика молекулярного иона напоминает масс-спектры соединений из группы 3-фенилацетилиндола, например, JWH-250 (21). Такое сходство подтверждается и наличием в спектре соединения 26 характерных для 3-ацилиндолов пиков ионов C9H6NO+ (m/z = 144,0444) и C8H6N+ (m/z = 116,0495). При использовании масс-спектров низкого разрешения, и с учетом разницы в 14 Да между значениями m/z молекулярных ионов соединений 21 и 26, масс-спектр соединения 26 может быть ошибочно принят за масс-спектр гомолога JWH-250 (21), у которого, например, метоксигруппа в бензольном кольце молекулы заменена на этоксигруппу. Однако измеренная точная молекулярная масса соединения 26 ([М+#] = 349,2400) позволяет рассчитать его брутто-формулу как C24H3iNO, что дает иное представление о структуре вещества. Наряду с этим присутствие в масс-спектре комбинации малоинтенсивных пиков осколочных ионов СюНі5+ (m/z = 135,1168), С8Нц+ (m/z = 107,0855), С7Н9+ (m/z = 93,0699), С6Н7+ (m/z = 79,0542) и С5Н7+ (m/z = 67,0542) свидетельствует в пользу наличия в структуре соединения 26 адамантильного фрагмента [163].
Основные направления фрагментации соединения 26 под действием ЭИ
Масс-спектр соединения 27, содержащего 1-метилпиперидин-2-илметильный заместитель в положении 1 индольного цикла, напоминает спектры соединений 13 и 19, содержащих аналогичный заместитель. Наличие такого гетероциклического заместителя в структуре соединения 27 определяет характер фрагментации и приводит к регистрации в масс-спектре максимально интенсивного пика иона CeH lNT (m/z = 98,0964). Все остальные пики осколочных ионов, как и пик молекулярного иона, малоинтенсивны. Тем не менее в масс-спектре соединения 27 присутствуют пики ионов, соответствующих адамантильному фрагменту.
МС/МС-спектры протонированных молекул 3-адамантоилиндолов представляют собой определенную противоположность спектрам ЭИ и позволяют лучше оценить атомный состав и структуру заместителя при карбонильной группе в положении 3 индольного цикла, дополняя информацию, полученную из спектров ЭИ.
Действительно, в условиях ДИС основным ион-продуктом при фрагментации соединений 26 и 27 является ион Ci0Hi5+ (m/z = 135,1168), соответствующий адамантильному фрагменту и имеющий в МС/МС-спектрах пик с максимальной интенсивностью. Характерные для адамантановой структуры пики фрагментных ионов с меньшими массами (m/z = 107,0855 (С8Нц+); m/z = 93,0699 (С7Н9+); m/z = 79,0542 (С6Н7+) и m/z = 67,0542 (С5Н7)) также присутствуют в спектрах, что особенно четко проявляется для соединения 26, в спектре которого эти пики одни из самых интенсивных.
Пики индолилацильных ионов, наблюдаемые в спектрах ЭИ как наиболее интенсивные, в МС/МС-спектрах соединений 26 и 27 отсутствуют. В МС/МС-спектре соединения 27, содержащего 1-метилпиперидин-2-илметильный заместитель в положении 1 индольного цикла, наблюдаются интенсивные пики ионов C7Hi4N+ (m/z = 112,1121) и C6Hi2N+ (m/z = 98,0964), соответствующих составу этого заместителя.
Спектры мс/мс в условиях диссоциации, индуцируемой соударением
МС/МС-спектры протонированных молекул соединений 49-51 аналогичны спектрам ЭИ этих соединений. В результате диссоциации амидной связи образуются соответствующие индолилацильные ион-продукты, последующая фрагментация которых приводит к образованию характерных для 3-ацилиндолов ионов C9H6NO+ (m/z = 144,0444) и C8H6N+ (m/z = 116,0495). Ион-продукты, соответствующие по составу 8-оксихинолиновой группировке, в МС/МС-спектрах соединений 49-51, как и в случае спектров ЭИ, отсутствуют. Поэтому источником информации о составе заместителя при карбонильной группе является только значение точной измеренной массы протонированной молекулы (иона-предшественника). Присутствие циклогексилметильного заместителя в структуре соединения 51 подтверждается, помимо брутто-формулы, наличием в спектре ионов С7Ніз+ (m/z = 97,1012) и С (m/z = 55,0542).
