全 文 ：第 43 卷第 4 期 中南大学学报(自然科学版) Vol.43 No.4
2012 年 4 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Apr. 2012

穗花杉双黄酮罗伯斯特双黄酮质谱裂解特征研究

黎霜 1, 2，黄可龙 1，钟明 1，鲁曼霞 1

(1. 中南大学 化学化工学院，湖南 长沙，410083
2. 桂林电子科技大学 生命与环境科学院，广西 桂林，541004)

摘要：采用负离子检测模式下的电喷雾多级串联质谱(ESI-MS)方法对穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮的质谱行为
进行研究，讨论 C3′—C8″与 C3′—C6″连接的双黄酮类化合物结构特征与质谱裂解行为之间的异同。实验结果表
明：2 种 C—C 连接的双黄酮类化合物在相同的质谱条件下均可以在 C 环发生 0，4 键断裂，生成质荷比 m/z=375
的碎片离子。此离子峰为 C—C 连接的双黄酮类化合物共有的特征离子峰；但是由于 C—C 连接位置的不同，这
一对同分异构体的裂解途径也存在着明显差异。C3′—C6″连接的罗伯斯特双黄酮，由于空间构型的影响，在质谱
条件下，C4′位的羟基更易于与 C5″或者 C7″位上的羟基发生分子内脱水，生成丰度响应值较高的碎片离子 m/z 为
519 和 309。这 2 个碎片离子是罗伯斯特双黄酮的特征碎片离子，可用于区分穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮。
关键词：穗花杉双黄酮；罗伯斯特双黄酮；ESI-MS；质谱裂解特征
中图分类号：R917 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2012)04−1244−05

Fragmentation pathways of amentoflavone and
robustaflavone using ESI-MS

LI Shuang1, 2, HUANG Ke-long1, ZHONG Ming1, LU Man-xia1

(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;
2. School of Life and Environmental Science, Guilin University of Electronic Technology, Guangxi 541004, China)

Abstract: Amentoflavone and robustaflavone were investigated by negative ion electrospray ionization tandem mass
spectrometry (ESI-MS). The relationship between their structural features and the corresponding characteristic ions
fragmentation behavior was discussed. The results show that bi-flavonoid linkage of C3′—C8″and C3′—C6″ has the
same fragmentation pathways. Under the condition of bi-flavonoid linkage, the bond of C-ring breaks at 0, 4 positions,
and then gives the principal fragment ion at m/z=375 by losing of neutral species. For amentoflavone and robustaflavone,
the positions at m/z=375 in MS spectrum may belong to the characteristic fragment ion. However, there are different
fragmentation pathways because of the difference of the position of C—C linkage between amentoflavone and
robustaflavone. C3′—C6″linkage may induce the changes in stereostructure. The dehydration will be easy between C4′—
OH and C5″—OH or C4′—OH and C7″′—OH. For robustaflavone, the m/z=519 and m/z=309 are the characteristic ions,
which may be used to distinguish between amentoflavone and robustaflavone.
Key words: amentoflavone; robustaflavone; ESI-MS; fragmentation pathway


卷柏属植物由于其良好的药理作用，引起了国内
外研究者极大的兴趣，对其化学成分进行了较深入研
究[1−2]。研究表明，卷柏属植物中含有大量的双黄酮
类化合物，是该属植物具有药理活性的物质基础。自
1971年Okigawa等[3]从卷柏 (S.tamariscina)中分离出
穗花杉双黄酮 ( amen to f l avone )、异柳杉双黄酮

收稿日期：2011−03−10；修回日期：2011−06−12
基金项目：国家自然科学基金资助(20876179)
通信作者：黎霜(1968−), 女，广西桂林人，副主任药师，从事中药活性成分筛选研究；电话：0731-88879850；E-mail：lishuang_5058@yahoo.com.cn
第 4 期 黎霜，等：穗花杉双黄酮罗伯斯特双黄酮质谱裂解特性研究 1245

