全 文 ：Vo.l 27 高 等 学 校 化 学 学 报 No. 1
2 0 0 6 年 1月 　 　　　　　CHEM ICAL JOURNAL OF CH INESE UN IVERSITIES　　　　　 　 52～ 54
[研究简报 ]
无患子皂苷成分的串联质谱分析
李　锐 , 周　燕 , 杨永成 , 吴志军 , 丁立生
(中国科学院成都生物研究所 , 成都 610041)
关键词　无患子;三萜皂苷;倍半萜皂苷;串联质谱
中图分类号　O657 　　　　文献标识码　A　　　　文章编号　0251-0790(2006)01-0052-03
收稿日期:2005-03-15.
联系人简介:丁立生(1958年出生), 男 , 博士 , 研究员 , 博士生导师 , 从事天然药物化学和有机质谱学研究.
E-m ai l:lsding@ cib. ac. cn
无患子 (Sapindusmukurossi Ga tren. )又名肥皂树 , 主要生长于东南亚各国 , 我国的长江流域和华南
各省均有栽培. 其假种皮中含有大量皂苷成分 , 除具有良好的起泡性和去污性能外 , 还具有抗菌和止
痒等生理功效 , 作为天然活性物质可用于天然洗发香波及各种洁肤护肤化妆品中 , 也可用来治疗脚癣
和轮癣. 无患子皂苷还是很好的农药乳化剂 , 对棉蚜虫 、红蜘蛛和甘薯金华虫等均有较好的杀灭效
果 [ 1] . 无患子皂苷的分离纯化和结构鉴定已有一些报道 [ 1 ～ 4] , 王小淳 [ 5]还对其进行了高效液相色谱-质
谱联用分析.
这些研究结果表明 , 无患子皂苷成分较为丰富 , 且不同来源样品的皂苷成分也有差别. 我们采用
电喷雾串联质谱直接对无患子总皂苷中各皂苷成分进行鉴定. 该方法方便快捷 , 适合于无患子或其它
皂苷混合物的快速分析.
1　实验部分
1. 1　试剂与仪器　B ruker B ioTOF Q高分辨质谱仪 , 离子源(ESI)喷射电压 4 kV , 毛细管温度 350 ℃,
毛细管电压 -4 kV , 干燥气体温度 150 ℃, 推斥电压 8 kV , 壳气(氮气 )流速 50 arb , 注射泵进样速度
1.5μL /m in, 正离子方式采集 , 采用 Data Ana ly sis处理系统. F innigan LCQDECA离子阱串联质谱仪 , ESI
离子源 , 喷射电压 5 kV , 毛细管温度 250℃, 毛细管电压 ±5V , 壳气 (氮气)流速 50 a rb, 离子阱压力
3.2×10- 3 Pa, 注射泵进样速度 1.5μL /m in, 正 、负离子方式同时采集 , 多级串联质谱 (ESI-MSn)碰撞
能量为 30%, 采用 Qua lB row ser数据处理系统.
1. 2　实验过程　取无患子皂乳 (无患子水煮浓缩液 )50mL(58 g)溶于适量水中 , 用 200 mL正丁醇分
4次萃取 , 回收溶剂后再溶于水 , 过 D101大孔吸附树脂柱 , 以水充分洗净后用乙醇洗脱 , 回收溶剂并
蒸干后得无患子总皂苷 7.3 g. 取适量样品溶解于甲醇 , 采用直接进样进行质谱分析.
2　结果与讨论
2. 1　各皂苷成分的分子式确定　首先采用离子阱质谱仪进行无患子总皂苷的 ES I-MS实验 , 选择正离
子和负离子两种模式同步检测 , 在正离子 ESI-MS谱中出现各皂苷成分的 [M +H ] +或 [M +Na] +准分
子离子峰 , 负离子 ES I-MS谱中则为 [M -H ] -准分子离子峰. 通过正 、负离子质谱的相互印证 , 排除一
些碎片离子的干扰 , 得无患子总皂苷中 12种主要皂苷成分(1 ～ 12)的分子量. 再由高分辨质谱仪给出
各皂苷成分准分子离子 [M +N a] +的精确质量数 , 从而得到它们的分子式(见表 1).
