利用电喷雾离子阱质谱研究seselinone和rumphiin的裂解行为

王天山

（海南师范大学 化学与化工学院，热带药用资源化学教育部重点实验室，海南 海口 571158）

木脂素普遍存在于植物中，是一类重要的次生代谢产物，也是多种中草药的活性成分，具有广泛的生物活性[1-3]。Seselinone 和rumphiin均属于木脂素类化合物，是从香花暗罗（Polyalthia rumphii）的醇提取物中分离得到的[4]。这两个化合物的化学结构很相似，都拥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；化学结构不同的地方主要是rumphiin在C-9没有与7′位的氧键合形成四氢呋喃环。Vladi⁃nol D 是橄榄（Chinese olive）、川木香（Dolomiaea souliei（Franch.）C.Shih）和银叶安息香（Styrax argentifoliusH.L.Li）等多种药用植物的活性成分[5-7]，magnone A 和magnone B是望春花（Magnolia biondiiPamp.）的主要化学成分，具有多种生物活性[8]，它们的化学骨架与seselinone 一样，差别只在于苯环上的氧化取代基，此类结构的衍生物在植物的次生代谢产物中非常常见。本文采用二级电喷雾离子阱质谱技术研究这两个化合物质谱裂解的异同之处，分析化学结构相同部分可能存在的相同或相似的质谱裂解行为，并阐述化学结构不同部分所表现出来的各自的裂解特性，发现可能的诊断性碎片离子。该研究结果可为利用在线质谱（各种串联质谱）技术分析这些化合物以及它们的结构衍生物提供数据参考，也为快速地分析从中草药中提取的此类化合物并进行质谱鉴定提供可行的数据信息。

图1 Seselinone（A）和rumphiin（B）的化学结构Figure 1 Chemical structures of seselinone（A）and rumphiin（B）

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

Esquire HCT 型电喷雾离子阱质谱仪，德国Bruker 公司，配备电喷雾离子源（ESI）和Esquire Control 操作系统；FA1604型电子天平，上海良平仪器仪表有限公司。

Seselinone 和rumphiin 单体，采用色谱技术从药用植物香花暗罗（Polyalthia rumphii）的醇提取液中分离纯化得到；甲醇（色谱纯级），美国TEDIA/天地化学试剂。

1.2 质谱条件

质谱实验均在Esquire HCT型离子阱质谱仪上完成，采用ESI正离子模式扫描；喷雾电压为3.5 kV，金属加热毛细管温度为320 ℃，毛细管电压120～130 V；样品以4µL/min的速度由蠕动泵进入质谱仪；氮气作为鞘气和辅助气，鞘气流量为5 psi；碰撞池中碰撞气体为氦气，进行二级质谱实验时采用碰撞诱导解离模式（CID）获得化合物准分子离子的二级质谱，碰撞能量根据测试需要进行系统自动优化，质量检测范围为自动全扫描。

2 结果与讨论

2.1 Seselinone的质谱裂解行为

Seselinone（C24H30O9）在电喷雾一级质谱的正离子模式下得到两种准分子离子峰，分别是[M+K]+和[M+Na]+，对应m/z501和485离子。选择高能氦气轰击m/z501离子后得到对应的二级质谱（图2）。发现该化合物主要存在两种裂解途径（图3），第一种裂解途径是断裂四氢呋喃环上面的取代基后得到具有芳香性的呋喃型离子。8′位的羟甲基与H-7′断裂脱掉一个甲醇分子（32 Da）后，再从8位和9位丢失一个中性H2分子生成呋喃型的碎片离子m/z467。离子m/z467在苯环上从甲氧基丢失-CH2O-（30 Da）中性碎片即可得到子离子m/z437；此碎片离子m/z437 也可能是经过m/z469→439→437 的路径生成的。由此可见，不论是先脱掉H2分子还是先丢失-CH2O-中性碎片，最终都要生成稳定的具有芳香性的呋喃型离子。在此二级质谱图中还发现m/z331和m/z301两个呋喃型碎片离子。

