核磁共振技术快速鉴定样品中的麻黄碱和伪麻黄碱

核磁共振技术快速鉴定样品中的 麻黄碱和伪麻黄碱
**基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（编号：81701864）;上海市优秀学术带头人计划资■助（编-§-： 19XD1432700）;上海市青年 科技启明星计划资助（编号：18QB14O34OO ）;上海市自然科学基金探索类项目（编号：17ZR1441600 ）
王跨陡I 袁晓亮2张玉荣I 刘文斌2曹芳琦2刍B 芸2
1.上海市公安局物证鉴定中心
2.上海市刑事科学技术研究院
摘 要：麻黄碱（Ephedrine ）和伪麻黄碱（Pseudoephedrine ）,被广泛应用在药物制剂中，同时又能够作为制作冰毒的原
料。

根据相关案件的情况分析，目前我国地下加工厂主要以麻黄碱/伪麻黄碱为原料，通过催化加氢法合成甲基苯丙
胺。

在实际的毒品检验中，快速高效的区分麻黄碱和伪麻黄碱，并确定二者的相对含量，有利于案情的精准定性。

研
究采用核磁共振技术鉴定样品中的麻黄碱和伪麻黄碱，并对方法进行评价。

在进行NMR 分析时，检材用気代甲醇溶 解、超声处理并用漩涡混合器振荡均匀后进样分析。

结果表明选用适当的気代甲醇试剂将二者溶解后进行核磁共振分
析，得到二者的氢谱（'H NMR ）和碳谱（,3C NMR ）图都有差异，其中'H NMR 核磁共振图谱差异最为明显，可实 现二者的有效区分。

核磁共振技术能用于样品中麻黄碱和伪麻黄碱的鉴别，该方法简洁、明了、快速、方便，并且可
以测定样品中麻黄碱和伪麻黄碱的相对含量。

将此法应用于实际案件的检验，效果良好。

关帧麻飆伪麻駅核》^氢谱碳谱
引言
麻黄碱（Ephedrine ）和伪麻黄碱（Pseudoephedrin
e ）,属芳怪仲胺类生物碱，是中国药典中中药材麻黄的主
要活性成分，存在于多种麻黄科植物中，具有发汗、平喘、
利尿、抗炎等功效，至今仍以中药材或中成药制剂的形式在
临床中药中常用。

二者具有相同的分子式，都具有两个手性
碳中心，分子式为C 10H 15NO,分子量为165.23220,其化学 名为2-甲氨基-1-苯基-1-丙醇（2-Methylamino-1-
phenyl-1-propanol ）,分子结构如图1所示。

二者作为药物制剂的同时，又是毒品加工中制造冰毒甲
基苯丙胺的直接原料，目前我国地下加工T 主要漏黄碱/伪
麻黄碱为原料，通过催化加氢法合成甲基苯丙胺。

催化加氢 法的第一步是将麻黄碱/伪麻黄碱制舸代甲基苯丙胺（俗称
氯饰黄碱、溯黄碱、熟麻）,第二步是将氯代甲琳丙
胺还原成冰毒，如图2所示。

二者于1998年在《联合国禁止非法贩运麻醉药品和精神 药品公约》中位列首批被管制的22种易制毒化学品之中。

随
着国内夕騰品形势的发展，苯丙胺类毒品己成为我国毒品市
场上的主要品种，非法制贩问题日趋严峻；同时在国内夕淸
品形势的影响下，我国吸毒人数呈几何式增长，其中甲基苯 丙胺（冰毒）滥用人数也最多。

2016年我国共缴获各类毒品
82.10$,其中冰毒晶体17.4吨，冰毒片剂11.6吨，二者合计
占比35.3%,远远超过了海洛因的8.8吨（10.7% ）和氯胺酮
的10.4吨（12.7% ） o 目前我国毒品消费市场上国内生产的
冰毒晶体占上激高，我国又是化学品生产大国，大量制毒原
料和配剂流入国内制毒工厂和影源地。