(isoeryptomixin)、扁柏双黄酮(hinokiflavone)、苏铁双
黄酮(sotetsuflavone 及芹菜素共 5 个黄酮类化合物以
来，人们已经从卷柏属植物中分离得到 30 多个双黄酮
类化合物[4−8]。双黄酮类化合物由于其独特的化学结构
而获得越来越多的关注。本课题组在对深绿卷柏和兖
州卷柏的研究中分别获得穗花杉双黄酮，罗伯斯特双
黄酮(robustaflavone)2 个双黄酮化合物单体；这 2 个化
合物均为芹菜素的二聚体。二者之间的区别在于 2 个
芹菜素之间连接方式不同：穗花杉双黄酮通过 Ⅰ3′
—Ⅱ8″连接，而罗伯斯特双黄酮则通过Ⅰ3′—Ⅱ6″连
接。连接方式不同造成 2 个化合物药理活性存在明显
差异[9]。但是，由于二者之间结构的相似性，很难用
简单的方法将它们区别开来；特别是这 2 个化合物同
时存在时，将 2 种化合物分别定性更加困难。一些研
究者对黄酮类化合物质谱裂解规律进行了研究。Xu
等[10]根据大豆黄酮苷元和大豆异黄酮苷元在电喷雾−
离子阱−飞行时间串联质谱负离子模式下的质谱数
据，总结了 2 类化合物 C 环上的裂解规律，提出了黄
酮化合物的交叉共轭体系和异黄酮的非交叉共轭体系
对 C 环的裂解影响较大,而且黄酮化合物的 B 环和异
黄酮化合物的 A,B 环上取代基的类型和位置对生成碎
片离子的稳定性也有影响。Colovic 等[11]报道了 C3—
C8″ 连接的 Biapigenin 正离子模式下的裂解特征。
de Daniel 等[12−13]也对 C—O—C 连接的 7,7″—O—
dimethyllanaraflavone 和 Lonoflavone 等双黄酮化合物
的质谱裂解特征进行报道。Lin 等[7−8]研究了穗花杉双
黄酮和罗伯斯特双黄酮的质谱碎片特征。但是尚未有
关于穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮质谱裂解规律的
报道。鉴于液相色谱−质谱联用技术在对卷柏属植物
中穗花杉双黄酮的定性定量研究的广泛应用[14−15]，对
于双黄酮类化合物的质谱裂解规律的研究就显得尤为
重要。本文作者应用 LC-ESI/MS 质谱仪在负离子模式
下对穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮质谱裂解特征进
行研究。

1 试验

1.1 仪器
仪器为：Finnigan LCQ DECA XP 高效液相色谱−
质谱联用仪(美国 Thermo Quest Finnigan 公司生产)包
括 HPLC 系统；P4000 四元泵；UV 6000 LP 二极管阵
列检测器(DAD)；电喷雾电离( ESI)接口。
1.2 材料与试剂
穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮均为本实验室从
兖州卷柏中分离并纯化所得。乙腈为色谱纯，德国默
克公司生产。
1.3 试验方法和条件
取适量样品溶解于甲醇中，在负离子模式下，采
用直接进样法进行电喷雾质谱分析。离子源温度为
110 °C；脱溶剂气(N2)流速为 350 L/h；锥孔气(N2)流
速为 50 L/h；毛细管电压为 3.0 kV；m/z(质荷比)为
100~600；锥孔电压为 60 V；碰撞气体为氩气(Ar)；碰
撞室能量为 40 V。m/z 采集范围为 180~600。

2 结果与讨论

穗花杉双黄酮与罗伯斯特双黄酮互为 C—C 连接
的同分异构体，广泛存在于卷柏属植物中。它们的分
子式为：C30H18O10，相对分子质量为：538.45，结构
见图 1。


(a) 穗花杉双黄酮(amentoflavone)；
(b) 罗伯斯特双黄酮(robustaflavone)
图 1 穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮的分子结构
Fig.1 Chemical structures of amentoflavone and
robustaflavone

穗花杉双黄酮为Ⅰ3′—Ⅱ8″连接的双黄酮类化合
物，其负离子模式下的电喷雾质谱碎片见图 2。由图 2
可知：在负离子模式下产生的主要碎片离子的质荷比
m/z 为：537.09，493.09，443.19，416.99，374.99，330.99，
306.90 和 203.10。穗花杉双黄酮分子可能的裂解途径
见图 3。第 1 种裂解途径是Ⅰ-A 环的 2 个 γH 发生麦
氏重排，丢失 C3O2分子，紧接着，Ⅰ-C 环发生 0，4
键断裂(0,4A)断裂，失去 C2H2离子，得到 m/z=443 的
中南大学学报(自然科学版) 第 43 卷 1246
碎片离子峰，丰度为 18%。裂解规律与 Zhang 等[16]
在对玄参酮的质谱研究中的发现一致。第 2 种裂解途
径是Ⅱ-C 环的 0，2 键断裂(0,2A)，丢失 C7H5O2 离子
碎片，得到丰度为 21%，m/z=417 的碎片离子。在碎
片离子峰中可观察到 1 个丰度约为 6%，m/z=331 的碎
片。可能是 m/z=417 的碎片离子的Ⅰ-A 环的 2 个 γH
发生麦氏重排，丢失 C3O2 碎片的同时，Ⅰ-B 环 C4′
位的羟基与Ⅱ-A 环 C7″上的羟基出现分子内脱水，失
去 1 个水分子所产生。第 3 种的裂解途径为：Ⅱ-C 环
出现 0，4键断裂(0,4A)，丢失C9H6O3离子，得到m/z=375
的碎片离子峰，丰度为 70%，这说明此离子碎片峰比
较稳定。Shi 等[17−18]在对不同 C—C 连接的双黄酮类化
合物的质谱研究中观察到此碎片离子的存在。
罗伯斯特双黄酮为Ⅰ3′—Ⅱ6″连接的双黄酮化合
物，在负离子模式下的电喷雾质谱碎片见图 4。与穗
花杉双黄酮的质谱图比较，出现 3 个不同的碎片离子
m/z 峰，分别为 519.09, 308.90, 226.90；m/z 一致的碎
片离子也表现出不一样的丰度。罗伯斯特双黄酮分子
可能的裂解途径见图 5。第 1 种和第 3 种的裂解途径
与穗花杉双黄酮一样，分别得到 m/z 为 443 和 375 的
碎片离子，丰度分别为 7%和 100%。2 个分子的芹菜
素通过 C3′—C6″连接，在质谱条件下，Ⅱ-C 环更易于
出现 0，4 键断裂(0,4A), 丢失 C9H6O3 离子。此裂解
途径应是罗伯斯特双黄酮的主要裂解途径。第 2 种裂
解途径为：Ⅱ-C 环的 0，2 键断裂(0，2A)，丢失 C7H5O2
碎片，得到丰度为 30%，m/z=417 的碎片离子峰，由
于罗伯斯特双黄酮是 C3′—C6″连接，存在空间结构的
影响，促使 m/z=417 碎片进一步裂解，于Ⅰ-A 环失去
C2H2 O分子产生丰度值为 79%，m/z=309 的碎片离子，
此离子继续裂解，于Ⅰ-B 环，Ⅱ-B 环相继失去 2 分子
的 C2H2O，得到微量的 m/z=227 碎片。第 4 种裂解途
径：与 C3′—C8″连接的穗花杉双黄酮相比，由于空间
构型的影响，使得罗伯斯特双黄酮Ⅰ-B 环 C4′ 位上的
羟基与Ⅱ-B 环 C5″或者 7″位上的羟基较容易出现分
子内脱水，失去 1 个水分子，产生 m/z=519 的碎片，
丰度为 20%；Ⅱ-C 环 0，2 键断裂(0,2A)，丢失 C7H5O2
碎片，得到丰度为 22%，m/z=399 的碎片；此离子进
一步裂解，经过Ⅰ-A 环的 2 个 γH 发生麦氏重排，
丢失 C3O2分子，得到 m/z=331 的碎片；此碎片离子的
Ⅰ-C 环发生 0，4 键断裂(0,4A)断裂，失去 C2H2离子，


