全 文 ：收稿日期:2007-09-02;修回日期:2007-11-28
作者简介:李　甫(1979～ ),男(汉族),江苏徐州人 ,博士研究生 ,主要从事天然药物化学研究。 E-mail:andy197971@163.com
通信作者:王明奎(1966～ ),男(汉族),重庆开县人 ,研究员 ,主要从事天然药物化学研究。 E-mai l:w angmk@cib.ac.cn
第 29 卷 第 2 期
2008 年 3 月
质 谱 学 报
Journal o f Chinese Mass Spectrome try Society
Vo l.29　No.2
Mar.2008
ESI-MS/MS法对银莲花素A质谱裂解方式的研究
李　甫1 , 2 ,丁立生1 ,王明奎1
(1.中国科学院成都生物研究所 ,四川成都　610041;2.中国科学院研究生院 ,北京　100039)
摘要:以化学衍生结合电喷雾电离质谱(ESI-MS/MS)法研究银莲花素 A 的质谱裂解方式。将银莲花素 A
与三苯甲基氯反应 ,产物经 ESI-MS/MS 分析发现 , 银莲花素 A 在裂解过程中除了发生常规裂解以外 , 还伴
随着重排裂解发生。结果表明 ,银莲花素 A 中糖的连接顺序不能仅用 ESI-MS/MS 来确定。
关键词:银莲花素 A;电喷雾电离质谱(ESI-MS);化学衍生;裂解方式
中图分类号:O 657.63　　文献标识码:A　　文章编号:1004-2997(2008)02-76-04
Study on the Fragmentation Pathway of Raddeanin A by ESI-MS/MS
LI Fu
1 , 2 , DING Li-sheng1 , WANG Ming-kui1
(1.Chengd u Institute of B iology , Chinese Academy of S ciences , Chengdu 610041 , China;
2.Graduate School o f Chinese Academy of Sciences , Bei jing 100039 , China)
Abstract:The fragmentation pathw ay of raddeanin A w as studied by elect rospray ionization
mass spect rometry (ESI-MS/MS)tog ether wi th chemical de riv atization.The derivative w as
prepared by raddeanin A and tri ty l chloride , and then analy zed by ESI-MS/MS.Not only
no rmal fragmentation but also special f ragmentat ion w ere observed.The mechanism of the
special f ragmentat ion w as advised.The result indicates that the sequence of sugar moieties
in raddeanin A can not be de termined only by ESI-MS/MS.
Key words:raddeanin A;elect rospray ionization mass spect rometry;chemical derivatiza-
tion;f ragmentation pathway
　　自 20世纪 80年代电喷雾质谱问世以来 ,已
广泛应用于天然产物的研究 ,特别是皂苷 、生物
碱 、黄酮和糖等的结构研究[ 1-10] 。由于它是一种
软电离技术 ,可直接用于难挥发的复杂混合物分
析 ,多级质谱的碎片离子能提供丰富的化合物结
构信息。
银莲花素 A 是从银莲花属植物多被银莲花
中分离得到的一个三萜皂苷 ,其糖部分由鼠李糖
(rha)、葡萄糖(glc)和阿拉伯糖(ara)组成 ,化学
名为 3-O-[ α-L-吡喃鼠李糖-(1※2)-β-D-吡喃葡
萄糖-(1※2)-α-L-吡喃阿拉伯糖]齐墩果酸 ,化学
结构示于图 1 ,该化合物对腹水性肝癌细胞有显
著的抑制作用[ 11] 。用 ESI-MS/MS 对银莲花素
A 分析时发现 ,正 、负离子的二级质谱中除了出
现常规的 M-146碎片离子峰外 ,还出现了特殊
的 M -162碎片离子峰 ,提示其中三个糖的连接
好像为分支结构 。但根据吴凤锷报道的银莲花
素 A 全乙酰化物的电子轰击质谱数据和
1 3CNMR数据 ,糖的连接应该是直链结构 ,并且
用部分水解分离鉴定次级糖苷进行了确证[ 12] 。
文献对其解释可分为两类:一类认为 M -162碎
片离子为失去糖链中间的葡萄糖所产生
的[ 13-14] ;另一些文献则认为 M-162碎片离子为
失去 O -rha 的同时伴随着氢原子重排所
致[ 15-17] 。本工作对银莲花素 A 中葡萄糖的 6位
伯羟基进行化学衍生 ,然后用 ESI-MS/MS 分析
以确定其具体的质谱裂解方式 。
图 1　银莲花素 A的化学结构
Fig.1　Chemical structure of raddeanin A
1　试验部分
1.1　仪器与装置
LCQ 型质谱仪:美国 Thermo-Finnig an 公
