Go To Top

В представленной работе описаны алгоритмы, применявшиеся при идентификации синтетических каннабимиметиков MDMB-CHMINACA и MDMB- FUBINACA, а также их метаболитов. Продемонстрированы возможности методов газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием, включая масс-спектрометрию высокого разрешения. Охарактеризованы некоторые физико-химические свойства нативных соединений и продуктов их биотрансформации.

ПЕЧНИКОВ А. Л.КАТАЕВ С.С., ЛАБУТИН А.В. и др. (полный список авторов в конце материала)

Проблема широкого распространения «дизайнерских наркотиков» — новых синтетических соединений, обладающих физиологическими эффектами, аналогичными воздействию классических наркотических средств, на данный момент является общеизвестной и широко обсуждается как в СМИ, так и в научно-исследовательских публикациях. 2014 год характеризуется особо напряжённой ситуацией, связанной с появлением в ряде регионов России новых синтетических каннабимиметиков, отличающихся выраженными токсическими эффектами. Одним из условий, необходимых для успешного решения обозначенной проблемы, является создание единых диагностических подходов, которые позволят обеспечить оперативное реагирование на появление новых соединений, в частности, значительный интерес представляет разработка алгоритмов идентификации продуктов метаболической трансформации «дизайнерских наркотиков», обнаруживаемых в биологических объектах при проведении химико-токсикологических и судебно-химических исследований.

Целью представленной работы является описание алгоритмов, позволивших успешно решить проблему идентификации новых соединений рассматриваемой группы при диагностике отравлений синтетическими каннабимиметиками MDMB-CHMINACA и MDMB-FUBINACA, получившими широкое распространение в России в 2014 году.

Материалы и методы

Исследования нативных соединений в образцах курительных смесей и продуктов их метаболизма в биосредах было выполнено с использованием следующего аналитического оборудования:
-  газовый хроматограф Agilent 6890N с квадрупольным масс-детектором 5973;
-  газовый хроматограф Agilent 7890A с квадрупольным масс-детектором 5975C;
-  жидкостный хроматограф Agilent 1260 с тандемным квадрупольно-времяпролетным (Q- TOF) масс-детектором 6540;
-  жидкостный хроматограф Agilent 1200 с трехквадрупольным масс-детектором 6460.
Подготовка проб включала процедуры гидролиза, экстракции и дериватизации аналогично методикам, описанным в [2-6].

Результаты и их обсуждение

MDMB-CHMINACA. В начале апреля 2014 года в Ярославле была зарегистрирована целая серия отравлений, предположительно ассоциированных с курительными смесями. На хроматограммах извлечений из гидролизатов образцов мочи, отобранных у пострадавших, либо не обнаруживались маркеры известных к тому времени синтетических каннабимиметиков, либо идентифицировались следовые концентрации маркера каннабимиметика AB-PINACA, имевшего широкое распространение в Ярославле в феврале — марте 2014 года. Для поиска использовалась сводная библиотека масс-спектров SUDMED и иные доступные библиотеки.

При этом на хроматограммах присутствовал пик соединения, масс-спектр (ионизация электронами, EI) которого имел сходство со спектром TMS-эфира метаболита M1 каннабимиметика AB-CHMINACA [4], но с отличием на 1 метильную группу (+14 m/z), см. рисунок 1. В частности, в масс-спектре TM S-производного обнаруженного вещества вместо молекулярного иона с m/z 429 присутствовал ион с m/z 443; вместо иона с m/z 312 (один из характеристических ионов в масс-спектре TMS-эфира метаболита M1 каннабимиметика AB- CHMINACA) присутствовал ион с m/z 326. В связи с этим было сделано предположение, что в структуре обнаруженного вещества вместо фрагмента валина присутствует фрагмент лейцина, либо изолейцина, либо другая изомерная структура. На хроматограммах от пострадавших ранее лиц были выявлены пики веществ с аналогичными масс-спектрами.

Рисунок 1. Сравнение EI-масс-спектров TMS-производного метаболита M1 каннабимиметика AB-CHMINACA и соединения, выявленного в моче лиц, пострадавших в результате потребления курительной смеси.

