Идентификация метаболитов каннабимиметика MDMB(n)-073f в моче методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

УДК 340.67:543.51/544.43:615.074

И

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МЕТАБОЛИТОВ КАННАБИМИМЕТИКА MDMB(N)-073F В МОЧЕ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ

С.С. Катаев1, О.Н. Дворская2, М.А. Гофенберг3'4'5

'Государственное казенное учреждение особого типа Пермского края «Пермское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы» 614077, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Старцева, 61

2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации 614990, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Полевая, 2

3Государственное автономное учреждение здравоохранения Свердловской области «Областная наркологическая больница»

620030, Россия, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Халтурина, 44А "Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Свердловской области «Свердловская областная клиническая психиатрическая больница», 620034, Свердловская область, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 8 км.

5Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации 620028, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3.

В начале 2019 года в ряде областей Российской Федерации появился новый представитель синтетических каннабими-метиков группы метилбутаноатиндазолкарбоксамидов -MDMB(N)-073F. Особенности фармакологического действия, клиническая картина отравленийMDMB(N)-073Fне изучены, психоактивные эффекты, производимыеMDMB(N)-073F, являются неисследованными. В этой связи изучение метаболизма нового каннабимиметика является важным аспектом в установлении факта приема MDMB(N)-073F при экспертных исследованиях биологических объектов. Цель исследования - выявление метаболитов синтетического каннабимиметика MDMB(N)-073F в реальных образцах мочи с использованием твердофазной экстракции (ТФЭ) и газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС).

Материалы и методы. 10 образцов мочи были собраны в период с 15 по 29 марта 2019г. 8 проб мочи были доставлены из кабинетов медицинского освидетельствования г. Екатеринбурга и Свердловской области от лиц, освидетель-ствуемых на состояние опьянения; 2 образца мочи были получены от пациентов Свердловского областного центра острых отравлений при поступлении в токсико-реанимационное отделение с предварительным диагнозом «острое отравление синтетическими каннабимиметиками». В исследовании для подготовки проб применялись патроны для ТФЭ SampliQ EVIDEX- 200 мг - 3 мл (Agilent, США), для ферментативного гидролиза использовалась в-глюкуронидаза, Type HP-2, From Helix Pomatia, 100000 ЕД/мл (Sigma-ALDRICH CHEMI, Германия), в качестве инструментального метода анализа - газовая хроматография - масс-спектрометрия с использованием газового хроматографа Agilent 7820 с масс-селективным детектором Agilent 5975 (Agilent, США).

Результаты и обсуждение. Описаны метаболиты, позволяющие установить факт употребления каннабимиметика MDMB(N)-073F в процедуре скрининга мочи на наличие наркотических и лекарственных веществ с применением методов твердофазной экстракции и газовой хроматографии с масс-спектрометрией. Выполнена идентификация основных метаболитов MDMB(N)-073F в моче потребителей курительных смесей. Установлено, что метаболизм MDMB(N)-073F, главным образом, обусловлен гидролизом сложноэфирной группы, гидроксилированием, окислительным дефторированием и N-деалкилированием; большая часть образующихся метаболитов выводится с мочой в конъюгированном виде. Заключение. Получены газохроматографические и масс-спектрометрические характеристики некоторых производных основных метаболитов нового синтетического каннабимиметика MDMB(N)-073F, которые могут быть полезны в практике судебно-химического и химико-токсикологического анализа.

Ключевые слова: MDMB(N)-073F, каннабимиметики, метаболизм, ферментативный гидролиз, твердофазная экстракция, газовая хроматография - масс-спектрометрия

Для цитирования: С.С. Катаев, О.Н. Дворская, М.А. Гофенберг. Идентификация метаболитов каннабимиметика MDMB(N)-073F

в моче методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Фармация и фармакология. 2019;7(2): 70-83.

DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

© С.С. Катаев, О.Н. Дворская, М.А. Гофенберг, 2019

For citation: S.S. Kataev, O.N. Dvorskaya, M.A. Gofenberg. Identification of cannabimimetic MDMB(N)-073F metabolites in urine by method of gas chromatography with mass spectrometry detection. Pharmacy & Pharmacology. 2019;7(2): 70-83. DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

Поступила в редакцию: 15.04.2019

Е-mail: [email protected] Принята к печати: 30.04.2019

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

IDENTIFICATION OF CANNABIMIMETIC MDMB(N)-073F METABOLITES IN URINE BY METHOD OF GAS CHROMATOGRAPHY WITH MASS SPECTROMETRIC DETECTION

S.S. Kataev1, O.N. Dvorskaya2, M.A. Gofenberg345

1 Perm Regional Bureau of Forensic-Medical Expertise 61, Startsev Str, Perm, Russia, 614077

2 Perm State Pharmaceutical Academy

2, Polevaya Str., Perm, Russia, 614990

3 Regional Narcological Hospital

l44 A, Khalturin Str., Yekaterinburg, Russia, 620030

4 Regional Clinical Psychiatric Hospital

8 km, Sibirsky Trakt, Yekaterinburg, Russia, 620034 5Ural State Medical University

3, Repin Str., Yekaterinburg, Russia, 620028

E-mail: [email protected] Received: 15.04.2019 Accepted for publication: 30.04.2019

Background. At the beginning of 2019, the use ofa new representative ofsynthetic cannabimimetics of the methylbutanoate in-dazole carboxamides group, MDMB(N)-073F, was recorded in a number of regions in the Russian Federation. Characteristic features of the pharmacological effect, the clinical picture of MDMB(N)-073F poisoning have not been studied, the psychoactive effects produced by MDMB(N)-073F remain unexplored. In this regard, the study of the new cannabimimetic metabolism is an important aspect in establishing the fact of taking MDMB(N)-073F during expert studies of biological objects. The aim of the research is identifying metabolites of synthetic MDMB(N)-73F cannabimimetics in real urine samples using solid-phase extraction (SPE) and gas chromatography (GC) with mass spectrometric detection (GC-MS). Materials and methods. 10 urine samples were collected from March 15 to March 29, 2019. 8 urine samples were taken from the medical examination offices of the city of Yekaterinburg and the Sverdlovsk region from the persons examinedfor intoxication; 2 urine samples were obtained from the patients of the Sverdlovsk regional center of acute poisoning upon enrolment to the toxic-intensive care unit with a preliminary diagnosis of "acute poisoning by synthetic cannabimimetics". In the research, SampliQ EVIDEX-200 mg - 3 ml (Agilent, USA) cartridges were usedfor the sample preparation; fi-glucuronidase Type HP-2, From Helix Pomatia, 100000 U/ml (Sigma-ALDRICH CHEMI, Germany) was used for enzymatic hydrolysis. Gas chromatography - mass spectrometry with the use of Agilent 7820 gas chromatograph with Agilent 5975 mass selective detector (Agilent, USA) was used as an instrumental method of the analysis.

Results. The metabolites that make it possible to establish the fact of taking MDMB(N)-073F cannabimimetics via urine screening procedure to detect the presence of narcotic and medicinal substances with the use ofsolid-phase extraction and gas chromatography methods with mass spectrometry, have been described. The major metabolites MDMB(N)-073F in the urine of smoking mixtures consumers have been identified. The metabolism of MDMB(N)-073F has been found to be mainly due to hydrolysis of the ester group, hydroxylation, oxidative defluorination and N-dealkylation. Most of the resulting metabolites are excreted in the urine in the conjugated form.

Conclusion. Gas chromatographic and mass spectrometric characteristics of some derivatives of the main metabolites of the new syntheticMDMB(N)-073F cannabimimetic have been obtained. This data can be used in the practice of forensic chemical and chemical toxicological analysis.

Keywords: MDMB(N)-073F, cannabimimetics, metabolism, enzymatic hydrolysis, solid-phase extraction (SPE), gas chromatography - mass spectrometry

ВВЕДЕНИЕ

Законодательные усилия в области контроля за оборотом наркотических средств и психотропных веществ, предпринимаемые в последние годы, сократили масштабы появления серий новых «дизайнерских наркотиков», но тенденция к периодическому появлению новых представителей синтетических кан-набимиметиков сохраняется. Синтетические канна-бимиметики (СК) являются наиболее разнообразно представленной группой психоактивных веществ на

рынке нелегального оборота наркотических средств. За несколько последних лет сменилось несколько «поколений» синтетических каннабимиметиков.