司产品 ,配置有 ESI 离子源和直接进样注射泵 ,
离子阱质量分析器 , Xcalibur 1.2 数据处理
系统 。
1.2　材料与试剂
吡啶(分析纯):用前经干燥处理;其他液体
试剂均为分析纯;三苯甲基氯:分析纯 ,经真空干
燥;银莲花素 A:从多被银莲花中分离得到。
取 89.6 mg(0.1 mmol)银莲花素 A 溶于无
水吡啶(5 mL)中 ,加入 27.9 mg(0.1 mmol)三
苯甲基氯 ,60 ℃下搅拌 10 h。产物经硅胶柱层
析 ,以 V (甲醇)∶V (氯仿)∶V (水)=1∶8∶
0.1的混合溶液洗脱 ,得衍生化产物 12.6 mg ,
得率为11.1%。取适量样品溶解于 V (甲醇)∶
V (水)=9∶1的混合溶液 ,采用直接进样法进
行电喷雾质谱分析。
1.3　质谱条件
正 、负离子模式扫描;质量扫描范围 m/z
100 ～ 2 000;喷射电压 5 kV;毛细管温度 250
℃;毛细管电压±5 V;壳气(氮气)流速 20 L ·
min-1 ;离子阱压力3.2×10-3 Pa;注射泵进样速
度 1.5 μL·min-1 ;正 、负离子方式同时采集;二
级质谱碰撞能量为 40%。
2　结果与讨论
2.1　银莲花素 A电喷雾质谱研究
银莲花素 A 在正 、负离子模式下的电喷雾
一级和二级质谱图示于图 2 ,图 3。银莲花素 A
在正 、负离子模式下分别形成 m/z 919 .60[ M +
N a] +和 m/z 895.58 [ M -H] -的准分子离子
峰 , 同时也分别出现二聚体的离子峰 m/z
1 815.44[ 2M +N a] +和 m/z 1 791.67[ 2M -
H] -。二级质谱图中 ,正离子模式下出现了常
规离子 m/z 875.53[ M +Na -CO 2 ] + 、773.49
[ M +Na -rha] +和 729.56[ M +Na -rha -
CO 2] + ,同时还出现了特殊的离子 m/z 757.38
[ M+N a-162] +;负离子模式下除了出现了离
子 m/z 749.43[ M-H -rha] - 、587.33 [ M -H
-rha -glc] -和 455.39[ M -H -rha -glc -
a ra] - , 也出现了丰度很强的特殊离子 m/z
733.40[ M -H -162] -。
对上述特殊离子的出现有如下 3 种解释:
(1)银莲花素 A 的糖链中存在分支结构;(2)失
去 O -rha 的同时伴随着一个氢原子的重排所
产生的;(3)首先失去银莲花素 A 糖链中间的葡
萄糖所产生的。但文献[ 9] 已经排除了(1)的可
能性 ,所以原因只能为(2)或(3)。为了确认失去
的 162碎片是否为葡萄糖 ,只需通过衍生化改变
葡萄糖部分的质量数 ,比较分析衍生物和银莲花
素 A 的裂解碎片就有可能解决这个问题。
2.2　银莲花素 A与三苯甲基氯反应产物的电
喷雾质谱研究
由于三苯甲基氯的空间位阻很大 ,作为银莲
花素 A 中葡萄糖上的 6位伯羟基选择性衍生化
反应是合适的 。三苯甲基衍生物在负离子模式
下的一级和二级电喷雾质谱图示于图 4。一级
谱图中主要出现 m/z 1 137.84[ M -H] -的准分
子离子峰 ,在该准分子离子的二级质谱图中 ,没
有出现[ M -H -162] -的碎片离子 ,但出现了
m/z 991.43[ M -H -rha] -和丰度很强的 m/z
77　第 2 期　　　　　　李　甫等:ESI-MS/MS 法对银莲花素 A 质谱裂解方式的研究
733.36[ M -H-404] -的碎片离子 ,后者的 m/z
恰好与失去衍生化产物糖链中间的葡萄糖后的
m/z 完全吻合;同时还出现了 m/z 587.28[ M -
H -rha-404] -和 m/z 455.45[ M -H -rha-
404-ara] -的碎片离子 。正离子模式下的二级
质谱同样未出现[ M +Na-162] +的碎片离子 ,
不过出现的 m/z 756.81[ M +Na-404] +的碎
片离子峰丰度很弱 ,基峰为 m/z 917.41的碎片
离子 ,该离子为分子离子失去三苯甲烷所产生
的 ,示于图 5。
　　根据衍生物的质谱裂解碎片分析 ,银莲花素
A 在质谱裂解过程中产生的 M -162 碎片离子
为失去糖链中间的葡萄糖所致 。文献所报道的
这种重排裂解都发生在糖 1 ,2位连接的位置 ,考
虑到 1 ,2位连接在空间上的距离比较近 ,推测其
裂解机理示于图 6 。
图 2　银莲花素 A在正离子模式下的一级和二级质谱图
Fig.2　MS and MS/MS spectrum of raddeanin A in positive ion mode
图 3　银莲花素 A在负离子模式下的一级和二级质谱图
Fig.3　MS and MS/MS spectrum of raddeanin A in negative ion mode
图 4　银莲花素 A衍生化产物在负离子模式下的一级和二级质谱图
Fig.4　MS and MS/MS spectrum of derivative of raddeanin A in negative ion mode
78 质 谱 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 29 卷　