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием 

В соответствии с изложенным, было сделано предположение, что 2-изопропильный фрагмент в молекуле AB-CHMINACA был заменен на трет-бутильный. К этому времени уже были известны подобные структуры, например ADB-PINACA, ADBICA, ADB-FUBINACA [7]. Для подтверждения этой гипотезы было проведено моделирование фрагментации предполагаемой структуры (ТМ^эфира 3,3-диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1H-индазол-3- карбоксамидо)бутановой кислоты), привязанной к полученным спектрам ТМS-эфира неизвестного метаболита, выделенного из гидролизатов мочи пострадавших, с помощью программы MS Interpreter Version 2.0, build 5/12/2011 из программного пакета NIST Mass Spectral Search Program version 2.0 (рисунок 2).

В результате программного моделирования возможных путей фрагментации было получено подтверждение соответствия между предполагаемой структурой (TMS-эфир 3,3- диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1 H-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты) и экспериментально полученным масс-спектром. Соответствие наблюдалось применительно ко всем ионам, присутствующим в рассматриваемом масс-спектре, в том числе по фрагментам, подтверждающим наличие трет-бутильного радикала (рисунок 2).

Таким образом, в результате анализа полученного масс-спектра, сравнения его с масс- спектром гомолога и анализа возможных путей фрагментации, основываясь на закономерностях метаболизма ранее изученных представителей этого ряда, была сформулирована гипотеза о том, что в моче пострадавших обнаружен метаболит — продукт гидролитического    дезаминирования    ^(1-карбамоил-2,2-диметилпропил)-1-(циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамида (ADB-CHMINACA).
       
Рисунок 2. Моделирование EI-фрагментации TMS-эфира 3,3-диметил-2-(1- (циклогексилметил)-1 Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием


В дальнейшем стал доступен для исследования образец курительной смеси и был получен масс-спектр возможного активного компонента (рисунок 3). Основываясь на сравнении спектров метаболита, выделенного из мочи пострадавших, со спектром компонента курительной смеси, а также на результатах программного моделирования фрагментации, авторы предположили замену TMS-группы на метильный радикал, т.е. исследуемое соединение представляет собой метиловый эфир 3,3-диметил-2-(1- (циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты (рисунок 3).
      
Рисунок 3. EI-масс-спектр и предполагаемая структура активного компонента исследуемой курительной смеси

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

      
Таким образом, гипотеза о том, что родительским соединением для метаболита, выявленного в моче, является соединение (Ы-(1-карбамоил-2,2-диметилпропил)-1- (циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамида), содержащее амидную группу, была поставлена под сомнение. Была выдвинута гипотеза о том, что соединение, обнаруженное в гидролизате мочи пострадавших, является продуктом гидролиза (метаболического или аналитического) метилового эфира 3,3-диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1Н-индазол-3- карбоксамидо)бутановой кислоты.

Для подтверждения этой гипотезы был проведен гидролиз образца курительной смеси с последующей ТMS-дериватизацией. При ГХ/МС исследовании полученного образца на хроматограмме детектировался пик, по спектру и времени удерживания полностью идентичный метаболиту, определенному в моче. Также было проведено метилирование экстракта из гидролизата мочи пострадавшего. При ГХ/МС исследовании полученного образца на хроматограмме детектировался пик со спектром и временем удерживания, идентичными аналогичным параметрам пика нативного соединения из образца курительной смеси.

Таким образом, было доказано, что в основе обеих структур лежит общий кислотный остаток    3,3-диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановой
кислоты, и исходное соединение, выделенное из курительной смеси, является его метиловым эфиром и, в соответствии с этим, может быть названо M DM B-CHMI NACA.

