新型N-苯甲?；?脫氫樅胺衍生物的電噴霧離子阱質(zhì)譜行為研究*

陳安珣， 周麗華，唐連鳳，姚駿驊，林中祥

(1. 廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院， 廣東 廣州 510006；2 .中山大學(xué)測試中心， 廣東 廣州 510275 ；3. 南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，南京 江蘇 210037)

脫氫樅胺是一種含三環(huán)菲結(jié)構(gòu)的松香改性產(chǎn)品?；谄渚哂袣⒕壬锘钚訹1-3]，對其含有的三環(huán)二萜結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，在特定的位置上引入如羰基、硝基、羥基、肟基等功能團(tuán)，以獲得具有更強生理活性脫氫樅胺衍生物成為近年來的研究熱點[4-6]。進(jìn)一步將脫氫樅胺的18位上的氨基進(jìn)行?；?，可成為具有抗炎、抗菌、抗腫瘤、擴(kuò)血管、驅(qū)蟲、植物生長調(diào)節(jié)等作用的一類苯甲酰胺類化合物，從而可獲得在醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景的N-苯甲?；?脫氫樅胺衍生物[7]。

電噴霧電離質(zhì)譜(ESI-MS)作為一種軟電離質(zhì)譜技術(shù)，已成為合成化學(xué)、生物化學(xué)及藥物分析等研究領(lǐng)域中重要的定性、定量分析手段[8-11 ]。當(dāng)ESI離子源與離子阱(IT) 分析器相連接，則可通過多級碰撞誘導(dǎo)裂解(CID)獲得豐富的母離子碎裂離子峰，利于對目標(biāo)物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析和定性分析。本文利用ESI-IT-MS技術(shù)，對8個具有潛在殺菌、抗癌生物活性的新型N-苯甲?；?脫氫樅胺衍生物進(jìn)行了ESI質(zhì)譜行為研究，對化合物的質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行了分析，為其他類似合成的N-苯甲酰基-脫氫樅胺衍生物的質(zhì)譜表征提供相應(yīng)參考信息。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

8 個脫氫樅胺衍生物由南京林業(yè)大學(xué)林中祥教授課題組合成與純化，并已進(jìn)行核磁共振氫譜和碳譜、高分辨質(zhì)譜等相關(guān)定性分析，其結(jié)構(gòu)和理論相對分子質(zhì)量信息見圖1。

圖1 脫氫樅胺衍生物的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of dehydroabietylamine derivatives

所用溶劑甲醇與甲酸均為分析純。

采用LCQ DECA XP高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Thermo公司)，電噴霧離子源，四極離子阱質(zhì)量分析器。采用全掃描、選擇離子掃描ZoomScan及MSn掃描等多種掃描方式。單電荷質(zhì)量范圍為50～2 000 u。加熱毛細(xì)管溫度為300 ℃，鞘氣(N2)流速為30流量單位(Arbitrary units)，輔助氣(N2) 流速為30流量單位(Arbitrary units)，電噴霧電壓為4.0 kV。碰撞誘導(dǎo)解離氣為氦氣，相對碰撞能為30%～50%。

