摘要：2-（甲氨基）-2-（o-甲苯基）环己-1-酮[2-（methylamino）-2-（o-tolyl）cyclohexan-1-one]，简称甲基胺酮或2-MDCK，是氯胺酮的一种结构类似物，因此也具有类似的神经抑制、兴奋、镇痛和致幻等作用。本研究采用气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱-质谱法（LC-MS）和核磁共振波谱法（NMR）及傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）和紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis）等多种分析方法总结了甲基胺酮各种谱图信息，并通过分析碎片离子的结构来模拟分子的裂解途径，结合1H/13C/DEPT/二维（HMBC）核磁的谱图分析，鉴别出了甲基胺酮的化学结构。本研究提出一种结合多种分析方法协同表征分析的思路，可为鉴定该类物质或新的未知结化合物提供参考。

　　关键词：气相色谱-质谱法；液相色谱-质谱法；核磁共振波谱法；氯胺酮类似物；甲基胺酮

　　众所周知，氯胺酮（ketamine，俗称“K粉”）因作为一种致幻性精神药物被广泛滥用，已于2004年8月被我国列入第一类精神药物管控目录。但目前，仍有许多不法分子试图通过保留氯胺酮的母核，并在特定的结构位点上进行化学修饰来合成氯胺酮结构类似物，作为氯胺酮“替代品”，以躲避国家法律的监管。虽然后续大部分的氯胺酮结构类似物逐步被列入管制目录，但依然存在不少“替代品”游离于监管外，而本工作中所研究的甲基胺酮就是其中之一。

　　甲基胺酮是最新型的氯胺酮结构类似物，化学名2-（甲氨基）-2-（甲苯基）环己-1-酮，刘翠梅等于2023年4月在归纳一系列氯胺酮结构类似物的高分辨质谱信息一文中首次提到了甲基胺酮；同年8月，花镇东等报道了其推测甲基胺酮结构的详细过程。两篇报道选择了相同的分析方法，即气相色谱-质谱法（GC-MS）和液相色谱-质谱法（LC-MS），因为这两种分析方法对样品纯度和含量的要求都很低，可以说是最便捷、最合适的。但基于这两种分析方法推测未知化合物的化学结构时有一个最大的弊端，即无法鉴别官能团相同的同分异构体。所以，科学地来讲，目前所报道的甲基胺酮还属于非完全确定结构的化合物（图1）。本工作除了完成甲基胺酮化学结构的确认和其他相关表征的数据收集以外，还旨在详细地阐述一种面对未知结构化合物的表征思路。实验采用了气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱-质谱法（LC-MS）和核磁共振波谱法（NMR），同时还包括了傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）和紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis），总结归纳出了甲基胺酮各方面的分析数据，并确证了甲基胺酮苯环上的甲基是领位取代，校准其化学名称为2-（甲氨基）-2-（o-甲苯基）环己-1-酮[2-（methylamino）-2-（o-tolyl）cyclohexan-1-one]。

　　1实验部分

　　1.1主要仪器与装置

　　GCMS-QP2020 NX单四极杆型气相色谱质谱联用仪（配有EI离子源），日本SHIMADZU公司；SCIEX ExionLC超高效液相色谱仪，美国AB Sciex公司；Triple TOF 6600+四极杆飞行时间质谱仪（配有ESI离子源），美国AB Sciex公司；U-2910双光束分光光度计，日本HITACHI公司；ASCENDTM 600核磁共振波谱仪，美国BRUKER公司；Spectrum3傅里叶变换红外光谱仪，美国Perkin Elmer公司。

　　1.2主要材料与试剂

　　甲基胺酮，由某地公安局提供；甲醇、乙腈、甲酸，均为色谱纯，美国Thermo Fisher公司；超纯水，由美国Millipore公司Milli-Q Direct 8超纯水系统制得。

　　1.3实验条件

　　1.3.1样品制备

　　称取适量样品，分别配制成质量分数为100×10-6甲醇溶液，用于GC-MS分析，再用甲醇稀释至质量分数为100×10-9，用于UPLC-QTOF-MS分析。

　　1.3.2 GC-MS条件

　　SH-Rxi-5Sil MS色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）；升温程序：140℃保持3 min，以20℃/min升至300℃,保持16 min；载气（He）流速1 mL/min；进样口温度280℃;进样量1μL；分流比40∶1。EI电离模式：电子能量70 eV；离子源温度200℃;接口温度250℃;全扫描模式（Fullscan MS），质量扫描范围（质荷比m/z）35～500。