通过与文献报道的无患子皂苷相比较 , 推测主要皂苷成分 1 ～ 12分别为无患子皂苷 A(1)[ 2] , 无
患子皂苷 C(2)[ 2] 、无患子苷 X(3)[ 2] 、无患子苷 Y2(4)[ 3] 、皮哨子苷 Ⅱ b(5)[ 6] 、皮哨子苷 Ⅰ b(6)[ 6] 、
无患子苷 Ⅰ b(7)[ 4] 、无患子苷 Ⅰ a(8)[ 4] 、皮哨子苷Ⅳ b(9)[ 6] 、皮哨子苷 Ⅳ a(10)[ 6] 、无患子苷
Ⅱ b(11)[ 4]和无患子苷Ⅱ a(12)[ 4] (结构见 Scheme 1). 其中 , 1 ～ 4为三萜皂苷 , 5 ～ 12为倍半萜皂苷.
Tab le 1　 HR-ESI-MS data of sapon ins 1— 12
S apon in Formu la
Calc. mass
[M +N a] +
Cu r. m ass
[M +N a] + S apon in Form u la
C alc. m ass
[M +N a] +
C ur. m ass
[M +Na] +
Sap indoside A(1) C41H66O 12 773. 444 6 773. 442 6 Muku roziosideⅠ b(7) C45H76O24 1 023.461 9 1 023. 464 0
Sap indoside C(2) C46H74O 16 905. 486 9 905. 487 1 Muku roziosideⅠ a(8) C45H78O24 1 025.477 5 1 025. 475 7
M uku rozi-saponin X(3) C53H86O 22 1 097. 550 3 1 097. 553 9 Pyish iauos ideⅣ b(9) C50H84O28 1 155.504 1 1 155. 505 0
M uku rozi-saponin Y2(4) C58H94O 26 1 229. 592 6 1 229. 594 1 Pyish iauos ideⅣ a(10) C50H86O28 1 157.520 7 1 157. 521 8
Pyish iauoside Ⅱ b(5) C32H54O 15 701. 335 5 701. 333 6 Muku roziosideⅡ b(11) C51H86O28 1 169.519 8 1 169. 525 4
Pyish iauoside Ⅰ b(6) C33H56O 15 715. 355 1 715. 347 5 Muku roziosideⅡ a(12) C51H88O28 1 171.535 4 1 171. 532 0
Schem e 1　The structures of sapon in s 1— 12
2. 2　三萜皂苷的 ESI-MSn串联质谱解析　三萜皂苷 1 ～ 4的负离子 ESI-MSn串联质谱给出了一系列反
映结构特征的子离子. 首先 , 三萜皂苷依次脱去糖基单元生成常春藤配基后 , 苷元脱水 , 此后有两种
断裂途径 , 一种为发生逆狄尔斯-阿尔德断裂 , 另一种为顺序脱去一氧化碳 、甲醇和丢失二氧化碳等中
性碎片 .以皂苷 2为例 , 由正 、负离子准分子离子峰 m /z 905 [M +N a] +和 m /z 881 [M -H ] -可得其
分子量为 882, 进而通过高分辨质谱得出分子式 C46H74O16 , 用多级串联质谱确定其结构 , 在负离子准
分子离子峰的二级质谱中 , 出现子离子 m /z 749 [M -H - ara] -和 603[M -H - ara - rha] -. 由后者的
三级质谱得到 m /z 471[ 603 - ara] -和 453[ 603 - ara -H2O ] -离子 , 再对子离子 m /z 453做四级质谱实
验 , 得 m /z 247[ 453 -C14H22O ] - , 425[ 453 -CO ] - , 393[ 453 -CO -CH3OH ] -和 409[ 453 -CO 2 ] -等
离子 , 继续对碎片离子 m /z 393做五级质谱实验出现 m /z 377[ 393 - O ] - , 375[ 393 -H2O ] - , 363
[ 393 -OCH 2 ] -和 349[ 393 -O - 2CH2 ] -. 其可能裂解方式如 Scheme 2所示. 正离子串联质谱也得到
相似的结果. 由以上多级质谱数据可确认该化合物为无患子皂苷 C [ 2] . 同理 , 通过对三萜皂苷 1, 3和
4的多级串联质谱解析可确认它们是无患子皂苷 A(1), 无患子苷 X(3)和无患子苷 Y2(4).