随着禁毒部门对
麻黄碱类复方希U 剂和麻黄草监管力度的不断加大，不法分子
又开始通过合成的途径来获得麻黄碱和伪麻黄碱。

为了配合
打击日益复杂严峻的国内外涉毒犯罪，麻黄碱和伪麻黄碱等
易制毒化学品的检验鉴定工作也应快速跟上，以利于全链条
的精准打击毒品犯罪，全要素的监管制毒物品，更好的为打 赢新时代条件下禁毒人民战争服务。

图2催化加氢法合成甲基苯丙胺流程图
国内外对于麻黄碱和伪麻黄碱的分析早有研究，大多是
采用IR 、GC-MS 、LC-MS 等方法。

核磁共振技术也是物质
结构分析的四大手段之一，反映的是物质分子空间结构的情
况，目前将核磁共振技术应用于麻黄碱和伪麻黄碱检验鉴定
方面的文章不多，至今还未见有使用核磁共振技术选用克代
甲醇溶剂来用于麻黄碱和伪麻黄碱检验鉴定的文章。

本文利
用二者是一对光学差向异构体，空间结构不同，采用核磁共 振技术，选用恰当的克代甲醇试剂，得到了二者的核磁共振
图谱，发现二者NMR 图谱中的'H 和"C 图谱都有明显差异，
92 廳匿3 2020年第1
期
尤其是克代甲醇溶剂中的'H NMR核磁共振图谱差异明显，能够将二者一目了然的加以区分开来，且方法操作简便，分析快速，能够很好的用于实际案例中麻黄碱和伪麻黄碱的检
_、实验部分
（一）仪器
JNM-ECS4OO型核磁共振仪（JEOL日本电子，400 M吃）;SB5200DT型超声清洗器（上海必能信超声有限公司）；5415D型台式高速离，濒，最大转速14000r/hnin（美国Eppendorf公司）；Vortex-Genie2型漩涡混合器（美国Scientific Industries公司）。

（二）试剂
盐酸麻黄碱标准品（中国药品生物制品检定所）,盐酸伪麻黄碱标准品（国家麻醉品实验室），盐酸麻黄碱样品（案件缴获）,怎代甲醇（美国Sigma-Aldrich公司）。

（三）测试条件
'H采集条件：磁场：9.389766|T|（400MHz）;数据采集点数：32768；扫描次数：64；扫描时间："min；RG 值：38;脉）中角度：45。

；采耗度：209。

"C采集条件：磁场：9.389766|T|（400MHz）;数据采集点数：131072；扫描次数：8192；扫描时间：14.04h；RG值：50;脉;中角度：30°;舷温20乜。

以上测试样品采用笊代甲醇（Methand-D4）为溶剂。

（四）样品处理
取检材20mg,用笊代甲醇超声溶解，配成约40mg/hnL 的溶液进行核磁共振分析。

二、结果与涨
（一）mft^（NMR）甌J
通过核磁共振（NMR）得到的麻黄碱和伪麻黄碱的'H NMR谱图，如图3所示。

通过对麻黄碱和伪麻黄碱的'H NMR 谱图分析，不难发现，对于麻黄碱而言，与轻基相连碳上的1-H的化学位移E+Mllppm,如图3a所示；对于伪麻黄碱而言，与轻基相连碳上的1-H的化学位移5计=4.53ppm,如图3b所示，二者化学位移差距约0.58ppm。

麻黄碱的1-H化学位移在宛代甲醇溶剂化学位移左侧，而伪麻黄碱的1-H化学彳代甲醇翩右侧。

这种明显的化别在'H NMR谱图上清晰可见，可作为区分麻黄碱和伪麻黄碱的直接判断依据。

同时二者其它位置上H原子的化学餚&有所不同。

麻黄碱的1H NMR数据解析：7.28~7.43ppm（m,
通讯作者：袁晓亮上海市刑事科学技术研究院5H,ArH), 5.11ppm(d,J=32Hz,1H,CH), 3.39­
3.45ppm(m,1H,CH), 2.76ppm(s,3H,NCH),
1.05ppm(d,J=6.6Hz,3H,CH,)；伪麻黄碱的'H NMR
数据解析：7.31~7.44ppm(m,5H,ArH), 4.53ppm
(d,J=9.4Hz,1H,CH),331~3.38ppm(m,1H,
CH), 2.71(s,3H,NC4), 1.08ppm(d,J=6.6Hz,
3H,C4)o这种全息的'H NMR图谱信息可以作为鉴定麻黄
碱砒麻黄碱的定性^ms。