　　1.3.3 UPLC-QTOF-MS条件

　　ACQUITYUPLCBEHC18色谱柱（2.1mm×100mm×1.7μm）；柱温35℃;流动相：A为2 mmol/L甲酸铵+0.1%甲酸水，B为乙腈；梯度洗脱程序：0～3.0 min（10%B），3.0～5.0 min（10%～80%B），5.0～7.0 min（80%B），7.0～7.2 min（80%～10%B）；流速0.3 mL/min；进样量1μL。ESI+电离模式：喷雾电压5500 V；喷雾温度500℃;雾化气压强50 psi；脱溶剂气压强50 psi。气帘气压强35 psi；全扫描模式（TOF MS）：去簇电压80 V，碰撞能量10 V，质量扫描范围（质荷比m/z）100~1 000；子离子扫描模式（product ion scan）：去簇电压80 V，碰撞诱导解离（CID）能量35 V±15 V，质量扫描范围（质荷比m/z）50～1 000。

　　1.3.4 UV条件

　　扫描范围200~500 nm，扫描速度200 nm/min，带宽1.5 nm，比色皿10 mm×10 mm。

　　1.3.5 FTIR条件

　　采集范围为4 000~650 cm-1，波长分辨率4 cm-1，采样16次。

　　1.3.6 NMR条件

　　1H核磁共振（1H-NMR），600 MHz；13C核磁共振（13C-NMR），600 MHz 13C-无畸变极化转移增强（13C-distortionless enhancement by polarization trans-er，13C-DEPT）、异核多键碳氢相关谱（13C/1H het-eronuclear multiple-bond correlation spectroscopy，13C/1H-HMBC）。1H和13C核磁共振的化学位移参考四甲基硅烷（tetramethylsilane，TMS）。

　　2结果与分析

　　2.1 GC-MS结果分析

　　样品的总离子流色谱图及目标物的质谱图见图2-1和图2-2。在所设分析条件下，目标物的保留时间为7.51 min，对应质谱碎片主要特征离子峰（m/z）为160（基峰），132，189，91，146。基于碎片离子的精确质荷比，对甲基胺酮的EI质谱裂解途径进行推导，示于图3。由图2-1和图2-2可见，甲基胺酮分子在离解时，氧上未共用电子对失去电子，形成分子离子，C13H19N+来源于O游离基中心诱导的α断裂、再进一步发生i断裂失去CO。C11H14N+来源于碎片离子C13H19N+先发生电子转移，再失去自由基C2H5·。C9H10N+来源于碎片离子C13H19N+先发生电子转移，再失去自由基C5H11·。C10H12N+来源于碎片离子C13H19N+先发生电子转移，再发生H重排、失去自由基C4H9·。C7H7+来源于碎片离子C10H12N+发生i断裂，失去中性分子C3H5N。

　　2.2 LC-MS结果分析

　　在ESI模式下甲基胺酮的二级质谱图示于图4，基于甲基胺酮碎片离子的精确质荷比（列于表1），推导甲基胺酮在ESI模式下的裂解途径，示于图5。甲基胺酮碎裂途径：准分子离子C14H20NO+先失去甲胺生成碎片离子C13H15O+，碎片离子C13H15O+失去乙醛，后生成碎片离子C11H11+。碎片离子C13H15O+还可去一氧化碳，生成碎片离子C12H15+，碎片离子C12H15+进一步丢失C4H6后得到碎片离子C8H9+，碎片离子C8H9+的强度最高，为基峰。

　　2.3 UV分析

　　甲基胺酮的紫外可见吸收光谱如图6所示，甲基胺酮在乙腈中的最强吸收在267 nm处,相较于氯胺酮（最大吸收270 nm）发生了蓝移。这一现象表明卤素的给电子共轭使得电子的活动范围增大，吸收向长波方向位移，即苯环上取代基为甲基的甲基胺酮的紫外吸收相较于取代基为氯的氯胺酮，最大吸收峰向短波方向移动，发生蓝移。

　　2.4 FT-IR分析

　　随后对甲基胺酮的红外特性进行了表征，由此得出其FT-IR光谱（见图7），从图7中可知2 886 cm-1为烷基上的C-H伸缩振动，1 721 cm-1处尖锐的吸收峰是典型的环酮上的C=O伸缩振动，1 582 cm-1处为N-H弯曲振动，1 458 cm-1处为环烷烃上特征C-C伸缩振动，1 373 cm-1处为甲基胺酮的CH2和CH3中C-H弯曲振动，766 cm-1处的吸收为甲基胺酮的邻位二取代苯环上C-H面外振动。此外，本文中甲基胺酮的红外吸收谱图与之前报道的氯胺酮高度相似，虽然这两种化合物在化学结构上存在差异，但是仅靠FT-IR分析手段是无法区分的。显而易见，FT-IR分析方法是无法精准地表征甲基胺酮的化学结构，但是其作为表征甲基胺酮化学结构中独特官能团的分析手段却是很理想的。