1.2 實驗方法

樣品用甲醇(含φ=0.1% 甲酸)溶解后，離心，采用進(jìn)樣針取一定體積的澄清溶液直接進(jìn)樣。

2 結(jié)果及討論

2.1 脫氫樅胺衍生物的ESI-MS分析

A、B和C衍生物具有相同的N-苯甲酰基-脫氫樅胺基本結(jié)構(gòu)，在正負(fù)電離模式下都有較強的與分子離子相關(guān)的質(zhì)譜峰出現(xiàn)。但7位和12位取代基的不同在一定程度上影響了各自對質(zhì)譜相應(yīng)的程度和方式。表1為脫氫樅胺三環(huán)菲結(jié)構(gòu)上，含7位肟基、7位羥基和12位硝基的8個不同N-苯甲酰基-脫氫樅胺衍生物的(±)-ESI-MS分析結(jié)果列表。由表1可知，在正離子模式下，A和C衍生物易加氫電離，[M+H]+為基峰，譜圖中還存在峰強度較大的二聚體[2M+H]+或[2M+Na]+。A衍生物由于分子7位上含有肟基，較易在電噴霧過程中脫去一分子水，在一級譜圖中可觀察到峰強度在10%左右的[M-H2O+H]+離子峰。B衍生物則易加Na+電離，[M+Na]+為基峰, 未觀察到二聚體相關(guān)峰。在負(fù)離子模式下，衍生物均易加合一個甲酸分子以[M+HCOOH-H]-離解，且此峰為C衍生物譜圖中的基峰。甲酸分子來源于含φ=0.1%甲酸的甲醇溶劑，用于增加樣品溶解性，提高樣品質(zhì)譜的相應(yīng)信號。在A衍生物譜圖中還可觀察到[M+H2O-H]-，B和C衍生物譜圖中均可觀察到比[M-H]-大122的譜峰，此峰的歸屬有待進(jìn)一步深入研究。此外，A和C衍生物譜圖中也存在二聚體[2M-H]-。從所獲得的譜圖整體結(jié)果可知，A和C比B衍生物更易在電噴霧過程中形成二聚體；C衍生物可能由于12位強吸電子基團(tuán)硝基的引入，正離子模式下的譜圖信噪比比A和B衍生物要低，其更易進(jìn)行負(fù)離子模式檢測。

2.2 脫氫樅胺衍生物的ESI-IT碎裂譜圖分析

表1 脫氫樅胺衍生物的(±)-ESI-MS分析結(jié)果Table 1 Information of the peaks of dehydroabietylamine derivatives detected by (±)-ESI-MS

圖4是B和 C衍生物的[M-H]-為母離子進(jìn)行二級質(zhì)譜分析的譜圖。在相同的碰撞能(30%)的作用下， 雖然B1和B2都經(jīng)歷了脫一分子H2，繼而失去一分子B-1 (結(jié)構(gòu)式見圖5)，產(chǎn)生碎裂離子峰m/z267的過程，但由于取代基R3的不同, 使B1和B2產(chǎn)生了其他不同的碎裂離子。圖5為B1和B2的[M-H]-主要的裂解途徑。由于吸電子基團(tuán)-Cl的存在，使B1酰胺鍵上的氫易脫去，更易通過酰胺鍵N-C鍵及連接苯環(huán)的C-C斷裂產(chǎn)生相關(guān)碎裂片段。而B2則通過三環(huán)菲上脫去甲基，產(chǎn)生更穩(wěn)定的含共軛多環(huán)結(jié)構(gòu)的碎裂離子峰m/z370.2，該峰為 B2二級質(zhì)譜譜圖的基峰。 在低于B衍生物5%的碰撞能的作用下，C衍生物產(chǎn)生的二級質(zhì)譜碎裂片段則更豐富。在C1和C2的二級譜圖中，可觀察到[M-18-H]-的譜峰，分別為m/z460.3和m/z449.3，由準(zhǔn)分子離子峰通過脫去一分子CH4后，繼而脫去一分子H2而產(chǎn)生。在C2的二級譜圖中可明顯觀察到m/z451.2離子峰，該峰比m/z449.3高2個m/z值。根據(jù)分子中含有一個氯原子的同位素峰的特征，m/z451.2的峰強度應(yīng)該為m/z449.3峰強度的1/3，但從所獲得的圖譜中可知，該峰的峰強度為m/z449.3峰強度的2/3，說明此峰含有其他組成形式的離子存在，即[M-CH4-H]-。此峰的存在說明了推測產(chǎn)生m/z460.3和m/z449.3的過程的正確性。

圖2 A1、A2、A3 和A4衍生物準(zhǔn)分子離子峰[M+H]+的ESI-MS/MS譜圖Fig.2 ESI-MS/MS spectra of [M+H]+ of A1, A2, A3 and A4

圖3 A衍生物[M+H]+ 主要的裂解途徑Fig.3 The main fragmentation pathway of [M+H]+ of A

圖4 B1、B2、C1和C2衍生物[M-H]-的ESI-MS/MS譜圖Fig.4 ESI-MS/MS spectra of [M-H]- of B1、B2、C1 and C2

圖5 B1和B2 的[M-H]-主要的裂解途徑Fig.5 The main fragmentation pathway of [M-H]- of B1 and B2

圖6 C1和C2 的[M-H]-主要的裂解途徑Fig.6 The main fragmentation pathway of [M-H]- of C1 and C2