Так, по химической структуре большинство СК, выявленных в 2014-2015 годах, входило в группы нафтоилиндолов, 1-амино-1-оксобутаниндазолкар-боксамидов и метилбутаноатиндазолкарбоксамидов [1].

В начале 2019 года в ряде субъектов Российской Федерации появился новый представитель

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

СК группы метилбутаноатиндазолкарбоксамидов -MDMB(N)-073F, являющийся 4-фторпроизводным ранее встречавшегося MDMB(N)-073 [2].

СК MDMB(N)-073F согласно Постановлению Правительства РФ № 1097 (от 12 октября 2015 года) подпадает под действие перечня I списка наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров [3]. Исходя из химической структуры, MDMB(N)-073F является производным 2-(1-бу-тил-1Н-индазол-3-карбоксамидо)уксусной кислоты.

Особенности фармакологического действия, клиническая картина отравлений MDMB(N)-073F не изучены, психоактивные эффекты, производимые MDMB(N)-073F являются неисследованными. В этой связи изучение метаболизма нового каннабимимети-ка представляется актуальным в практике экспертных учреждений, осуществляющих химико-токсикологический и судебно-химический анализ объектов.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является выявление метаболитов синтетического каннабимиметика MDMB(N)-073F в реальных образцах мочи с использованием твердофазной экстракции и газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Оборудование

• Газовый хроматограф - Agilent 7820 (капиллярная колонка HP-5MS с внутренним диаметром 0,25 мм, длиной 30 м, толщиной пленки 0,25 мкм (Agilent, США);

• масс-селективный детектор Agilent 5975 (Agilent, США);

• система с вакуумной камерой (12 позиций)

(Supelco);

• насос низкого вакуума KNF lab LABOPORT (Франция);

• термоблок ПЭ-4030 (ОАО «Экрос», Россия);

• одноканальный испаритель ПЭ-2300 (ОАО «Экрос», Россия);

• микровстряхиватель ПЭ-2 (ОАО «Экрос», Россия);

• бытовая микроволновая печь Supra MWS-1824SW (Россия);

• патроны для ТФЭ SampliQ EVIDEX - 200 мг -3 мл (Agilent, США);

• полуавтоматические пипетки-дозаторы (для отбора объемов жидкостей: 4-40, 40-200 мкл и 0,2-1, 1-5 мл).

Материалы

Бис-триметилсилил-трифторацетамид (BSTFA), содержащий 1% триметилхлорсилана; Р-глюкурони-даза, Type HP-2, From Helix Pomatia, 100000 ЕД/мл (Sigma-ALDRICH CHEMI, Германия). Используемые в исследовании реактивы и растворители марки «х.ч.». Хранение проб мочи до исследования осуществляли при + 4°С.

Подготовка проб

10 образцов мочи были собраны в период с 15 по 29 марта 2019 г. 8 проб мочи были доставлены из кабинетов медицинского освидетельствования г. Екатеринбурга и Свердловской области от лиц, осви-детельствуемых на состояние опьянения; 2 образца мочи были получены от пациентов Свердловского областного центра острых отравлений при поступлении в токсико-реанимационное отделение с предварительным диагнозом «острое отравление синтетическими каннабимиметиками». Подготовка образцов мочи с применением ферментативного гидролиза: к пробам мочи объемом по 1 мл прибавляли по 50 мкл спиртовых растворов внутренних стандартов: этилморфина гидрохлорида (0.02 мг/мл), Ж-этилбен-зиламина (0.01 мг/мл) и гексенала (0.2 мг/мл). Далее для одной параллели образцов мочи проводили предварительную подготовку образцов с применением ферментативного гидролиза. К пробе мочи прибавляли 250 мкл 1/15М фосфатного буфера рН 6 и 50 мкл Р-глюкуронидазы, флакон укупоривали и выдерживали при 45°С в течение 2 часов.

К образцам мочи без гидролиза и после гидролиза прибавляли 2 мл 1/15 М фосфатного буфера (рН 4.8). Содержимое флаконов центрифугировали при 3000 об/мин в течение 10 минут, центрифугат отделяли от осадка.