图3麻黄碱（a）和伪麻黄碱（b）的'H NMR图谱
（与凳基相连碳上的1-H餡化学位移在二者笛图谱上有明显差异）并且利用该方法，也可以很容易的判定麻黄碱和伪麻黄
碱混合物中各自的相对含量。

通过两组设计实验，在图谱上
对与轻基相连碳上的4-H进行积分计算，可以对二者的相对
缽加以测定。

第一组实验，按照2:3的比例将麻黄碱和伪麻
黄碱混合用氛代甲醇溶解，测定'H NMR,按照图谱的积分图4麻黄碱和伪麻黄碱的基于1H NMR图谱相对含量的测定
（图a为2:3,图b为2:1）
Police Technology2020年第1期
93
比例，麻黄碱和伪麻黄碱1-H 峰的积分值为2:3,与开始的混 合比例一致如图4a 所示；第二组实验，按照2:1的比例将麻 黄碱和伪麻黄碱混合用贰代甲醇溶解，测定'H NMR,按照
图谱的积分比例，麻黄碱和伪麻黄碱1-H 峰的积分值为2:1,
与开始的混合比例一致，如图4b 所示。

造成二者1_H 化学位移相差较大的原因为：与1-H 相连
腹为手性碳，受手性碳周围基团排列顺序(空间结构)的不
同影响，对1-H 电子云緬蔽作用不同，歸立体异构体(麻
黄碱和伪麻黄碱)因空间结构的不同弓I 起磁环境不同，从而产 生核磁谱的不等价性，由此带来直观的化学位移不等价所致。

同理，1-C 化学位移也有较大的差别，如图5所示。

对于
麻黄碱而言，与轻基相连碳上的1-C 的化学位移& y=71.75
ppm,如图5a 所示；对于伪麻黄碱而言，与轻基相连碳上的
1-C 的化学位移6 2=75.56 ppm ；二者化学位移差距约
3.8ppm,如图5b 所示。

这种全息的1 *313C NMR 图谱也可以和'H NMR 图谱一起作为麻黄碱和伪麻黄碱跳性鉴定僦§。

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由此可见，麻黄碱和伪麻黄碱的'H NMR 和七NMR 谱图
有明显区别，尤其是'H NMR,麻黄碱的1-H 化学位移在克代 甲醇溶齐左侧，而伪麻黄碱的1-H 化
宛代甲醇溶剂特征化斡移的右侧，从而能将二者加以区分。

图5麻黄碱(a )和伪麻黄碱(b )的"C NMR 图谱
(二)实际样品的测定
研蘇用核磁法对F 历史案件进行了 K 核磁
共振检验鉴定。

2015年9月初，收到某单位缴获通过邮件寄
往海外的检材，总网2.8千克，当时初检，案件仅定义为麻
黄碱类，未对检材做进一步确认和区分，并按照一类制毒原
料进行了案件定性。

笔者在基于核磁共振方法研究的基础
上，又进行了二次检测分析，检测结果与麻黄碱的'H
NMR 图谱一致，如图6a 所示，5 ^=5.11 ppm o 同样的，对
于案件样本的"CNMR 测定结果来看，5 ^=71.70ppm,如
图6b 所示，其化学位移特征与麻黄碱一致，可以定性为麻黄
碱案件。

图6 f 制毒案件中総样品的NMR 分析，
(a)1HNMR 图谱；(b)13CNMR 图谱
(其申各-!_H =5.10—5.13ppm , 8 2=71.70 ppm )
三、结语
本文利用麻黄碱和伪麻黄碱二者空间结构排列的不同，
从而呈现出不同的核磁波谱特性，抛开了传统的利用二者理
化性质的差异导致保留时间的不同或吸收峰的不同将二者加
以区分开来的方法，建立了麻黄碱和伪麻黄碱的核磁共振鉴
定方法，该方法简便、快速、准确、明了，使得今后案件中 麻黄碱和伪麻黄碱的定性分析工作更加便捷、高效、准确，
并能将之用于二者的相对含量测定。

Id
参考文献
94置矗曇3 2020年第1
期。