Для дальнейшего подтверждения структуры был проведен сравнительный анализ полученных масс-спектров в контексте гомологического ряда и анализ фрагментации с использованием программного моделирования. Были использованы программные продукты MS Interpreter Version 2.0, build 5/12/2011 из программного пакета NIST Mass Spectral Search Program version 2.0 и ACD/MS Fragmenter из пакета ACD/Labs.
MDMB-CHMINACA-Marker-TMS

Рисунок 4. EI-масс-спектр, химическая структура и схема фрагментации TMS-производного метаболита MDMB-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

В первую очередь следует отметить фрагменты с m/z 145 и 131, характерные для 1,3- замещенных индазолов (рисунки 4 и 5). Фрагментарный ион с m/z 174, характерный для предыдущего поколения карбоксамидов, практически отсутствует, что, по-видимому, связано с появлением трет-бутильного фрагмента и характерно для других известных представителей это ряда. По нашему мнению, это связано с тем, что в рамках рассматриваемой структуры перенос протона при перегруппировке происходит на кислород карбоксильной, а не карбамоильной группы.

Следующий ионный фрагмент с m/z 241 характерен для 1-(циклогексилметил)-1Н- индазол-3-карбоксамидов всего ряда. Остальные ионные фрагменты характерны только для  3,3- диметилбутаноатов и образуются в результате последовательных перегруппировок и
многоуровневой фрагментации. На первом этапе образуются два осколка: с m/z 326 - от потери карбоксила, и с m/z 387 — в результате потери диметилпропильного фрагмента.

Рисунок 5. Структуры ионов, образующихся при фрагментации TMS-производного метаболита MDMB-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

 

Фрагментарный ион с m/z 387 образуется в процессе перегруппировки Мак-Лафферти (рисунок 6) в результате переноса атома водорода от метильной группы трет-бутильного фрагмента на кислород карбоксильной группы через 6-членное переходное состояние [1,8,9].

Рисунок 6. Схема перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации TM S-производного метаболита MDMB-CHMlNACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Рассматриваемый ион, по нашему мнению, не является стабильным и дает начало еще двум фрагментам, образующимся последовательно: с m/z 297 — за счет потери C3^SiO, и с m/z 201 — за счет потери циклогексилметила.

Аналогичные ионные фрагменты, с характерным смещением m/z на разницу в массах ТМS- и метильной групп мы наблюдали и в спектре метилового эфира 3,3-диметил-2-(1- (циклогексилметил)-1H-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты (рисунки 7 и 8).
   
Рисунок 8. Схема перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации MDMB-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Кроме того, аналогичные ионные фрагменты, с характерным смещением m/z на разницу в массах ТМ$- и метильной групп, мы наблюдали и в спектре продукта силилирования по азоту карбоксамидной связи в метиловом эфире 3,3-диметил-2-(1- (циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты (рисунок 9).

При этом силилирование азота, по нашему мнению, оказало стабилизирующее влияние, и дальнейшей значимой фрагментации ионного фрагмента с m/z 400 уже не наблюдалось.
  

Рисунок 9. EI-масс-спектр, химическая структура и схема фрагментации TMS-эфира MDM B-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Аналогичные ионные фрагменты, с характерным смещением m/z на разницу в массах гидроксильной, TMS- и метильной групп мы наблюдали и в спектре продукта силилирования второго метаболита-маркера, гидроксилированного по циклогексильному радикалу (рисунок 10).

Рисунок 10. EI-масс-спектр, химическая структура и схема фрагментации TM S-эфира метаболита М2 M DM B-CHMI NACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Рисунок 11. ESI-HRMS-спектр и схема фрагментации метаболита MDMB-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

 Для дальнейшего подтверждения структур было проведено исследование экстрактов из гидролизатов мочи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения (HRMS). На рисунке 11 представлен полученный спектр и схема фрагментации исследуемого соединения.

На хроматограмме был выявлен пик  вещества, характеризующегося псевдомолекулярным ионом с точной массой 372,2278 а.е.м., что соответствует молекулярной массе вещества 371,2208. Во вторичном масс-спектре данный ион содержал два иона, характерные для синтетических каннабимиметков: 145,0391, отвечающие за индазол-карбонильный фрагмент, и 241,1328 - индазол-карбонильный фрагмент, связанный с циклогексилметилом. Переход из родительского иона 372,2278 в ион 326,2216 (минус 46.0055 а.е . м), соответствует потере карбоксильной группы и одного протона (рассчитанная масса 46,0055 а. е . м), такой переход характерен для соединений, содержащих карбоксильную группу.

