新型N-苯甲酰基-脱氢枞胺衍生物的电喷雾离子阱质谱行为研究*

陈安珣， 周丽华，唐连凤，姚骏骅，林中祥

(1. 广东工业大学轻工化工学院， 广东 广州 510006；2 .中山大学测试中心， 广东 广州 510275 ；3. 南京林业大学化学工程学院，南京 江苏 210037)

脱氢枞胺是一种含三环菲结构的松香改性产品。基于其具有杀菌等生物活性[1-3]，对其含有的三环二萜结构进行修饰，在特定的位置上引入如羰基、硝基、羟基、肟基等功能团，以获得具有更强生理活性脱氢枞胺衍生物成为近年来的研究热点[4-6]。进一步将脱氢枞胺的18位上的氨基进行酰基化，可成为具有抗炎、抗菌、抗肿瘤、扩血管、驱虫、植物生长调节等作用的一类苯甲酰胺类化合物，从而可获得在医药、农药等领域具有广泛应用前景的N-苯甲酰基-脱氢枞胺衍生物[7]。

电喷雾电离质谱(ESI-MS)作为一种软电离质谱技术，已成为合成化学、生物化学及药物分析等研究领域中重要的定性、定量分析手段[8-11 ]。当ESI离子源与离子阱(IT) 分析器相连接，则可通过多级碰撞诱导裂解(CID)获得丰富的母离子碎裂离子峰，利于对目标物分子进行结构剖析和定性分析。本文利用ESI-IT-MS技术，对8个具有潜在杀菌、抗癌生物活性的新型N-苯甲酰基-脱氢枞胺衍生物进行了ESI质谱行为研究，对化合物的质谱裂解规律进行了分析，为其他类似合成的N-苯甲酰基-脱氢枞胺衍生物的质谱表征提供相应参考信息。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

8 个脱氢枞胺衍生物由南京林业大学林中祥教授课题组合成与纯化，并已进行核磁共振氢谱和碳谱、高分辨质谱等相关定性分析，其结构和理论相对分子质量信息见图1。

图1 脱氢枞胺衍生物的结构Fig.1 Structures of dehydroabietylamine derivatives

所用溶剂甲醇与甲酸均为分析纯。

采用LCQ DECA XP高效液相色谱-质谱联用仪(美国Thermo公司)，电喷雾离子源，四极离子阱质量分析器。采用全扫描、选择离子扫描ZoomScan及MSn扫描等多种扫描方式。单电荷质量范围为50～2 000 u。加热毛细管温度为300 ℃，鞘气(N2)流速为30流量单位(Arbitrary units)，辅助气(N2) 流速为30流量单位(Arbitrary units)，电喷雾电压为4.0 kV。碰撞诱导解离气为氦气，相对碰撞能为30%～50%。

1.2 实验方法

样品用甲醇(含φ=0.1% 甲酸)溶解后，离心，采用进样针取一定体积的澄清溶液直接进样。

2 结果及讨论

2.1 脱氢枞胺衍生物的ESI-MS分析

A、B和C衍生物具有相同的N-苯甲酰基-脱氢枞胺基本结构，在正负电离模式下都有较强的与分子离子相关的质谱峰出现。但7位和12位取代基的不同在一定程度上影响了各自对质谱相应的程度和方式。表1为脱氢枞胺三环菲结构上，含7位肟基、7位羟基和12位硝基的8个不同N-苯甲酰基-脱氢枞胺衍生物的(±)-ESI-MS分析结果列表。由表1可知，在正离子模式下，A和C衍生物易加氢电离，[M+H]+为基峰，谱图中还存在峰强度较大的二聚体[2M+H]+或[2M+Na]+。A衍生物由于分子7位上含有肟基，较易在电喷雾过程中脱去一分子水，在一级谱图中可观察到峰强度在10%左右的[M-H2O+H]+离子峰。B衍生物则易加Na+电离，[M+Na]+为基峰, 未观察到二聚体相关峰。在负离子模式下，衍生物均易加合一个甲酸分子以[M+HCOOH-H]-离解，且此峰为C衍生物谱图中的基峰。甲酸分子来源于含φ=0.1%甲酸的甲醇溶剂，用于增加样品溶解性，提高样品质谱的相应信号。在A衍生物谱图中还可观察到[M+H2O-H]-，B和C衍生物谱图中均可观察到比[M-H]-大122的谱峰，此峰的归属有待进一步深入研究。此外，A和C衍生物谱图中也存在二聚体[2M-H]-。从所获得的谱图整体结果可知，A和C比B衍生物更易在电喷雾过程中形成二聚体；C衍生物可能由于12位强吸电子基团硝基的引入，正离子模式下的谱图信噪比比A和B衍生物要低，其更易进行负离子模式检测。