图 5　银莲花素 A衍生化产物在正离子模式下的一级和二级质谱图
Fig.5　MS and MS/MS spectrum of derivative of raddeanin A in positive ion mode
图 6　银莲花素 A可能的重排裂解机理
Fig.6　Proposed rearrangement
fragmentation mechanism of raddeanin A
　　事实上 ,这种裂解机理和常规的失去末端糖
(Y型断裂)的裂解机理很相似 ,只不过失去末端
糖伴随着的是 2位氢原子的重排 ,而这里则是伴
随着整个末端糖(也处在葡萄糖的 2 位上)的
重排 。
从图 2和图 3可以看出 ,虽然在正 、负离子
模式下都发生了这种重排裂解 ,但在负离子模式
下这种重排发生的几率明显要大得多 ,其原因可
能与正 、负离子模式下电荷的分布情况不同有
关。正离子模式下电荷主要集中在加合的钠离
子上;而负离子模式下电荷则主要分布在整个糖
链上 。从文献中发现 ,发生这种重排裂解的皂苷
的末端糖均依次为鼠李糖和葡萄糖 ,连接位点为
1 ,2连接 ,尚未见其他类型糖发生这种重排的文
献报道 ,其原因值得进一步探讨。
3　结　论
本研究采用化学衍生结合 ESI-MS/MS 法
证明银莲花素 A 在质谱裂解过程中伴随有重排
裂解发生 ,并提出可能的裂解机理。结果表明 ,
不能仅仅依靠 ESI-MS/MS 确定皂苷中糖的连
接序列(直链结构或分支结构),特别是存在上述
糖链结构的皂苷 ,必要时需结合 2D-NM R或衍
生化加以确认。
参考文献:
[ 1] 　FANG S P ,HAO C Y , S UN W X , et al.Rapid a-
nalysis of ster oidal saponin mix ture using electro s-
pray ionization mass spectr ometry combined w ith
sequentia l tandem mass spectrome try [ J] .Rapid
Commun Mass Spectr om , 1998 , 12(10):589-594.
[ 2] 　GUO M Q , SONG F R , LIU Z Q , et al.Character-
iza tion of trite rpenoidic saponin mix ture in crude
ex tracts from leaves of Acanthopanax senticosus
harms by saponin struc ture cor rela tion and mass
spectr ometry[ J] .Anal Chim Acta , 2006 , 557(1/
2):198-203.
[ 3] 　李　锐 ,周　燕 , 杨永成 ,等.无患子皂苷成分的串
联质谱分析[ J] .高等学校化学学报 , 2006 , 27
(1):52-54.
[ 4] 　梁　勇 ,郭宝江 , 梁冠洪 ,等.牛膝中三萜皂苷类化
合物的电喷雾电离串级质谱研究[ J] .质谱学报 ,
2005 , 26(1):10-13.
[ 5] 　L I B , ABLIZ Z , TANG M J , et al.Rapid structural
cha racterization of triterpenoid saponins in crude
ex tract f rom Symplocos chinensis using liquid
chromato gr aphy combined with elec trospray ioni-
zation tandem mass spect rometr y[ J] .J Chroma-
tog r A , 2006 , 1 101(1/ 2):53-62.
[ 6] 　CHAI W G , PISKAREV V , LAWSON A M.Neg-
ativ e-ion electro spray mass spec trometr y of neut ral
underivatized olig asaccharides [ J] .Anal Chem ,
2001 , 73(3):651-657.
(下转第 83页)
79　第 2 期　　　　　　李　甫等:ESI-MS/MS 法对银莲花素 A 质谱裂解方式的研究
2.2　讨论
(1)通过 GC/MS 分离鉴定 ,共鉴定出 44种
组分的化学结构及相对含量 ,其中乙醇含量最
高 ,占全部检出成分的一半以上;其次为 N , N-
二乙基-3-甲苯甲酰胺 , 中文名为避蚊胺(DE-
ET),与该品牌驱蚊花露水标明特别添加的有效
成分相符;其他成分主要为烯 、醇 、酯等 。
(2)检出物质对花露水香味贡献各有不同 ,
含量较多的体现为苯乙醇 、异长叶烯 、二氢茉莉
酮酸甲酯 、芳樟醇 、二氢月桂烯醇 、α-己基肉桂
醛 、佳乐麝香 、β-紫罗酮 、香茅醇 、丁酸芳樟酯。
3　结　论
顶空萃取-气相色谱-质谱联用技术可对驱
蚊花露水中挥发性成分进行有效的分析。该方
法简单 、快捷 、无需其他溶剂 ,是分离鉴定驱蚊花
露水产品的快速 、灵敏的方法 。
参考文献:
[ 1] 　符展明 ,姚聂婷.顶空气相色谱法测定六神香水中
的甲醇[ J] .分析仪器 , 1994(1):40-42.