Разница между массой дочерних ионов 258,1583 и 241,1328 составляет 17,0255 а.е.м, что свидетельствует о связи карбонилиндазольного фрагмента с атомом азота (с учетом возможных перегруппировок с переносом протона на азот).

Рисунок 12. Химическая структура метаболита M DM B-CHMINACA (пояснения в тексте)

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Для установления природы фрагмента R (рисунок 12) вычисляли разность масс ионов 241,1328 и 326,2216, которая составила 85,0888 а.е.м., что, за вычетом ранее предположенного связывающего атома азота (в виде группы -NH-), составляет 70,0779 а.е.м. (85,0888—15,0109). Данный фрагмент более всего соответствует брутто-формуле С5Н10— (рассчитанная масса 70,0782). Так как ранее было сформулировано предположение, что фрагмент R двухвалентен, он может содержать группировку R2—СН-, либо R2—C—R3. Для первого варианта масса R будет равна 57,0704 а.е.м. (70,0782—13,0078), что соответствует трет-бутильной группе. В соответствии со сказанным, исследуемое вещество представляет собой 3,3-диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1 Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоту.

Ионы 97,0997 и 55,0539 характерны для фрагментации соединений, содержащих циклогексилметильную группу, связанную с индольным, либо индазольным циклом.

Для дополнительного подтверждения предположения о структуре вещества было исследовано нативное соединение; для него был получен вторичный спектр протонированного молекулярного иона. Как видно из рисунка 13, характер фрагментации и основные ионы аналогичны тем, что присутствуют во вторичном спектре метаболита.

Рисунок 13. ESI-HRMS-спектр нативного MDMB-CHMINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

В таблице 2 приведены уровни конъюгирования (%) основн^гх метаболитов MDMB- CHMINACA, на рисунке 14 — величины LogD в зависимости от pH. Как видно из таблицы 2, уровень коньюгирования является значительным и составляет свыше 50 процентов, что диктует необходимость обязательной процедуры гидролиза коньюгатов. При расчётах logD рассматриваемых соединений были установлены две основные зависимости распределения в системе «октанол : вода»: 1) отсутствие изменений характера распределения в различных диапазонах pH для исходного соединения, не содержащего функциональных групп с выраженными кислотными или основными свойствами; 2) максимальные значения logD в кислой среде (pH < 4) с последующим снижением при увеличении pH (метаболиты, содержащие карбоксильную группу и спиртовый гидроксил); на основании этих данных можно рекомендовать выполнение экстракции метаболитов MDMB-CHMINACA из кислой среды, при pH не выше 6, оптимально — при рН от 4 и ниже.

Таблица 2. Уровни конъюгирования (%) метаболитов MDMB-CHMINACA по результатам исследования 10 образцов мочи (сверху)
Рисунок 14. Графики LogD нативного MDMB-CHMINACA и его метаболитов (снизу)

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

MDMB-FUBINACA. Во второй половине сентября 2014 года в СМИ появились сообщения о массовых отравлениях курительными смесями, в том числе и со смертельным исходом, в различных регионах нашей страны.

Из открытых источников стало известно о предполагаемой структуре нового каннабимиметика — MDMB(N)-Bz-F.

Исходя из тривиально-систематического названия, речь могла идти о метиловом эфире 3,3-диметил-2-(1-(4-фенилметил)-1H-индазол-3-карбоксамидо)бутановой кислоты. С начала сентября спектр подобного соединения уже был опубликован в открытой базе данных масс-спектров новых дизайнерских наркотиков rf-des drug 01.09.2014 и в сводной библиотеке масс-спектров SUDMED_1442_LIB_20140904.

Было очевидно, что это новый представитель последнего поколения каннабимиметиков из класса карбоксамидов. Замена карбамоильной группы на карбоксильную с последующей этерификацией делало соединение способным к проникновению через гемато-энцефалический барьер, при этом такая модификация не подпадала под определение производных, т.к. не вписывалась в определение формального замещения атомов водорода. Так же было очевидно, что пути метаболизма и закономерности фрагментации новой молекулы будут проходить аналогично уже изученным ранее, и наиболее близким аналогом представлялся именно описанный выше MDMB-CHMINACA (MDMB(N)-CHM).