2.2 脱氢枞胺衍生物的ESI-IT碎裂谱图分析

表1 脱氢枞胺衍生物的(±)-ESI-MS分析结果Table 1 Information of the peaks of dehydroabietylamine derivatives detected by (±)-ESI-MS

图4是B和 C衍生物的[M-H]-为母离子进行二级质谱分析的谱图。在相同的碰撞能(30%)的作用下， 虽然B1和B2都经历了脱一分子H2，继而失去一分子B-1 (结构式见图5)，产生碎裂离子峰m/z267的过程，但由于取代基R3的不同, 使B1和B2产生了其他不同的碎裂离子。图5为B1和B2的[M-H]-主要的裂解途径。由于吸电子基团-Cl的存在，使B1酰胺键上的氢易脱去，更易通过酰胺键N-C键及连接苯环的C-C断裂产生相关碎裂片段。而B2则通过三环菲上脱去甲基，产生更稳定的含共轭多环结构的碎裂离子峰m/z370.2，该峰为 B2二级质谱谱图的基峰。 在低于B衍生物5%的碰撞能的作用下，C衍生物产生的二级质谱碎裂片段则更丰富。在C1和C2的二级谱图中，可观察到[M-18-H]-的谱峰，分别为m/z460.3和m/z449.3，由准分子离子峰通过脱去一分子CH4后，继而脱去一分子H2而产生。在C2的二级谱图中可明显观察到m/z451.2离子峰，该峰比m/z449.3高2个m/z值。根据分子中含有一个氯原子的同位素峰的特征，m/z451.2的峰强度应该为m/z449.3峰强度的1/3，但从所获得的图谱中可知，该峰的峰强度为m/z449.3峰强度的2/3，说明此峰含有其他组成形式的离子存在，即[M-CH4-H]-。此峰的存在说明了推测产生m/z460.3和m/z449.3的过程的正确性。

图2 A1、A2、A3 和A4衍生物准分子离子峰[M+H]+的ESI-MS/MS谱图Fig.2 ESI-MS/MS spectra of [M+H]+ of A1, A2, A3 and A4

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

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

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

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

3 结 论

具有相同N-苯甲酰基-脱氢枞胺基本结构的A、B和C 衍生物在均具有较强ESI-MS 质谱相应的同时，由于7位、12位及苯甲酰基上取代基的不同，在ESI-MS及ESI-MS/MS过程中呈现出一定的电离及碎裂特性。在(±)-ESI-MS过程中，7-肟基-N-苯甲酰基-脱氢枞胺A衍生物与12-硝基-N-苯甲酰基-脱氢枞胺C衍生物较7-羟基-N-苯甲酰基-脱氢枞胺B衍生物更易产生二聚体离子峰；含7-肟基的A衍生物在(+)-ESI-MS过程中表现一定的不稳定性，易产生脱H2O的离子峰；含12-硝基的C衍生物更易采用 (-)-ESI-MS进行分析。在(+)-ESI-MS/MS过程中，A衍生物由于7-肟基的存在，产生此类衍生物的特征离子碎裂峰[M-35+H]+和[M-H2O+H]+；通过18位酰基脱水离子峰[M-H2O+H]+失去中性分子取代苯甲腈产生偶数碎裂离子峰；通过7-肟基脱水离子峰[M-H2O+H]+失去中性分子取代苯甲醛产生奇数碎裂离子峰。在(-)-ESI-MS/MS过程中，在较高碰撞能的作用下，B衍生物特别是B1比C 衍生物表现更为稳定；均可通过丢失中性分子N-取代苯甲酰基亚甲胺 、 取代苯甲醛和取代苯产生系列碎裂离子；C衍生物中12-硝基及4’-硝基的存在可使相关丢失的中性分子易捕获电子而离子化。

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