3 結(jié) 論

具有相同N-苯甲?；?脫氫樅胺基本結(jié)構(gòu)的A、B和C 衍生物在均具有較強ESI-MS 質(zhì)譜相應(yīng)的同時，由于7位、12位及苯甲?；先〈牟煌贓SI-MS及ESI-MS/MS過程中呈現(xiàn)出一定的電離及碎裂特性。在(±)-ESI-MS過程中，7-肟基-N-苯甲?；?脫氫樅胺A衍生物與12-硝基-N-苯甲?；?脫氫樅胺C衍生物較7-羥基-N-苯甲酰基-脫氫樅胺B衍生物更易產(chǎn)生二聚體離子峰；含7-肟基的A衍生物在(+)-ESI-MS過程中表現(xiàn)一定的不穩(wěn)定性，易產(chǎn)生脫H2O的離子峰；含12-硝基的C衍生物更易采用 (-)-ESI-MS進(jìn)行分析。在(+)-ESI-MS/MS過程中，A衍生物由于7-肟基的存在，產(chǎn)生此類衍生物的特征離子碎裂峰[M-35+H]+和[M-H2O+H]+；通過18位?；撍x子峰[M-H2O+H]+失去中性分子取代苯甲腈產(chǎn)生偶數(shù)碎裂離子峰；通過7-肟基脫水離子峰[M-H2O+H]+失去中性分子取代苯甲醛產(chǎn)生奇數(shù)碎裂離子峰。在(-)-ESI-MS/MS過程中，在較高碰撞能的作用下，B衍生物特別是B1比C 衍生物表現(xiàn)更為穩(wěn)定；均可通過丟失中性分子N-取代苯甲?；鶃喖装?、 取代苯甲醛和取代苯產(chǎn)生系列碎裂離子；C衍生物中12-硝基及4’-硝基的存在可使相關(guān)丟失的中性分子易捕獲電子而離子化。

[1] ZHOU Z, LIN Z X. Synthesis and NMR spectral studies of the 7-C60-adduct of N,N-(tetrachlorophthaloyl)dehydroabietylamine [J]. Molecules, 2012, 17:4209-4218.

[2] LIN L Y, BAO Y L, CHEN Y, et al. N-Benzoyl-12-nitrodehydroabietylamine-7-one,a novel dehydroabietylamine derivative, induces apoptosis and inhibits proliferation in HepG2 cells [J].Chem Biol Interact, 2012, 199(2): 63-73.

[3] 饒小平，宋湛謙，高宏. 脫氫樅胺及其衍生物的研究與應(yīng)用進(jìn)展 [J].化學(xué)通報, 2006, 69(3): 168-172.

[4] 陳泳, 林中祥. CrO3/SiO2固載氧化劑對脫氫樅胺衍生物 B 環(huán)的氧化 [J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2012, 36(3): 101-104.

[5] CHEN Y, LIN Z X, ZHOU A M. Synthesis and antitumour activities of a novel class of dehydroabietylamine derivatives [J]. Natural Product Research: Formerly Natural Product Letters, 2012, 26(23): 2188-2195.

[6] OHWADA T, NONOMURA T, MAKI K, et al. Dehydroabietic acid derivatives as a novel scaffold for large-conductance calcium-activated K+channel openers [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2003, 13(22): 3971-3974.

[7] 陳泳, 林中祥.N-苯甲酰基-脫氫樅胺 -7-酮的合成及其對雄激素受體活性的研究 [J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2009, 29: 121-124.

[8] 管小虹，鄧慧敏，林中祥. 電噴霧質(zhì)譜法研究N-苯甲酰基-脫氫樅胺-7-酮與DNA的相互作用 [J]. 中山大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2010, 49(6): 74-77.

[9] 呂林，鄧慧敏，林中祥. ESI-MS法研究N-苯甲?；?脫氫樅胺衍生物與血管緊張肽Ⅲ的相互作用 [J]. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報, 2011, 32(4): 863-867.

[10] 劉明，鄧慧敏，林忠祥. 脫氫樅胺-取代水楊醛Schiff堿的電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜研究 [J].中山大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版, 2009, 48(4): 57-60.

[11] NIESSEN W M A. Fragmentation of toxicologically relevant drugs in negative-ion liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Mass Spectrometry Reviews, 2012, 31(6):626-665.

[12] BLADES A T, IKONOMOU M G, KEBARLE P. Mechanism of electrospray mass spectrometry[J]. Electrospray as an electrolysis cell[J].Anal Chem, 1991, 63 (19): 2109-2114.