[ 2] 　张　强.顶空气相色谱法测定香水中的甲醇[ J] .
色谱 , 1995 , 13(2):145-l46.
[ 3] 　方瑞斌 , 王　建.碳素基体固相微萃取-气相色谱
法/质谱法测定香水中的有机挥发物[ J] .日用化
学工业 , 2001(3):54-56.
[ 4] 　吴　刚 , 戈　峰.蚊虫驱避剂的研究概况[ J] .寄
生虫与医学昆虫学报 , 2004 , 11(4):253-256.
[ 5] 　邵万明.蚊虫驱避剂概况及 DEFT 的合成[ J] .湖
北化工 , 1994(2):34-36.
[ 6] 　MAT HEWS K H .Evidence fo r the fo rmation of
ether linkage s during the synthe sis of poly
(e thlene phthalate)[ J] .European Polymer Jour-
nal , 1993 , 29(11):1 505-1 512.
[ 7] 　济南市轻工研究所.合成食用香料手册[ M] .北
京:中国轻工出版社 , 1985:1-15.
(上接第 79页)
[ 7] 　CANCILLA M T , GAUCHER S P , DESAIRE H ,
et al.Combined par tial acid hydro ly sis and electro-
spr ay ionization-mass spectrome try for the struc-
ture determination of o lig asaccharides [ J] .Anal
Chem , 2000 , 72(13):2 901-2 907.
[ 8] 　CH EN M L , SONG F R , GUO M Q , e t a l.Analy-
sis of flavono id constituents f rom leaves of acan-
thopanax sentico sus harms by e lectro spr ay tandem
mass spectromet ry [ J] . Rapid Commun Mass
Spect rom , 2002 , 16:264-271.
[ 9] 　L I R , WU Z J , ZHANG F , et a l.Differentia tion of
three pair s o f aconite alkaloid isomers f rom aconi-
tum nagarum var.lasiandrum by electr ospray ioni-
za tion tandem mass spectrome try[ J] .Rapid Com-
mun Mass Spectr om , 2006 , 20(2):157-170.
[ 10] 　张　帆 ,彭树林 ,白冰如 , 等.伏毛铁棒锤根中总
生物碱的串联质谱分析[ J] .质谱学报 , 2006 , 27
(2):71-73.
[ 11] 　刘力生 ,肖显华 , 张龙弟 , 等.多被银莲花素 A 对
癌细胞 DNA , RNA ,蛋白质和血浆 cAMP 含量的
影响[ J] .中国药理学报 , 1985 , 6(3):189-192.
[ 12] 　吴凤锷 , 朱子清.中药竹节香附(Anemone rad-
deana Regel)化学成分的研究 Ⅱ[ J] .化学学报 ,
1984 , 42(3):253-258.
[ 13] 　KOVACIK V , HIRSCH J , KOVAC P , et al.Oli-
go saccharide cha racterization using collision-in-
duced dissociation fast a tom bombardment mass
spec tromet ry:evidence fo r internal mono saccha-
ride r esidue loss[ J] .J Mass Spectrom , 1995 , 30
(7):949-958.
[ 14] 　CUI M , SUN W X , SONG F R , e t al.Multi-stage
mass spectrometric studies of triterpenoid sapo-
nins in crude ex tracts from Acanthopanax senti-
cosus harm s[ J] .Rapid Commun Mass Spectrom ,
1999 , 13(10):873-879.
[ 15] 　LEE M R , CH EN C M , HWANG B H , et al.A-
naly sis of saponins fr om black bean by electro s-
pray ionization and fast atom bomba rdment tan-
dem mass spectrome try [ J] .J Mass Spectrom ,
1999 , 34(8):804-812.
[ 16] 　周　燕 , 李　锐 , 王兴明 , 等.冻地银莲花中三萜
皂苷的 HPLC/M Sn 分析[ J] .有机化学 , 2006 , 26
(1):116-119.
[ 17] 　李顺意 , 李　紫 , 王世敏 , 等.高效液相色谱-质
谱-质谱法快速鉴定中药竹节香附的皂苷[ J] .湖
北大学学报:自然科学版 , 2000 , 22(4):382-386.
83　第 2 期　　　　　　吕　蓉等:顶空萃取-气相色谱-质谱法分析一种驱蚊花露水的挥发性成分