　　2.5 NMR分析

　　通过前面碎片离子和分子裂解途径的分析，可以大概地知道了甲基胺酮的化学结构。然而，众所周知，质谱只能确认相对分子质量，这种情况下就可能存在同分异构体的干扰。因此，为了进一步地表征其结构，分别采用了1H，13C，DEPT-135和HMBC几种NMR表征方法对甲基胺酮所有碳氢的化学位移进行了归属。如图8所示，d：7.78（dd，J=3.4 Hz，1H），7.48（dd，J=5.8 Hz，2H），7.39（dd，J=3.4 Hz，1H），分别为芳基上的氢；3.42（d，J=11.0 Hz，1H），2.15（d，J=11.0 Hz，1H）为图8中化合物结构式所示9号位上的氢，因为邻位上的C具有手性，所以2个氢所处的化学环境有很大的区别，因此才会出现氢谱中如此明显的裂分；2.34（s，3H），2.25（s，3H），分别是氨基邻位（14号位）和芳环（7号位）上的特征甲基氢；2.58~2.48（m，2H），1.96~1.84（m，2H），1.83~1.77（m，2H），则是环己烷（除9号位以外）上的其他氢。由于活泼氢在氘代甲醇中不会发生氢交换而产生信号，因此在该图中没有发现亚胺上的氢。

　　在碳谱中（图9）能清晰地观察到13种甲基胺酮的碳交换信号峰，这也进一步确证了其结构。如图9所示，d：209.27 ppm为甲基胺酮的羰基碳（即13号位碳）；138.11 ppm，133.76 ppm，130.69 ppm，129.84 ppm，127.71 ppm，127.08 ppm为甲基胺酮芳环上的碳；72.93 ppm为8号位上的碳，由于该碳与苯环、羰基和氨基相连，这三种基团都有去屏蔽作用，尤其是羰基，因此8号碳的化学位移向低场发生了明显的移动；再结合DEPT-135碳谱图（图10），可以很轻易地识别高场区域的仲碳（即CH2）和伯碳（即CH3），因此39.40、35.30、29.35、21.47 ppm是甲基胺酮环烷烃上的仲碳；26.26、20.05 ppm则为7号位和14号位的伯碳。

　　此外，更精确的碳谱及氢谱的峰位置归属，则采用了HMBC谱图辅助分析，如图11所示，首先由化合物化学结构示意图可知，苯环上的7号氢（即H7），与相对应的碳谱（即1、5、6号碳）有较强的相关信号，这表明苯环上的甲基是邻位取代，而1号氢（即H1）与6号碳（即C6）有弱的相关信号，且DEPT-135谱图10中C5和C6属于季碳没有信号峰，另外H4和C3出现了弱的相关信号，由此可以精确的归属芳香区所有的碳氢峰；H14与C8（8号碳也是季碳，DEPT-135不出峰）有强的相关信号，H12与C11有较强的相关信号、与C13有弱的相关信号，C10与H12、H9、H11有较弱的相关信号，因此环烷烃上的碳氢峰也可以进行准确的归属。

　　最后，综合以上所有的NMR谱图分析结果，甲基胺酮中所有碳氢的化学位移都得到了精准的归属，如NMR谱图中添加的注释所描述的一样，每一个碳氢信号峰都可以找到对应的化学位移。这些NMR分析结果，为未来相关从业者对围绕甲基胺酮的结构或者成分进行的定性分析提供了可靠的数据支持。此外，在此基础上，通过特定的条件优化，还可以开发出更精确的NMR定量分析方法。

　　3结论

　　本文通过气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱-质谱法（LC-MS）和核磁共振波谱法（NMR），傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）和紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis）等多种分析方法对新型氯胺酮结构类似物甲基胺酮进行了全方面的表征和分析，通过分析碎片离子的结构和模拟分子的裂解途径，结合1H/13C/DEPT/二维（HMBC）核磁的谱图分析，鉴别出了甲基胺酮的化学结构，并更新了甲基胺酮的化学结构名称为2-（甲氨基）-2-（o-甲苯基）环己-1-酮[2-（methylamino）-2-（o-tolyl）cyclohexan-1-one]。迄今为止，为了躲避监管各种新型的结构类似物层出不穷，这为缉毒工作带来了不小的困难，本工作除了建立2-（甲氨基）-2-（o-甲苯基）环己-1-酮的分析与表征数据为后续公安部门提供参考依据，还旨在阐述一种鉴别未知的、新型的监管品结构类似物的表征思路，希望能为未来同行及相关从业工作提供帮助。

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