脱法ドラッグの構造式からの量子化学計算による赤外吸収スペクトルの推定

根据非法药物的结构式通过量子化学计算估计红外吸收光谱

• 批准号: 25929011
• 负责人: 齋藤 弘一
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: 宮城県警察科学捜査研究所
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25929011/
• 关键词: 脱法ドラッグ; 量子化学; ケモメトリクス

○研究目的脱法ドラッグ等のスクリーニング分析において、IR分析は、迅速、簡便であり、GC/MSやLC/MSによる分析結果に対して相補的な情報が得られ、構造異性体の識別等にも有効である。しかし、IR分析によるスクリーニングのためには、前提条件として、薬物標準品の実測スペクトルデータが必要であるが、それらを網羅的に得ることは必ずしも容易ではない。そこで本研究では、違法薬物の化学的構造から、量子化学計算により、赤外吸収スペクトルを予測し、予測されたスペクトルにより違法ドラッグのスクリーニングが実現可能である否かを検討した。○研究方法包括指定薬物の化学構造から、非経験的分子軌道法を用いて、種々の基底関数により構造最適化を行った後、振動解析計算により、IRスペクトルを予測した。予測されたスペクトルについて、標準品の実測データとの比較を行った。赤外吸収スペクトルの予測計算には、Gaussianを用いた。○研究成果置換基の位置がo, m, pの構造異性体であるJWH-250、JWH-302、JWH-201について、基底関数としてB3LYP/6-311G (d, p)を選択して計算を行った場合、予測されたIRスペクトルは、実測されたスペクトルの違いを反映していることが認められた。しかし、ピーク波数には、振動の非調和性等に由来する系統的なずれがあり、単一のスケーリング係数では、実測スペクトルとのずれを、完全に一致させることは出来なかった。量子化学計算で求められるのは、分子1個の孤立系の場合であり、実際の試料では塩酸塩等で結晶構造を有しており、孤立系では赤外不活性であった結合が、結晶状態では赤外活性となりピークが増える場合もある。従って、赤外スペクトルの予測は、試料が気体状態の場合に、実測により一致すると考えられ、今後は、GC-IR等のように、試料中の単一成分ごとに気体状態のIRスペクトルが測定できる分析方法が望ましいことが示唆された。また、スペクトル検索アルゴリズムも、波数のずれを考慮した新たな手法の開発が望まれる。

○ Purpose of the study: rapid and simple IR analysis, GC/MS and LC/MS analysis, complementary information acquisition, structural heteromorphism identification, etc. IR analysis is necessary for the determination of chemical standards. In this study, chemical structure, quantum chemical calculation, red absorption, prediction, prediction, and realization of illegal substances are discussed.○ Research methods include chemical structure optimization of specified compounds, molecular orbital method of non-chemical compounds, structural optimization of species, vibration analysis calculation, IR analysis and prediction. Comparison between the test results and the standard results The prediction calculation of red absorption spectrum is carried out in Gaussian mode.○ Research results The position of substitution bases o, m, p in structural heteromorphs such as JWH-250, JWH-302, JWH-201, B3LYP/6- 311G (d, p), etc. are selected for calculation, prediction, IR selection, and measurement. The number of waves, the non-harmonic nature of the system, etc., are completely consistent. Quantum chemical calculation is used to calculate the crystal structure of a single isolated system of molecules. The crystal structure of the isolated system is not active. The crystal state is not active. The analysis method for the determination of IR of a single component in a sample in the case of prediction, measurement, consistency, future, GC-IR, etc. is expected. The development of new methods is expected to take into account the number of waves in the search engine.