Schem e 2　The proposed ( -) ESI-MSn fragm entation pathway of sapon in 2
2. 3　倍半萜皂苷的 ESI-MSn串联质谱解析　以倍半萜皂苷准分子离子为母离子进行串联质谱分析 , 先
依次脱去外层糖基单元 , 而后脱掉一分子葡萄糖基和一分子水. 对于羟基邻位碳原子 C11上有氢的倍
半萜糖苷 , 脱水后在 C11和 C12上形成双键. 对于羟基邻位碳原子 C11上没有氢的倍半萜糖苷 , 羟基脱水
就需要与其相邻的氢结合 , 其中以五元环的结构较为稳定 , 所以 C12位的氧原子易与 C8位的氢结合 ,
而 C1位的氧原子易与 C5位的氢结合. 脱水后与倍半萜苷元直接相连的葡萄糖基会发生六元环上的协
53　No. 1 　 李　锐等:无患子皂苷成分的串联质谱分析
同开裂 , 丢失 C3H6O2片断 , 然后再失去 C2H4O 2片断. 由于该产物离子不稳定 , 推测经历一个重排反应
生成更稳定的结构. 以皂苷 9为例 , 其正 、负离子的准分子离子峰分别为 m /z 1155[M +Na] +和 m /z
1131[M -H ] - , 说明该化合物的分子量为 1132, 由高分辨质谱得出其分子式为 C50H84O28. 对其进行
多级串联质谱实验 , 在负离子二级质谱中出现子离子 m /z 999 [M -H - ara] -和 985 [M -H - rha] -.
后者的三级质谱中出现 m /z 853 [ 985 - ara] - , 839 [ 985 - rha] -和 707 [ 985 - rha - ara] -离子 , 离子
m /z 707的四级质谱中出现碎片离子 m /z 561 [ 707 - rha] - , 545 [ 707 - g lc] -和 527 [ 707 - g lc -
H2O ] -. 对离子 m /z 527做五级串联质谱实验 , 出现 m /z 381 [ 527 - rha] - , 307 [ 527 - rha -
C3H6O 2 ] - 和 247 [ 527 - rha -C3H6O2 -C2H 4O 2 ] -等碎片离子. 其可能的裂解方式如 Scheme 3所示.
正离子多级串联质谱分析也可得出相似的结果. 由以上的多级质谱数据可以确认该化合物为文献报道
的皮哨子苷Ⅳb[ 6] , 其它倍半萜皂苷经同样的解析分别得到确认.
Schem e 3　The proposed ( -) ESI-MSn fragm entation pathway of sapon in 9
参　考　文　献
[ 1 ] 　RAO H ou-Zeng(饶厚曾), GUO Long-H ua(郭隆华). Jiangxi S cience(江西科学)[ J] , 2002, 20:55— 58
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Tandem M ass Spectrom etry Ana lysis of Saponins from Sapindusmukurossi
LI Ru i, ZHOU Yan, YANG Yong-Cheng, WU Zhi-Jun, D ING Li-Sheng*
(Chengdu Institute of B iology, Chinese Academ y of Sciences, Chengdu 610041, China)
Abstract　The saponins of Sapindusmukurossi was analyzed by tandem mass spectrome try. The mo lecu lar
w e ights of 12 saponins from the tota l saponin o fS. mukurossi were dete rm ined by positive and negative ions
ESI-MS and theirmolecu lar formula w ere acquired by HR-ESI-MS. Furthe rmore, the four hederagen in sapo-
nins and seven acyclic sesquiterpene saponins we re identified based on the tandem mass spectrome try.
Keywords　Sapindus mukurossi;Hede ragenin sapon in;Sesqu ite rpene o ligog ly coside;Tandem mass spec-
trometry (Ed. :K , G)
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