利用電噴霧離子阱質(zhì)譜研究seselinone和rumphiin的裂解行為

王天山

（海南師范大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，熱帶藥用資源化學(xué)教育部重點實驗室，海南 ?？?571158）

木脂素普遍存在于植物中，是一類重要的次生代謝產(chǎn)物，也是多種中草藥的活性成分，具有廣泛的生物活性[1-3]。Seselinone 和rumphiin均屬于木脂素類化合物，是從香花暗羅（Polyalthia rumphii）的醇提取物中分離得到的[4]。這兩個化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)很相似，都擁有相同的多取代苯基，即3，4，5-三甲氧苯基，另外7和7′位也都被氧化；化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的地方主要是rumphiin在C-9沒有與7′位的氧鍵合形成四氫呋喃環(huán)。Vladi?nol D 是橄欖（Chinese olive）、川木香（Dolomiaea souliei（Franch.）C.Shih）和銀葉安息香（Styrax argentifoliusH.L.Li）等多種藥用植物的活性成分[5-7]，magnone A 和magnone B是望春花（Magnolia biondiiPamp.）的主要化學(xué)成分，具有多種生物活性[8]，它們的化學(xué)骨架與seselinone 一樣，差別只在于苯環(huán)上的氧化取代基，此類結(jié)構(gòu)的衍生物在植物的次生代謝產(chǎn)物中非常常見。本文采用二級電噴霧離子阱質(zhì)譜技術(shù)研究這兩個化合物質(zhì)譜裂解的異同之處，分析化學(xué)結(jié)構(gòu)相同部分可能存在的相同或相似的質(zhì)譜裂解行為，并闡述化學(xué)結(jié)構(gòu)不同部分所表現(xiàn)出來的各自的裂解特性，發(fā)現(xiàn)可能的診斷性碎片離子。該研究結(jié)果可為利用在線質(zhì)譜（各種串聯(lián)質(zhì)譜）技術(shù)分析這些化合物以及它們的結(jié)構(gòu)衍生物提供數(shù)據(jù)參考，也為快速地分析從中草藥中提取的此類化合物并進行質(zhì)譜鑒定提供可行的數(shù)據(jù)信息。

圖1 Seselinone（A）和rumphiin（B）的化學(xué)結(jié)構(gòu)Figure 1 Chemical structures of seselinone（A）and rumphiin（B）

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

Esquire HCT 型電噴霧離子阱質(zhì)譜儀，德國Bruker 公司，配備電噴霧離子源（ESI）和Esquire Control 操作系統(tǒng)；FA1604型電子天平，上海良平儀器儀表有限公司。

Seselinone 和rumphiin 單體，采用色譜技術(shù)從藥用植物香花暗羅（Polyalthia rumphii）的醇提取液中分離純化得到；甲醇（色譜純級），美國TEDIA/天地化學(xué)試劑。

1.2 質(zhì)譜條件

質(zhì)譜實驗均在Esquire HCT型離子阱質(zhì)譜儀上完成，采用ESI正離子模式掃描；噴霧電壓為3.5 kV，金屬加熱毛細管溫度為320 ℃，毛細管電壓120～130 V；樣品以4μL/min的速度由蠕動泵進入質(zhì)譜儀；氮氣作為鞘氣和輔助氣，鞘氣流量為5 psi；碰撞池中碰撞氣體為氦氣，進行二級質(zhì)譜實驗時采用碰撞誘導(dǎo)解離模式（CID）獲得化合物準分子離子的二級質(zhì)譜，碰撞能量根據(jù)測試需要進行系統(tǒng)自動優(yōu)化，質(zhì)量檢測范圍為自動全掃描。

2 結(jié)果與討論

2.1 Seselinone的質(zhì)譜裂解行為

Seselinone（C24H30O9）在電噴霧一級質(zhì)譜的正離子模式下得到兩種準分子離子峰，分別是[M+K]+和[M+Na]+，對應(yīng)m/z501和485離子。選擇高能氦氣轟擊m/z501離子后得到對應(yīng)的二級質(zhì)譜（圖2）。發(fā)現(xiàn)該化合物主要存在兩種裂解途徑（圖3），第一種裂解途徑是斷裂四氫呋喃環(huán)上面的取代基后得到具有芳香性的呋喃型離子。8′位的羥甲基與H-7′斷裂脫掉一個甲醇分子（32 Da）后，再從8位和9位丟失一個中性H2分子生成呋喃型的碎片離子m/z467。離子m/z467在苯環(huán)上從甲氧基丟失-CH2O-（30 Da）中性碎片即可得到子離子m/z437；此碎片離子m/z437 也可能是經(jīng)過m/z469→439→437 的路徑生成的。由此可見，不論是先脫掉H2分子還是先丟失-CH2O-中性碎片，最終都要生成穩(wěn)定的具有芳香性的呋喃型離子。在此二級質(zhì)譜圖中還發(fā)現(xiàn)m/z331和m/z301兩個呋喃型碎片離子。