Было принято решение построить модель предполагаемого спектра TMS-эфира возможного основного метаболита, что давало возможность в режиме скрининга обрабатывать большие объемы данных с помощью систем автоматизированного спектрального поиска, таких как AMD IS.

Был проведен анализ имеющихся спектров в гомологическом ряду, выявлены закономерности фрагментации, и за основу для построения модели был взят спектр исследованного ранее TMS-эфира 3,3-диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1H-индазол-3- карбоксамидо)бутановой кислоты (MDMB-CHMINACA-Marker-TMS).

Рисунок 15. Схема фрагментации MDMB-FUBINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

В модель спектра были включены только характерные ионные фрагменты с m/z 109 — фторбензильный фрагмент, m/z 253 — стабильный фторбензил-индазольный фрагмент, m/z 338 — стабильный фрагмент после потери карбоксила, а также продукты перегруппировки и вторичной фрагментации с m/z 309 и m/z 399. Так же был включен пик молекулярного иона- радикала с m/z 455. Интенсивности и ионные соотношения были скопированы из спектра MDMB-CHMINACA-Marker-TMS (рисунок 16).

Полученная модель была конвертирована в универсальный формат NIST Text (MSP) и использована для скрининга с применением системы автоматизированной идентификации AMDIS.

В результате поиска в образцах гидролизатов мочи пострадавших из трех различных регионов страны (Ханты-Мансийский автономный округ, Ямало-Ненецкий автономный округ и Владимирская область) были выявлены спектры предполагаемого метаболита- маркера MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA) с качеством совпадения по критерию AMDIS Match NET от 86 до 90 (рисунок 17).
  

Рисунок 16. Модель EI-масс-спектра TMS-эфира предполагаемого метаболита MDMBFUBINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Рисунок 17. Сравнение модельного и реального EI-масс-спектров TMS-эфира метаболита MDMB-FUBINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

В одном из образцов помимо TMS-эфира предполагаемого метаболита-маркера MDMB(N)-Bz-F в негидролизованном экстракте из мочи пострадавшего был идентифицирован пик нативного MDMB(N)-Bz-F, что существенно повысило достоверность идентификации.

В очень короткие сроки из лабораторий МВД и УФСКН поступили подтверждения об идентификации MDMB(N)-Bz-F в изъятых курительных смесях.

Характерной особенностью полученных спектров TMS-дериватов стала исчезающе низкая интенсивность молекулярного иона-радикала вплоть до его полного отсутствия в спектре. При этом надежно идентифицировался ионный фрагмент с m/z 440 (М—15), т. е. фрагмент после потери метильной группы, характерный для TMS-эфиров (рисунок 18).
MDMB(N)-Bz-F Marker TMS

Рисунок 18. Масс-спектр, химическая структура и схема фрагментации TMS-эфира метаболита MDMB-FUBINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

    
Рисунок 19. Схема перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации MDMB-FUBINACA
Рисунок 20. Схема перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации TM S-эфира метаболита MDMB-FUBINACA

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием


Таким образом, на основании проведенных исследований, методом газовой хроматографии — масс-спектрометрии был идентифицирован основной метаболит-маркер синтетического каннабимиметика нового поколения MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA)
3,3- диметил-2-(1-(циклогексилметил)-1Н-индазол-3-карбоксамидо)бутановая кислота в виде TMS-эфира. На рисунках 19-20 приведены схемы перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации рассматриваемых соединений.

Для дальнейшего подтверждения структуры метаболита было проведено исследование экстрактов из гидролизатов мочи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии на приборе с трехквадрупольным масс- детектором Agilent 6460. На хроматограмме были выявлены пики протонированных псевдомолекулярных ионов-предшественников с массами 398 и 384 а.е.м., что соответствует молекулярной массе искомых веществ: 397 а.е.м. для MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA) и 383 а.е.м. для его основного карбокси-метаболита-маркера.

Вторичные спектры, полученные из этих ионов-предшественников содержали характерные ионные фрагменты (рисунок 21):
m/z 109 — соответствует фторфенилметильному ион-радикалу,
m/z 253 — соответствует фторбензил-индазол-карбонильному ионному фрагменту,
m/z 338 — соответствует фрагменту после потери карбоксильной группы.