Наличие в ИК-спектрах сильных полос поглощения валентных колебаний карбонильной группы сложноэфирной группировки в области 1715–1723 см-1 является характерным для такого типа соединений [130] и согласуется с предложенной структурой соединений 49–51. Имеющаяся в спектрах соединений 49–51 интенсивная полоса валентных колебаний связи С–О в области 1083–1086 см-1 подтверждает наличие в их структурах сложноэфирной группировки.
Характер и расположение сигналов в спектрах ЯМР 1H и ЯМР 13С соединений 49–51 соответствует предложенным структурам и полностью подтверждает строение этих соединений.
Полный анализ с использованием методов двумерной спектроскопии применялся только для соединения 50. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР для соединений 49 и 51 проводилось по аналогии с соединением 50. В спектре ЯМР 1Н соединения 50 сигналы протонов фторалкильного заместителя в положении 1 индольного цикла Н-1b, Н-2b, Н-3b, Н-4b и Н-5b, наблюдаемые в сильном поле, осложнены дополнительным расщеплением на атоме фтора. В спектре ЯМР 13С сигналы атомов углерода С-5b, C-4b и C-3b фторалкиль-ного заместителя за счет акцепторных свойств атома фтора имеют существенный сдвиг в слабое поле и проявляются в виде дублетов с характерными константами спин-спинового взаимодействия (1JC-F = 160,8 Гц, 2JC-F = 19,2 Гц, 3JC-F = 5,2 Гц). В слабом поле спектра ЯМР 1Н соединения 50 можно выделить синглет при 8,50 м.д., характерный для протона в положении 2 индольного цикла (Н-2). Сигналы при 8,07, 7,26 и 7,32 м.д., имеющие характерную мультиплетность и значения констант спин-спинового взаимодействия, типичны для соединений 3-ацилиндольного ряда. Соответственно сигналы при 8,86, 8,45, 7,94 и 7,58 м.д. можно отнести к протонам хинолинового цикла. Мультиплет при 7,64–7,73 м.д. образован перекрывающимися сигналами протонов хинолинового (Н-2а и Н-4а) и индоль-ного циклов (Н-7). Ключевыми для отнесения сигналов протонов и атомов углерода индольного фрагмента являются кросс-пики в спектре HMBC между протонами СН2-группы (Н-1b) фторалкильного заместителя, протоном Н-2 и окружающими атомами углерода: Н-1b/С-7, Н-1b/С-2 и Н-2/С-3, Н-2/С-3, Н-2/С-1a, Н-2/С-1b, Н-2/С-7. Последующий анализ кросс-пиков между атомами углерода С-3, С-3 и С-7 и протонами позволил однозначно отнести сигналы для протонов индольного кольца. Сигналы третичных атомов углерода индола были отнесены на основании данных спектра HMQC. Согласно литературным данным [130, 173] сигнал протона Н-8а в хинолиновом цикле должен проявляться в более слабом поле по сравнению с остальными протонами этой гетероциклической системы. Соответственно слабопольный однопротонный дублет-дублетов при 8,86 м.д. (3J = 4,3 Гц, 4J = 1,6 Гц) был отнесен как сигнал протона Н-8а. Характерные кросс-пики между этим протоном и атомами углерода позволили идентифицировать сигналы мостикового атома углерода С-9а и третичных атомов углерода С-7а, С-ба. Последовательный анализ кросс-пиков в спектрах НМВС и HMQC между сигналами установленных атомов углерода и протонами хинолинового фрагмента позволил отнести оставшиеся сигналы протонов и углеродов этого заместителя.
