Идентификация и аналитические характеристики новых синтетических каннабиноидов
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Выводы
Список работ, опубликованных автором по теме диссертации
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Выводы
Список работ, опубликованных автором по теме диссертации
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 соответствии 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.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:
1. Результаты исследований по определению химических структур новых синтетических каннабиноидов и их классификационных признаков. Алгоритм качественного анализа неизвестных синтетических каннабиноидов.
2. Аналитические характеристики синтетических каннабиноидов в виде хроматографических параметров удерживания, масс-спектров ЭИ, в том числе высокого разрешения (ВР), тандемных (МС/МС) масс-спектров ВР, спектров ЯМР, ИК и УФ.
3. Пути масс-спектрометрического распада синтетических каннабиноидов под действием электронной ионизации и в результате диссоциации, индуцируемой соударением (ДИС), схемы фрагментации этих соединений.
4. Результаты исследования процесса термической изомеризации синтетических каннабиноидов, содержащих 2,2,3,3-тетраметилциклопропан- карбонильный фрагмент.
Личный вклад автора заключался в постановке проблемы, целей и задач исследования, общем планировании работ, разработке подходов по установлению структур синтетических каннабиноидов и проведению их определения в смесях для курения. Проведение экспериментальных исследований, обработка и анализ результатов выполнены либо лично автором, либо при его непосредственном участии. Систематизация результатов, их анализ и теоретическая интерпретация осуществлялась непосредственно автором.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на 3 российских и международных конференциях, в практику внедрены 4 методические рекомендации по определению синтетических каннабиноидов и библиотека масс-спектров электронной ионизации.
Публикации. По теме диссертации имеется 20 публикаций, в том числе опубликовано 7 статей в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Материал изложен в двух томах: первый том на 136 страницах, включает введение, 3 главы, выводы, список литературы (173 источника), второй том на 156 страницах, включает 7 приложений. Работа содержит 43 рисунка и 54 таблицы.
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.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:
1. Результаты исследований по определению химических структур новых синтетических каннабиноидов и их классификационных признаков. Алгоритм качественного анализа неизвестных синтетических каннабиноидов.
2. Аналитические характеристики синтетических каннабиноидов в виде хроматографических параметров удерживания, масс-спектров ЭИ, в том числе высокого разрешения (ВР), тандемных (МС/МС) масс-спектров ВР, спектров ЯМР, ИК и УФ.
3. Пути масс-спектрометрического распада синтетических каннабиноидов под действием электронной ионизации и в результате диссоциации, индуцируемой соударением (ДИС), схемы фрагментации этих соединений.
4. Результаты исследования процесса термической изомеризации синтетических каннабиноидов, содержащих 2,2,3,3-тетраметилциклопропан- карбонильный фрагмент.
Личный вклад автора заключался в постановке проблемы, целей и задач исследования, общем планировании работ, разработке подходов по установлению структур синтетических каннабиноидов и проведению их определения в смесях для курения. Проведение экспериментальных исследований, обработка и анализ результатов выполнены либо лично автором, либо при его непосредственном участии. Систематизация результатов, их анализ и теоретическая интерпретация осуществлялась непосредственно автором.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на 3 российских и международных конференциях, в практику внедрены 4 методические рекомендации по определению синтетических каннабиноидов и библиотека масс-спектров электронной ионизации.
Публикации. По теме диссертации имеется 20 публикаций, в том числе опубликовано 7 статей в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Материал изложен в двух томах: первый том на 136 страницах, включает введение, 3 главы, выводы, список литературы (173 источника), второй том на 156 страницах, включает 7 приложений. Работа содержит 43 рисунка и 54 таблицы.
В результате выполненной работы можно сделать следующие выводы:
1. Установлено и доказано строение пятидесяти трех синтетических каннабиноидов, получивших распространение в нелегальном обороте психоактивных веществ, главным образом, в составе смесей для курения, в том числе 48 с неописанными в литературе аналитическими сигналами:
• Впервые установлена структура некоторых синтетических каннабиноидов из класса аминоалкилидолов, представителей групп 3-бензоил- индола и 3-нафтоилиндола.
• Впервые идентифицирован ряд соединений, представляющих собой новые типы синтетических каннабиноидов, а именно, производные 3-ада- мантоилиндола, 3-карбоксамидные соединения индола и индазола, сложные эфиры индол-3-карбоновой кислоты.
• Впервые в мире идентифицирована новая группа синтетических каннабиноидов, производных (2,2,3,3-тетраметилциклопропанкарбонил)индола и их неиндольный структурный аналог А-836,339 в составе нелегальных психоактивных композиций. Впервые был установлен факт раскрытия циклопропильного кольца синтетических каннабиноидов (2,2,3,3-тетраметилциклопро- панкарбонил)индольного ряда при термическом воздействии с образованием изомерной ациклической структуры и доказано строение изомерных соединений.
2. Выявлены новые группы синтетических каннабиноидов и расширена традиционная классификация синтетических каннабиноидов за счет этих новых групп соединений, а именно циклоалканоилиндолов, 3-карбоксамидов индола и индазола, сложных эфиров индол-3-карбоновой кислоты. Предложенная новая классификация дает возможность отнести неизвестные структурные аналоги синтетических каннабиноидов к определенной группе, т.е. проводить групповую идентификацию.