Разница в массе протонированных псевдомолекулярных ионов-предшественников составила 14 а. е.м., что соответствует потере молекулой MDMB(N)-Bz-F (MDMB- FUBINACA) метильной группы в процессе метаболического гидролиза.

Рисунок 21. Сравнение ESI-MS/MS-спектров протонированных молекулярных ионов с m/z 384 и m/z 398 (пояснения в тексте)

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием


Для окончательного подтверждения структур были измерены точные массы протонированных молекулярных ионов и ионов-предшественников, характеризующих фрагменты структур MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA) и его основного карбокси- метаболита-маркера (таблицы 3 и 4) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии — тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения (HRMS).

Рисунок 22. ESI-HRMS-спектр основного карбокси-метаболита-маркера MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA) (ион-предшественник - протонированный молекулярный ион)

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Табл. 3. Данные ESI-HRMS для основного карбокси-метаболита-маркера MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA), где ион-предшественник - протонированный молекулярный ион   (сверху)
Табл. 4. Данные ESI-H RMS для нативного MDMB(N)-Bz-F   (снизу)

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием


Так же была изучена, с применением газовой хроматографии с тандемным квадрупольным детектором, фрагментация ионов-предшественников, характеризующих фрагменты структур (m/z 109, m/z 338, m/z 253) в спектрах MDMB(N)-Bz-F (MDMB-FUBINACA), его основного карбокси-метаболита-маркера и, для подтверждения наших предположений, соответствующих ионов-предшественников из спектра вещества с доказанной структурой вещества AB-FUBINACA ^-(1-карбамоил-2-метилпроп-1-ил)-1-(4-фторбензил)-1Н-индазол-3-карбоксамид).

Рисунок 23. Фрагментация иона-предшественника m/z 324 для вещества AB-FUBINACA (верхний масс-спектр), и родительского иона m/z 338 для неизвестного вещества (средний масс-спектр), и его метаболита (нижний масс-спектр). Пояснения в тексте.

Идентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

 

Фрагментация ионов-предшественника с m/z 109 и m/z 253 полностью идентична для вещества, изымаемого из незаконного оборота (MDMB(N)-Bz-F), неизвестного метаболита обнаруживаемого в биосредах, и вещества AB-FUBINACA с доказанной ранее структурой. Из этого следует что все эти три вещества имеют в своей структуре общий фторбензил-1Н- индазол-3-карбонильный фрагмент.

Рисунок 24. Графики LogD нативного MDMB-FUBINACA и его метаболитовИдентификация синтетических каннабимиметиков  MDMB-CHMINACA, MDMB-FUBINACA, в том числе спайса, и ихмета болитов  методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Фрагментация иона-предшественника с m/z 338 для нативного вещества MDMB(N)- Bz-F и для метаболита также идентичны, и отличаются на гомологический сдвиг СН2 группы, от соответствующего ионного фрагмента с m/z 324 в спектре AB-FUBINACA (рис. 23), что окончательно подтверждает наши предположения о структуре этих веществ по совокупности всех признаков.

На рисунке 24 представлены графики logD нативного MDMB-FUBINACA и его метаболита; наблюдаемые закономерности подобны аналогичным характеристикам MDMB- CHMINACA и его метаболитов и позволяют сформулировать сходные рекомендации по подготовке проб.
  

Заключение

Результаты представленного исследования демонстрируют, что описанные подходы позволяют оперативно идентифицировать новые соединения и их метаболиты. Полученные данные могут быть использованы для разработки унифицированных алгоритмов, применяемых в целях идентификации «дизайнерских наркотиков» и продуктов их биотрансформации.