Для экстракции использовали патроны для ТФЭ SampliQ EVIDEX (200 мг/3 мл) со смешанной фазой. Кондиционирование сорбента осуществляли путем последовательного пропускания через картридж 2 мл 95% этанола и 2 мл 1/15 М фосфатного буфера (рН 4.8). Далее загружали образец со скоростью 1 мл/мин. Промывку проводили последовательно: 1 мл 1/15 М фосфатного буфера (рН 4.8) и 1 мл 10% этанола. Сушку патрона производили под вакуумом в течение 20 минут. Элюат I получали двукратным пропусканием через патрон смеси н-гексан-этилацетат (2:1) по 2 мл. Элюат II - двукратным пропусканием через патрон смеси дихлорме-тан-2-пропанол - 25% аммиак (2:1:0.1) по 2 мл. Элюаты I и II испаряли в токе азота при 45°С.

Дериватизация и исследование

Метилирование

К сухому остатку элюата I прибавляли 500 мкл безводного ацетона, 40 мкл йодистого метила и 20-25 мг безводного карбоната калия, герметично закрывали и нагревали при 60°С в течение 60 минут в термоблоке. Флакон охлаждали, отбирали жидкую фракцию реакционной смеси, переносили в чистую виалу и испаряли в токе азота при 40°С. Сухой остаток растворяли в 100 мкл безводного этилацетата и 1 мкл вводили в испаритель газового хроматографа.

Ацетилирование

К сухому остатку элюата II или элюата I (последний после процедуры метилирования) прибавляли 40

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

мкл безводного пиридина и 60 мкл уксусного ангидрида (замывая стенки виалы), виалу плотно укупоривали и обрабатывали микроволновым излучением в СВЧ-печи с мощностью 560 Вт в течение 5 минут. После охлаждения флакон вскрывали и выпаривали избыток реагентов в токе азота (не выше 40°С). Сухой остаток растворяли в 100 мкл безводного этилацетата и 1 мкл вводили в испаритель газового хроматографа.

Получение триметилсилиловых эфиров К сухому остатку элюата I или II прибавляли 100 мкл BSTFA, содержащего 1% триметилхлорси-лана, герметично закрывали, перемешивали на ми-кровстряхивателе и нагревали при 80°С в течение 60 минут в термоблоке. Виалу охлаждали и 2 мкл вводили в испаритель газового хроматографа.

Режим работы газового хроматографа с масс-селективным детектором Скорость потока газа-носителя (гелий) через колонку 1.5 мл/мин, режим работы split/splitless (деление потока 15:1, с задержкой включения 1 мин после ввода пробы). Температура испарителя хроматографа и интерфейса детектора задавалась 250 и 280°С. Температура колонки: начальная 70°С в течение 2 мин и прогрев до 280°С со скоростью программирования 20 град/мин, выдержка при конечной температуре 8 мин.

Напряжение на умножителе масс-селективного детектора устанавливали равной величине автоматической настройки детектора. Регистрация масс-спектров для ацетильных и метильных производных в режиме полного сканирования ионов в интервале масс 42-450 а.е. Регистрация масс-спектров триметилси-лильных производных в режиме полного сканирования ионов в интервале масс 43-650 а.е.

Обработку хроматограмм с целью идентифика-

ции компонентов проб проводили с использованием программ MSD ChemStation E.02.01.1177 (Agilent) и AMDIS (The Automatic Mass Spectral Deconvolution and Identification System, NIST).

Степень конъюгирования метаболитов MDMB(N)-073F определяли для их метиловых эфиров по отношению площади пиков иона с величиной m/z: для М1 и артефакт М4 - 219, M2 - 249, М3 -159, М5 - 245, М6 - 235, М7 и М9 - 189, М8 - m/z 217 и площади пика иона m/z 235 для Ж-метилгек-сенала (внутренний стандарт) в элюате I мочи без гидролиза и с ферментативным гидролизом. Для их триметилсилиловых эфиров М1, М10, М4 и артефакта М4 относительное содержание определяли путем внутренней нормализации по отношению площади пиков иона с величиной m/z 219 в элюате I мочи с ферментативным гидролизом.