图2 碰撞诱导解离技术处理seselinone的电喷雾二级质谱图Figure 2 ESI-MS/MS spectrum of seselinone by CID fragmentation

图3 Seselinone可能的主要质谱裂解途径（Ar=3，4，5-三甲氧苯基）Figure 3 Proposed fragmentation pathway of seselinone (Ar=3，4，5-trimethoxyphenyl)

第二种裂解的途径是四氢呋喃环开裂，在二级谱中C8-C9和C7′-C8′键均裂后生成C8=C8′双键型离子m/z291，C8-C8′和C9-O单键均裂后生成C8=C9双键型离子m/z222。再次经过质谱系统自动优化后的二级质谱中出现一个m/z195碎片离子，这是受到Na+的诱导使C7-C8单键异裂而生成，归属为3，4，5-三甲氧苯甲酰基正离子，此碎片离子可作为木脂素苯基中取代基种类和数量的判断依据。

此外，本文还考察了seselinone另外一个准分子离子峰[M+Na]+=485的二级质谱，结果显示四氢呋喃环上取代基的裂解依然是它的主要裂解方式，虽然没有观察到m/z195的特征碎片离子，但还是发现与其相关的碎片离子m/z267，即[M-195]+离子。

2.2 Rumphiin的质谱裂解行为

Rumphiin（C24H28O9）在电喷雾一级质谱的正离子模式显示m/z483为准分子离子峰[M+Na]+。使用一定碰撞能量的气体轰击准分子离子峰m/z483使其裂解。在二级谱图（图4）中，发现一个与seselinone相同的碎片离子m/z195，即3，4，5-三甲氧苯甲酰基正离子。比较有意义的裂解还是OH-9′上的氢与7′位的C=O发生麦氏（Mclatterty）重排，丢失一个中性甲醛分子后生成特征的重排离子m/z453。在低质荷比区的离子m/z220比m/z243减少了23 Da，可能是丢失加合Na离子所致，推测它们是由C9-H与C8-C8′键同时裂解而生成炔基正离子。与准分子离子峰m/z483相比较，碎片离子m/z465和437依次减少18 Da和28 Da，分别归属为由OH-9′的脱水和7位（或7′位）C=O的脱羧反应所生成的离子。Rumphiin可能的主要质谱裂解途径见图5。

图4 碰撞诱导解离技术处理Rumphiin的电喷雾二级质谱图Figure 4 ESI-MS/MS spectrum of rumphiin by CID fragmentation

图5 Rumphiin可能的主要质谱裂解途径（Ar=3，4，5-三甲氧苯基）Figure 5 Proposed fragmentation pathway of rumphiin (Ar=3，4，5-trimethoxyphenyl)

3 结论

采用电喷雾离子阱质谱技术研究两种化学结构相似的木脂素类化合物的质谱裂解行为。通过CID技术使用氦气轰击各自化合物的准分子离子峰得到相应的碎片离子，并研究这些碎片离子的可能裂解途径。研究结果表明，seselinone主要是断裂掉四氢呋喃环上7′位和8′位上的取代基，再从8位和9位丢失一个中性H2分子而生成稳定的呋喃型正离子，如m/z467，437，331和301；此外四氢呋喃环在C8-C9和C7′-C8′开裂后生成一个碳碳双键，此双键与苯环共轭生成一个稳定的正离子，如m/z291和222。从化学结构看，rumphiin的烷基没有键合成四氢呋喃环，其特征性的裂解是在烷基部分发生麦氏重排丢失一个中性甲醛分子而得到[M+Na-HCHO]+的重排离子峰m/z453，以及烷基开裂得到炔基型正离子m/z220。

通过比较这两个化合物的二级质谱数据发现，它们都出现了一个m/z195的碎片离子峰（归属为3，4，5-三甲氧苯甲酰基正离子）或者是与此碎片相关的[M-195]+离子峰。这可能是由于受到加合金属离子（Na+或K+）诱导后在酰基处发生异裂，此离子可作为判断木脂素苯基上取代基的种类和数量的一个参考依据。