Авторский коллектив:

ГКУЗ «Бюро судебно-медицинской экспертизы Ямало-Ненецкого автономного округа»
ПЕЧНИКОВ А. Л. — заведующий судебно-химическим отделением

ГКУЗОТ «Пермское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы»
КАТАЕВ С.С  — к.хим.н, врач судебно-медицинский эксперт

ОГБУЗ «Томский Областной наркологический диспансер»
ЛАБУТИН А.В. — химик-эксперт медицинской организации

БУ «Республиканский наркологический диспансер» Минздравсоцразвития Чувашии
ВАСИЛЬЕВ А.Б. — магистр химии, химик-эксперт медицинской организации

ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии Минздрава России»
САВЧУК С.А. — д.хим.н., ведущий научный сотрудник

ГБОУ ВПО «Ярославский государственный медицинский университет»
ШИТОВ Л.Н.— к.биол.н, врач клинической лабораторной диагностики, ассистент кафедры поликлинической терапии и клинической лабораторной диагностики с курсом ОВП ИПДО, врач судебно-медицинский эксперт судебно-химического отделения,
ЕРШОВ М. Б.  — заведующий химико-токсикологической лабораторией,
ШАБРОВ В.Н. – лаборант,
ДЖУРКО Ю .А. — к.фарм.н, врач клинической лабораторной диагностики, ассистент кафедры поликлинической терапии и клинической лабораторной диагностики с курсом ОВП ИПДО, врач судебно-медицинский эксперт судебно-химического отделения

КУ ХМАО-Югры «Нижневартовский психоневрологический диспансер»
РИЗВАНОВА Л.Н. — врач клинической лабораторной диагностики, заведующая КДЛ

ГБУЗ особого типа Владимирской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы»
СНЯТКОВ А.В. — заведующий судебно-химическим отделением

ГБУЗ ЯНАО Новоуренгойский психоневрологический диспансер»
САМЫШКИНА Н.В. — врач клинической лабораторной диагностики, заведующая КДЛ

Список литературы

1. Вульфсон Н.С., Заикин В.Г., Микая А.И. Масс-спектрометрия органических соединений. М.: Химия, 1986, 312 с.
2.  Дворская О.Н., Катаев С.С., Мелентьев А.Б., Курдина Л.Н. Маркеры новых синтетических каннабимиметиков в моче // Наркология. - 2014. - №3. - С. 73—84.
3.  Идентификация наркотических и психоактивных веществ в биологических жидкостях и волосах методом газовой хроматографии с масс-селективным детектированием. Информационное письмо. (Авт. Савчук С.А., Изотов Б.Н.). ФГБУ ННЦ Наркологии. М., 2014. 53 с.
4.  Катаев С.С., Дворская О.Н. Идентификация метаболитов каннабимиметика AB- CHMINACA в моче методом ГХ-МС // Бутлеровские сообщения. - 2013. - Т.36. - №12. - С. 27-33.
5.  Обнаружение метаболитов синтетических каннабимиметиков в моче, волосах и сыворотке крови методом газовой хроматографии с масс-селективным детектированием. Информационное письмо. (Авт. Савчук С. А. и др.). ФГБУ ННЦ Наркологии. М., 2014. 43 с.
6.  Обнаружением синтетических каннабимиметиков, наркотических, психоактивных веществ и их метаболитов в моче, волосах и ногтях методами жидкостной хроматографии с масс- спектрометрическим детектированием. Информационное письмо. (Авт. Савчук С.А.). ФГБУ ННЦ Наркологии. М., 2014. 88 с.
7.  Uchiyama N., Matsuda S., Kawamura M., Kikura-Hanajiri R., Goda Y. Two new-type cannabimimetic quinolinyl carboxylates, QUPIC and QUCHIC, two new cannabimimetic carboxamide derivatives, ADB-FUBINACA and ADBICA, and five synthetic cannabinoids detected with a thiophene derivative a-PVT and an opioid receptor agonist AH-7921 identified in illegal products // Forensic Toxicology, July 2013, Volume 31, Issue 2, pp 223-240.
8.  F.W. McLafferty, Frantisek Turecek Interpretation of Mass Spectra / University Science Books, 20 Edgehi 11 Road, Mill Valley, CA 94941.
9.  David D. Speck, Rengachari Venkata-raghavan and Fred W. McLafferty A Quality Index for Reference M ass Spectra / Organi c Mass Spectrometry (13) 209-213 (1978) рисунок 20. Схема перегруппировки Мак-Лафферти при фрагментации TM S-эфира метаболита MDMB-FUBINACA    

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

...