Результаты расчетов физико-химических констант (LogP, KOC) получены с использованием пакета программ ACD/Labs v6.0 (Advanced Chemistry Development Inc., Toronto, Canada).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Химическое название каннабимиметика MDMB(N)-073F - 2-[1-(4-фторбутил)-1Н-инда-зол-3-карбоксамид]-3,3-диметилбутановой кислоты метиловый эфир; брутто формула: C19H26FN3O3; молекулярная масса = 363.4 г/моль. Синонимы: 4-fluoro MDMB-BINACA, 4F-MDMB-BINACA, 4-fluoro MDMB-BUTINACA.

MDMB(N)-073F является производным уже известного соединения MDMB(N)-073 [2] и отличается от последнего наличием фтора в положении 4 алкиль-ного заместителя индазольного гетероцикла. Химические структуры каннабимиметиков MDMB(N)-073 и MDMB(N)-073F приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Химические структуры каннабимиметиков MDMB(N)-073 и MDMB(N)-073F

Предполагаемая химическая структура метаболитов MDMB(N)-073F, идентифицированных при исследовании образцов мочи лиц, употреблявших курительные смеси, представлена на рисунке 2.

Структуры метаболитов определяли на основании масс-фрагментации пиков, выявленных на хрома-тограммах, полученных при исследовании проб мочи потребителей наркотических средств, а также, исходя

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

из литературных данных по масс-фрагментации метаболитов МЭМБ(№)-073 [2] и 5F-AB-PINACA [4]. Для установления свойств функциональных групп в структуре метаболитов применяли различные виды

дериватизации, а также последовательное их сочетание. На рисунках 3-16 приведены предполагаемые структуры и масс-спектры производных метаболитов М1-М10 МЭМБ(№)-073Е

'NH Ьн

-NH \

ОН

М2.1 М2.2

~NH \

ОН

-NH \

ОН

'NH Ьн

-NH \

ОН

Рисунок 2 - Предполагаемые химические структуры метаболитов каннабимиметика MDMB(N)-073F

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

96

80

72

64

S3 56

§ 48 i

(Й

40

32

24

16

219"i

145"

Г57 ■ ll' ■ ■ ч

90'

171"| 192"|

C19H26FN3Ü3 M.m. 363 RI=2650 __

219 OCH3

OA '

H

O

304 --1

N

N

275 "I

248-|

307'

304 "I

363 -| ^_L

I 111 11 1111111 I I 11 1111 1111 I 11 111111 I I I I I 111 1111 I I I 111 1111 111 I I 11 11111 I I I 11 1111 1111 I 11 11111111 11 I 1111 1111 I 11 11 11111 11 I I 111 1111 I 11 11 I 1111 111 I I 11 11111 11

60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 3 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура метилового эфира метаболита М1

249-|

C20H28FN3O4 M.m. 393 RI=2902 M2.1 RI=2855 M2.2

96

80

72

64

56

S 48

I

а_

40

32

24

16

161-|

120-1

■ni. . .1111I.1.I . II

jJi_Li

Г175

-iL

206-|

__.Ii I il ...... I .......i

H3CO

305'

281-| ii i. и Li.....

337-1 334-1

I lll-llll

393 "I

'I -J.il... t.

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 4 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура диметилового эфира метаболита М2.2.

F

8

F

8

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

96

88

80

72

64

56

48

40

32

24

16

159-

77'

1321

104 -|

J_i i I

C16H21N3O3 M.m. 303 RI=2405

OCH3 O

215"

172 "I

188 -|

247-

244-|

272 -|

303-|

96

80

72

11111 ч11111111 ч111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 5 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура диметильного производного М3

219-,

C18H22FN3 O 3

M.m. 347

RI=2840 i

332 - - -219--л \ O

' -NH

64

56

48

40

32

24

16

1451

84-

: ■'■! ■ I-

131 -| 121 "I

Ju_i_L,

J_L

177"| 194-| '■ ■ i_' i.l - ' ■ i 'i

^VnH^J

N

N

34 7 "I

332 "I

260 -| ii Ii 11 i j ..........Ii. I

2891 3141

J_

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 6 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура артефакта метаболита М4

8

F

8

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

96

88

80

72

64

56

§ 48

I

(Й_

40

32

24

16

245-

213'

101

59

145l

131 "I

171 "I

jJlL.