3. Разработан и практически реализован алгоритм идентификации синтетических каннабиноидов в объектах неизвестного состава, основанный как на принципе сопоставления зарегистрированных аналитических сигналов со справочными данными, так и на принципе исследования спектральных закономерностей и интерпретации спектральных данных не описанных ранее соединений с последующим использованием полученных данных в качестве справочного материала.
4. Получены и описаны аналитические характеристики идентифицированных синтетических каннабиноидов в виде хроматографических параметров удерживания, масс-спектров электронной ионизации, в том числе высокого разрешения, МС/МС-спектров высокого разрешения, спектров ИК, ЯМР и УФ, позволяющие надежно и оперативно их идентифицировать в объектах анализа наркотических средств. Для широкого ряда синтетических каннабиноидов аналитические данные представлены впервые.
5. На основе масс-спектров и МС/МС-спектров высокого разрешения экспериментально изучены закономерности масс-спектрометрического распада соединений в результате электронной ионизации и в условиях диссоциации, индуцируемой соударением. Составлены схемы фрагментации, позволяющие проводить идентификацию новых соединений.
6. Разработаны, апробированы и внедрены в практику аналитических лабораторий экспертных учреждений федеральных органов исполнительной власти России методики качественного определения синтетически каннабиноидов в объектах экспертиз наркотических средств и компьютерная библиотека масс-спектров электронной ионизации. Разработанное методическое обеспечение позволило успешно идентифицировать синтетические каннабиноиды при проведении экспертиз наркотических средств, что способствовало оценке масштабов их распространения на территории России и привело к юридическому запрету большинства соединений в связи с выявленной наркотической активностью и потенциальной угрозой обществу.
1. Установлено и доказано строение пятидесяти трех синтетических каннабиноидов, получивших распространение в нелегальном обороте психоактивных веществ, главным образом, в составе смесей для курения, в том числе 48 с неописанными в литературе аналитическими сигналами:
• Впервые установлена структура некоторых синтетических каннабиноидов из класса аминоалкилидолов, представителей групп 3-бензоил- индола и 3-нафтоилиндола.
• Впервые идентифицирован ряд соединений, представляющих собой новые типы синтетических каннабиноидов, а именно, производные 3-ада- мантоилиндола, 3-карбоксамидные соединения индола и индазола, сложные эфиры индол-3-карбоновой кислоты.
• Впервые в мире идентифицирована новая группа синтетических каннабиноидов, производных (2,2,3,3-тетраметилциклопропанкарбонил)индола и их неиндольный структурный аналог А-836,339 в составе нелегальных психоактивных композиций. Впервые был установлен факт раскрытия циклопропильного кольца синтетических каннабиноидов (2,2,3,3-тетраметилциклопро- панкарбонил)индольного ряда при термическом воздействии с образованием изомерной ациклической структуры и доказано строение изомерных соединений.
2. Выявлены новые группы синтетических каннабиноидов и расширена традиционная классификация синтетических каннабиноидов за счет этих новых групп соединений, а именно циклоалканоилиндолов, 3-карбоксамидов индола и индазола, сложных эфиров индол-3-карбоновой кислоты. Предложенная новая классификация дает возможность отнести неизвестные структурные аналоги синтетических каннабиноидов к определенной группе, т.е. проводить групповую идентификацию.
3. Разработан и практически реализован алгоритм идентификации синтетических каннабиноидов в объектах неизвестного состава, основанный как на принципе сопоставления зарегистрированных аналитических сигналов со справочными данными, так и на принципе исследования спектральных закономерностей и интерпретации спектральных данных не описанных ранее соединений с последующим использованием полученных данных в качестве справочного материала.
4. Получены и описаны аналитические характеристики идентифицированных синтетических каннабиноидов в виде хроматографических параметров удерживания, масс-спектров электронной ионизации, в том числе высокого разрешения, МС/МС-спектров высокого разрешения, спектров ИК, ЯМР и УФ, позволяющие надежно и оперативно их идентифицировать в объектах анализа наркотических средств. Для широкого ряда синтетических каннабиноидов аналитические данные представлены впервые.
5. На основе масс-спектров и МС/МС-спектров высокого разрешения экспериментально изучены закономерности масс-спектрометрического распада соединений в результате электронной ионизации и в условиях диссоциации, индуцируемой соударением. Составлены схемы фрагментации, позволяющие проводить идентификацию новых соединений.
6. Разработаны, апробированы и внедрены в практику аналитических лабораторий экспертных учреждений федеральных органов исполнительной власти России методики качественного определения синтетически каннабиноидов в объектах экспертиз наркотических средств и компьютерная библиотека масс-спектров электронной ионизации. Разработанное методическое обеспечение позволило успешно идентифицировать синтетические каннабиноиды при проведении экспертиз наркотических средств, что способствовало оценке масштабов их распространения на территории России и привело к юридическому запрету большинства соединений в связи с выявленной наркотической активностью и потенциальной угрозой обществу.