圖2 碰撞誘導(dǎo)解離技術(shù)處理seselinone的電噴霧二級質(zhì)譜圖Figure 2 ESI-MS/MS spectrum of seselinone by CID fragmentation

圖3 Seselinone可能的主要質(zhì)譜裂解途徑（Ar=3，4，5-三甲氧苯基）Figure 3 Proposed fragmentation pathway of seselinone (Ar=3，4，5-trimethoxyphenyl)

第二種裂解的途徑是四氫呋喃環(huán)開裂，在二級譜中C8-C9和C7′-C8′鍵均裂后生成C8=C8′雙鍵型離子m/z291，C8-C8′和C9-O單鍵均裂后生成C8=C9雙鍵型離子m/z222。再次經(jīng)過質(zhì)譜系統(tǒng)自動優(yōu)化后的二級質(zhì)譜中出現(xiàn)一個m/z195碎片離子，這是受到Na+的誘導(dǎo)使C7-C8單鍵異裂而生成，歸屬為3，4，5-三甲氧苯甲?；x子，此碎片離子可作為木脂素苯基中取代基種類和數(shù)量的判斷依據(jù)。

此外，本文還考察了seselinone另外一個準分子離子峰[M+Na]+=485的二級質(zhì)譜，結(jié)果顯示四氫呋喃環(huán)上取代基的裂解依然是它的主要裂解方式，雖然沒有觀察到m/z195的特征碎片離子，但還是發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)的碎片離子m/z267，即[M-195]+離子。

2.2 Rumphiin的質(zhì)譜裂解行為

Rumphiin（C24H28O9）在電噴霧一級質(zhì)譜的正離子模式顯示m/z483為準分子離子峰[M+Na]+。使用一定碰撞能量的氣體轟擊準分子離子峰m/z483使其裂解。在二級譜圖（圖4）中，發(fā)現(xiàn)一個與seselinone相同的碎片離子m/z195，即3，4，5-三甲氧苯甲?；x子。比較有意義的裂解還是OH-9′上的氫與7′位的C=O發(fā)生麥氏（Mclatterty）重排，丟失一個中性甲醛分子后生成特征的重排離子m/z453。在低質(zhì)荷比區(qū)的離子m/z220比m/z243減少了23 Da，可能是丟失加合Na離子所致，推測它們是由C9-H與C8-C8′鍵同時裂解而生成炔基正離子。與準分子離子峰m/z483相比較，碎片離子m/z465和437依次減少18 Da和28 Da，分別歸屬為由OH-9′的脫水和7位（或7′位）C=O的脫羧反應(yīng)所生成的離子。Rumphiin可能的主要質(zhì)譜裂解途徑見圖5。

圖4 碰撞誘導(dǎo)解離技術(shù)處理Rumphiin的電噴霧二級質(zhì)譜圖Figure 4 ESI-MS/MS spectrum of rumphiin by CID fragmentation

圖5 Rumphiin可能的主要質(zhì)譜裂解途徑（Ar=3，4，5-三甲氧苯基）Figure 5 Proposed fragmentation pathway of rumphiin (Ar=3，4，5-trimethoxyphenyl)

3 結(jié)論

采用電噴霧離子阱質(zhì)譜技術(shù)研究兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的木脂素類化合物的質(zhì)譜裂解行為。通過CID技術(shù)使用氦氣轟擊各自化合物的準分子離子峰得到相應(yīng)的碎片離子，并研究這些碎片離子的可能裂解途徑。研究結(jié)果表明，seselinone主要是斷裂掉四氫呋喃環(huán)上7′位和8′位上的取代基，再從8位和9位丟失一個中性H2分子而生成穩(wěn)定的呋喃型正離子，如m/z467，437，331和301；此外四氫呋喃環(huán)在C8-C9和C7′-C8′開裂后生成一個碳碳雙鍵，此雙鍵與苯環(huán)共軛生成一個穩(wěn)定的正離子，如m/z291和222。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，rumphiin的烷基沒有鍵合成四氫呋喃環(huán)，其特征性的裂解是在烷基部分發(fā)生麥氏重排丟失一個中性甲醛分子而得到[M+Na-HCHO]+的重排離子峰m/z453，以及烷基開裂得到炔基型正離子m/z220。

通過比較這兩個化合物的二級質(zhì)譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，它們都出現(xiàn)了一個m/z195的碎片離子峰（歸屬為3，4，5-三甲氧苯甲?；x子）或者是與此碎片相關(guān)的[M-195]+離子峰。這可能是由于受到加合金屬離子（Na+或K+）誘導(dǎo)后在?；幇l(fā)生異裂，此離子可作為判斷木脂素苯基上取代基的種類和數(shù)量的一個參考依據(jù)。