JlL.

C20H27FN3O5 M.m. 389 RI=2870

245 \

PCH3

N

P

333 П

330-|

269-

301 ■

/PCH3 P

38 9-|

60 80 100 120 140 160 180 203 220 240 260 280 300 320 340 360 380

Величина п/г, а.е.м.

Рисунок 7 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура диметилового эфира метаболита М5

235"

■ Cl9H26FNзO4

M.m. 379 RI=2815

235 \ рОН3

N

О

96

80

72

64

56

S 48

I

(й_

40

32

24

16

145-

"82

131

■.ill- Hill

JLL.

1901

L_L_Li

207-|

I 11" II-i I . .......I

291

li.--'i 1 ■. IJ

323

320

LJ_

jJ

p332

379-| I.....I.

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

Величина п/г, а.е.м.

Рисунок 8 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура метилового эфира метаболита М6

8

F

8

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

96

80

72

64

5 56

0 48

1

£_

s 40

32

24 "8"

C13H15FN2O2 M.m. 250 RI=2035

189-

219—л

со

-VOCH.

129-

90"|

_i_L

176" 170 -|

_L

250'

219-|

2351

Jl_d_

_1_L

80

100

120

140 160 180

Величина m/z, ае.м.

200

220

240

Рисунок 9 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура метилового эфира метаболита М7

2171

96

80

72

64

56

48

£ 40

32

24

16

1451

1311

163-

194-

M.m. 361 RI=2877

OCH3

S

O

253248 -|

282"|

305'

343-

J_I_1

361-|

■ I-. il.

J_

120 140 160 180

200 220 240 260 280 300 320 340 360 Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 10 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура метилового эфира метаболита М8

8

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

24 16 T"

145'

189"

176 -|

C17H23N3O4 M.m. 333 RI=2640

189 —-N

\

OA

H3CO

QCH3

s

O

245-

230 -|

_L

2771 274

333-

Lb_Ll

140 160 180 200 220 240

Величина m/z, а.е.м.

260

280

303

320

340

Рисунок 11 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура триметильного производного метаболита М9

145"

131 -|

219-

167-

178

307-

275'

_L

_L

C22H34FN3O4Si M.m. 451 RI=2875

436

\

/SI

O \

QCH3

N

O

340

392

436

Illll

120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 12 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура триметилсилильного эфира

метаболита М10

F

8

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

Величина m/z, ае.м.

Рисунок 13 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура монометилового эфира метаболита М6 после ацетилирования

100 150 200 250 300 350 400 450

Величина п/г, ае.м.

Рисунок 14 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура монометилового эфира метаболита М6, после обработки BSTFA

PHARMACY & DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

PHARMACOLOGY

96

80

72

64

56

48

40

32

24 "Ü"

259-

145-

103-

= ■HI ■ il-l

■I .nl.i I

171

199П

2171

LL

■'■I ■ ■■

C21H29N3O5

M.m. 403 RI=2950

PCH3

N

P

330'

3471

441

P4!

.............. ■■

Ii_L

li

P

P

1.....1

403 -|

_1L_lii

................I.............................I.........I.......................................I.........I.......................................I...............

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 15 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура монометилового эфира метаболита М8 после ацетилирования

96

80

72

64

56

48

40

32

24

16

■73

219-

145 -|

U

ы

Г157 IILJIL I-. iL J ■ jj.ij.jlJi Л-J

C24H40FN3O4Si2 494 ■

M.m. 509 RI=2895

219

о

„/Si"

P \

o-

O

-Si-

392-

362-

275

L_iLL

302-

X.

494

jL

439-|

Jl J-

—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—I—1—1—1—1—

100 150 200 250 300 350 400 450

Величина m/z, а.е.м.