Полученные нами спектрометрические данные, параметры хроматографического удерживания, значения точных масс и рассчитанные по ним брутто-формулы идентифицированных индол-3-карбоксилатов представлены во втором томе (см. приложение 1, табл. 50-52), индивидуально для каждого соединения. Масс-спектры ЭИ высокого разрешения и МС/МС-спектры приводятся в виде таблиц из десяти наиболее максимальных пиков. В графическом виде масс-спектры, МС/МС-спектры, ИК и УФ-спектры приведены в Приложении.
Для групповой идентификации новых соединений из группы индол-3-карбоксилатов или поиска уже известных соединений по выбранным ионам при проведении анализа масс-спектрометрическими методами аналитические сигналы характерных ионов этой группы каннабиноидов могут быть рассчитаны на основании представленных результатов интерпретации масс-спектров.
Появление синтетических каннабиноидов из группы 3-нафтоилпиррола на нелегальном рынке психоактивных веществ зафиксировано нами в октябре 2011 года. В результате были идентифицированы два синтетических каннабиноида этой группы - JWH-307 (52) и JWH-370 (53), а также получены их аналитические характеристики. В связи с привентивно принятым в ноябре 2011 года запретом на оборот 3-нафтоилпирролов, распространение этих соединений не приняло масштабного характера и уже к началу 2012 года практически прекратилось.
Зарегистрированные нами масс-спектры ЭИ низкого разрешения соединений 52 и 53 были включены в компьютерную библиотеку масс-спектров EKBDRUGS, используемую в экспертных учреждениях федеральных органов исполнительной власти России.
В начале 2012 года аналитические характеристики соединения 52, подтверждающие наши исследования, были получены зарубежными авторами [135], при этом в цитируемой работе отсутствуют МС/МС-спектры высокого разрешения. Данные по соединению 53 в литературе не приведены.
Разработанные в рамках нашей работы методики анализа, полученные аналитические характеристики и составленные схемы фрагментации позволяют успешно идентифицировать с использованием различных методов анализа соединения 52 и 53, а также их структурные аналоги.
Максимально интенсивными пиками в масс-спектрах соединений 52 и 53 являются пики молекулярных ионов, измерение точной массы которых позволяет вычислить брутто-формулы этих соединений. Фрагментация 3-нафтоилпирролов под действием ЭИ (рис. 42) протекает по направлениям, во многом общим с 3-нафтоилиндолами. Так, процесс элиминирования радикала ОН , вызванный влиянием «орто-эффекта», наблюдается и для соединений 52, 53, хотя сигналы ионов с общей брутто-формулой С26Н23NR+ не столь интенсивны в спектрах.
Схема фрагментации 3-нафтоилпирролов под действием ЭИ
Характерный для 3-ацильных производных индола и индазола разрыв углеродных связей при карбонильной группе с образованием соответствующих ацильных ионов наблюдается и в случае 3-нафтоилпирролов. Действительно, в спектрах соединений 52 и 53 присутствуют интенсивные пики ионов C11H7O+ (m/z = 155,0491) и
СюН7+ (m/z = 127,0542), соответствующих нафтоильной группировке, что напоминает спектры 3-нафтоилиндолов. Однако вместо соответствующих индолилацильных ионов и продуктов их фрагментации в спектрах наблюдаются пики аналогичных ацильных ионов с общей формулой Сi6Нi7NOR+. В дальнейшем эти ионы претерпевают фрагментацию, связанную либо с выбросом молекулы СО, либо молекулы олефина. Причем, судя по относительным интенсивностям пиков ионов С15Н17NR+ и СцН7ЖЖ+, второй процесс является более предпочтительным, а образующийся в результате него ион СnН7NOR+ теряет в последующем молекулу СО. Ион С15Н17NR+ также претерпевает дальнейший распад, приводящий к образованию иона СцН9М1+ после выброса молекулы олефина.