盐酸吗啡、咖啡因FTIR检验与谱图解释分析
作为国际上目前最常用的检验毒品的方法，红外光谱法（FTIR）具有较好的重现性和较强的特异性[1]，检验过程迅速准确，操作简单，无需特殊的检验准备等，需用样本量极少，通常以微克级即可，同时对于检测样本不会造成损坏，可继续进行其它检验和分析，检验过程大概只持续几分钟。此外，红外光谱法对于样本的形态具有很强的适应性，对于不同状态同种样本以及多种类别的样本都能够很好的检验，对于环境无任何污染，对检验员的安全不会造成威胁。目前有关红外光谱对毒品进行检验的研究，大都只对毒品纯品的红外光谱进行介绍，而缺乏于对吸收带方面的分析和解释。在对各个吸收带和结构之间对应关系不了解的基础上进行毒品鉴定，过于盲目，尤其是对于杂质毒品的分析，不论是计算机检索还是人工检验，都是很困难的。本研究基于多次应用红外光谱法对盐酸吗啡和咖啡因进行检验，选择恰当的特征峰，分析盐酸吗啡和咖啡因的结构与红外光谱之间的关系，对于盐酸吗啡与咖啡因的红外光谱进行了尝试性的解释，现在报告如下。
1 盐酸吗啡的红外光谱与谱图解释
盐酸吗啡是一种白色、有丝光、白色结晶或针状结晶性粉末，主要作用于中枢神经系统的抑制性药物，有良好的镇效果痛、镇静效果，还能够对肠蠕动起到较强的抑制作用。盐水吗啡一般可直接来源于阿片进行直接性提取的结晶，也可以通过人工合成手段制成。盐酸吗啡化学结构式见图1。
盐酸吗啡红外光谱图见图2。盐酸吗啡的红外光谱当中：N-H伸缩振动为3501/cm；CH3中C-H反对称伸缩振动为2966/cm；盐酸吗啡叔胺盐离子N+-H对称与反对称伸缩振动为2538/cm、2123/cm及2650/cm；六元环C=C伸缩振动为1642/cm；苯环骨架振动为1459/cm和1503/cm；N-CH3中C-H变形振动为1449/cm；C-O对称伸缩振动和反对称伸缩振动为1188/cm、1162/cm以及1189/cm；与六元环和苯环同时相连的C-O-C伸缩振动为1112/cm；六元环中-CH=CH-的反式CH面外弯曲振动为919/cm；苯环上相邻的H原子面外变角振动为696/cm与754/cm。
图1 盐酸吗啡化学结构 图2 盐酸吗啡红外光谱图
2 咖啡因的红外光谱与谱图解释
咖啡因是一种有丝光、针状晶体的生物碱，也称为咖啡碱，一般从可可豆或茶叶中提取，也可以进行人工合成，于199年被我国卫生部列入第一类精神药品。小剂量的咖啡因能够对大脑皮层的高位部分起到刺激作用，促使精神高度兴奋，较大剂量的咖啡因对于血管运动中枢和呼吸中枢可起到直接的兴奋效果。咖啡因化学结构式见表3。
咖啡因红外光谱图见图4。咖啡因的红外光谱当中：2位碳原子中C=O伸缩振动为1698/cm，高度波数是由于邻位N原子的诱导效应的影响而出现；6位碳原子中C=O伸缩振动为1657/cm，一方面由于邻位N原子的诱导效应影响，另一方面也因为与4、5原子之间双键形成的共轭有关，共轭导致了C=O双键特性的减弱和力常数的降低，伸缩震动强度增强，低频位移；芳香环C-H伸缩振动为3109/cm，变角振动为754/cm；4、5原子的C=C的伸缩振动与8、9原子C=N的伸缩振动出现叠加，为1551/cm与1600/cm；N-CH3中C-H伸缩振动为2959/cm；除了CH3受到N原子影响外，N原子也被邻近其它原子影响，N-CH3的C-H变角振动为1406/cm、1428/cm、1457/cm以及1488/cm；O=C-N的C-N伸缩振动为1362/cm与1559/cm；N3-C4伸缩振动为1029/cm；C5-C6伸缩振动为1073/cm。
图3 咖啡因化学结构 图4 咖啡因红外光谱图
3 讨论
但是通常缴获的盐酸吗啡或其它毒品中会有咖啡因混杂，因而对于盐酸吗啡和咖啡因的鉴别检验极其重要，本文以一组毒品的红光谱图资料进行对比和分析[2]，盐酸吗啡和咖啡因红外光谱图见图5。与本研究中的图2和图4相比，显而易见，其中盐酸吗啡红外吸收为522/cm、696/cm、796/cm、873/cm、974/cm、1033/cm、1157/cm、1366/cm、1492/cm、1646/cm、3050/cm、3489/cm，咖啡因红外吸收为426/cm、480/cm、611/cm、1026/cm、1241/cm、1284/cm、1659/cm、2959/cm、3114/cm。
图5 盐酸吗啡与咖啡因红外光谱图
综上所述，盐酸吗啡和咖啡因的特征峰均能有效取得。对于盐酸吗啡和咖啡因的检验，红外谱图法具有良好的重现性和较强的特异性，同时有效克服了检验过程中的盲目性，是有效可行的。
参考文献
[1] 赵瑶兴，孙祥玉，光谱解析与有机结构鉴定[M]，中国科学技术大学出版社，2009，123-138
[2] 王涨富，毒物快速系列分析手册[M]，安徽科学技术大学出版社，2008，398-404
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