Рисунок 16 - Масс-спектр, индекс удерживания и структура бис-триметилсилильного эфира

метаболита М4

2

8

F

8

ISSN 2307-9266 e-ISSN 2413-2241

ФАРМАЦИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ

В результате исследования проб с применением последовательной дериватизации путем метилирования и последующего ацетилирования или силилирова-ния для метаболитов М6 и М8 наблюдалось изменение характера масс-фрагментации и сдвиг времен удерживания, что указывает на наличие в структуре соединений спиртовых гидроксильных групп. Относительное содержание и степень коньюгации для метаболитов М4 и М10 определяли суммарно после получения ме-тильных производных, так как полученные производные склонны при газохроматографическом исследовании к внутримолекулярной циклизации с образованием соответствующего артефакта. Содержание М10 определяли только после гидролиза и дериватизации с BSTFA, как индивидуальное соединение.

В масс-спектрах метиловых эфиров метаболитов

MDMB(N)-073F наблюдается выраженный молекулярный ион-радикал. Имеются общие направления фрагментации, характерные для метиловых эфиров, за исключением метаболита М7 и артефакта метаболита М4, такие как [М-59]+ и отщепление 2-метил-проп-1-ена, образующегося из трет-бутильной группировки с образованием ион-радикала [М-56]+.

Общие характеристические ионы для метаболитов М1, М4-М8 с величинами m/z 131, 145 представлены на рисунке 17. Для диметиловых эфиров метаболитов М2.1, М2.2 (наличие двух изомеров обусловлено местоположением гидроксильной группы в гетероцикле метаболитов) наблюдаются выраженные ионы с величинами m/z 161 и 175, при этом ионы с величинами m/z 131 и 145 в масс-спектре отсутствуют.

—о+

н

m/z 145

Рисунок 17 - Предполагаемая структура характеристических ионов, свойственных масс-фрагментации метаболитов MDMB(N)-073F

Высокая степень конъюгирования маркеров кан-набимиметиков требует проведения гидролиза перед их анализом (оптимально: ферментативного или щелочного), а липофильность маркеров позволяет их выделять с использованием гидрофобных сорбентов, либо сорбентов смешанного типа (сочетание обра-щеннофазных свойств и свойств катионита). Последние позволяют определять маркеры СК непосредственно в процедуре скрининга мочи на наркотические и лекарственные вещества [5].

Использование при пробоподготовке ТФЭ позволило провести фракционирование веществ на вещества кислотного и основного характера. Все идентифицированные метаболиты MDMB(N)-073F были обнаружены в элюате I.

Расчеты физико-химических констант LogP и Кос, результаты определения степени конъюгирова-ния, относительное содержание в исследованных образцах мочи каннабимиметика MDMB(N)-073F и его метаболитов приведены в таблице 1.

Исследование десяти образцов мочи потребителей каннабимиметиков MDMB(N)-073F показало, что большинство метаболитов выводятся из организма в конъюгированном виде. Неизмененный канна-

бимиметик MDMB(N)-073F в исследованных образцах мочи обнаружен не был.

Из относительного содержания метаболитов в образцах мочи следует, что основным метаболитом каннабимиметика MDMB(N)-073F является М1, являющийся продуктом гидролиза сложноэфирной связи MDMB(N)-073F. В силу выраженного характера в исследованных объектах метаболит М1 может использоваться в качестве маркера употребления кан-набимиметика MDMB(N)-073F.

Метаболиты М10, М4 и его производные являются термолабильными и при ГХ/МС исследовании вследствие внутримолекулярной циклизации образуют артефакт (рисунок 6).

Метаболиты М8 и М9 являются общими для кан-набимиметиков MDMB(N)-073F и MDMB(N)-073 [2]. Единственным выявленным метаболитом МЭМВ(№)-073F с сохранением сложноэфирной связи, на уровне чувствительности примененных методов, оказался метаболит М10. Последний был идентифицирован в пяти образцах мочи с относительным содержанием от 0,82 до 8,00% (медиана 2,72%). Прочие метаболиты MDMB(N)-073F не имеют диагностического значения ввиду их незначительного содержания в моче.

Scientific and Practical Journal

PHARMACY & PHARMACOLOGY

RESEARCH ARTICLE

DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-70-83

Таблица 1 - Характеристика каннабимиметика MDMB(N)-073F и его основных метаболитов

Соединение Log P Koc Конъюгирование Относительное содержание*

(pH=4.8) n медиана, % Интервал (n=10), % n медиана, %

MDMB(N)-073F 2.89 893.54 10 н.д. н.д. - -

M1 2.39 19.05 10 97.5 100 - -

M2.1 1.65 6.05 10 100 0.13 - 2.14 10 0.37

M2.2 1.65 6.05 10 71.7 0.14 - 0.68 10 0.23

M3 1.29 4.70 10 29.0 2.96 - 14.80 10 6.67

М4** 1.44 3.74 10 26.3 1.66 - 10.11 10 5.18

М5 1.32 8.88 10 52.0 1.47 - 12.77 10 6.14

M6*** 1.13-1.28 3.90-4.57 10 85.7 0.18 - 1.33 10 0.51

M7 2.39 27.04 9 83.7 0.07 - 0.98 9 0.49

M8 1.23 4.51 5 100 0.14 - 0.75 5 0.36

M9 0.55 1.66 10 83.1 0.11 - 6.06 10 0.36

_М10_2.09_324.71 5_и.о._0.82 - 8.00_5_2.72

Примечание:

* Содержание М1 принято за 100%, относительное содержание прочих метаболитов рассчитывали по соотношениям площадей хроматографических пиков, образованных наиболее интенсивными ионами в их спектрах. Н.д. - не детектируется, н.о. - не определяли.

** Относительное содержание и конъюгация определялась суммарно для метаболитовМ4 и М10.

*** Значение величин LogP и Кос варьирует в зависимости от местоположения гидроксильной группы в алкильной цепи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С использованием метода газовой хроматографии - масс-спектрометрии в образцах мочи потребителей MDMB(N)-073F идентифицированы основные его метаболиты; рассчитаны физико-химические и получены

масс-спектральные и хроматографические характеристики некоторых дериватов основных метаболитов MDMB(N)-073F; установлены основные пути метаболизма MDMB(N)-073F; большая часть образующихся метаболитов выводится с мочой в виде конъюгатов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Головко, А.И. Краткий обзор синтетических кан-набиноидов, появившихся в незаконном обороте в 2014-2015 гг. / А.И. Головко, М.Б. Иванов, Е.Ю. Бонитенко, В.А. Баринов, В.А. Башарин // Наркология. - 2016. - Т. 15, №2(170). - С. 59-73.

2. Грибкова, С. Е. Исследование нового синтетического наркотика - метилового эфира алкилинда-зола (MDMB(N)-073), поиск и идентификация его метаболитов методом ВЭЖХ-МС/МС / С.Е. Грибкова, В.А. Калашников, Е.В. Никитин // Наркология. - 2015. - Т. 14, № 10(166). - С. 87-97.

3. О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации в связи с

совершенствованием контроля за оборотом наркотических средств [Электронный ресурс]: постановление Правительства Рос. Федерации от 12.10.2015 № 1097. - Режим доступа: http://www. consultant.ru/document/cons_doc_LAW_187423/.

4. Катаев, С.С. Идентификация метаболитов каннабимиметика 5F-AB-PINACA в моче методом ГХ-МС / С.С. Катаев, О.Н. Дворская, М.А. Гофен-берг, А.Б. Мелентьев // Бутлеровские сообщения. - 2014. - Т. 39, №8. - С. 150-160.

5. Дворская О.Н., Катаев С.С., Мелентьев А.Б. Идентификация маркеров некоторых синтетических каннабиноидов в биологических объектах: информационное письмо. - Ижевск: Принт, 2017. - 34 с.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

АВТОРЫ

Катаев Сергей Сергеевич - кандидат химических наук, заведующий судебно-химическим отделением ПКБСМЭ, ГКУЗОТ «Пермское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы». ORCID: https:// orcid. org/0000-0001-6742-2054. E-mail: [email protected] Дворская Оксана Николаевна - кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры токсикологической химии, ФГБОУ ВО Пермская государственная фармацевтическая академия Министерства здравоохране-

ния Российской Федерации. E-mail: dvoksnik@gmail. com. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4774-8887.

Гофенберг Мария Александровна - заведующий химико-токсикологической лабораторией ГАУЗ СО «ОНБ», провизор-аналитик химико-токсикологической лаборатории ГБУЗ СО «СОКПБ», ассистент кафедры фармации и химии ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2877-1301. E-mail: [email protected]