图 2 负离子模式下穗花杉双黄酮的质谱图
Fig.2 Amentoflavone MS scan spectra obtained in ESI
negative ion mode


图 3 穗花杉双黄酮可能的质谱裂解途径
Fig.3 Fragmentation pathways of amentoflavone

第 4 期 黎霜，等：穗花杉双黄酮罗伯斯特双黄酮质谱裂解特性研究 1247

得到少量的 m/z=305 碎片离子。m/z=331 碎片的丰度
40%，提示该离子比较稳定。第 5 种裂解途径：在质
谱(图 4)中还可以观察到丰度约为 10%的 m/z=493 碎
片，可能是Ⅰ-A 环失去 CO2分子所致[12]。在穗花杉双
黄酮的质谱图中也能观察到此碎片离子，但是丰度太
小，几乎可以忽略不计。说明空间立体构型对化合物
的质谱裂解途径存在重要影响。丰度为 82%，m/z=309
碎片离子也进一步说明 C3′—C6″连接所造成的空间
结构，促使了 m/z=417 碎片的进一步裂解。与穗花杉
双黄酮的裂解途径相比较，第 4种裂解途径可能是Ⅰ3′
—Ⅱ6″连接的罗伯斯特双黄酮化合物质谱裂解的特征
途径。m/z 为 519，309 以及 226 的碎片离子即为罗伯
斯特双黄酮的特征碎片离子。
在黄酮化合物的质谱裂解规律中，C 环上 1,3 键
容易断裂，发生 RDA 裂解[9]。 但是，黄酮分子通过
C—C 连接成双黄酮分子后，在 C3—C8″ 连接的双黄


图 4 负离子模式下罗伯斯特双黄酮的质谱图
Fig.4 Robustaflavone MS scan spectra obtained in ESI
negative ion mode


图 5 罗伯斯特双黄酮的裂解途径
Fig.5 Fragmentation pathways of robustaflavone
中南大学学报(自然科学版) 第 43 卷 1248

酮化合物的质谱裂解中出现这样的裂解情况[10]。由于
连接位置的关系，在 C3′—C8″和 C3′—C6″连接的双黄
酮化合物中，C 环上 0，2 键或者 0，4 键更易断裂。
可能的原因是：所产生碎片离子中的电荷密度由于另
一个黄酮分子的大 π作用，更易于得到分散。

3 结论

(1) 根据穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮在负离
子模式下电喷雾多级串联质谱给出的碎片质谱数据，
对裂解途径进行理论分析，在一定程度上得到规律性
认识。通过这 2 种双黄酮化合物的质谱裂解行为，可
分别对穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮进行定性 鉴
别。
(2) 穗花杉双黄酮和罗伯斯特双黄酮均为 C—C
连接的双黄酮化合物，它们有着相同的裂解途径：C
环中的 0，4 键容易发生断裂，生成 m/z=375 的碎片离
子。此离子峰为这 2 个同分异构体的共有特征离子峰。
(3) 空间立体构型对化合物的质谱裂解途径存在
重要影响：与穗花杉双黄酮的 C3′—C8″连接相比较，
C3′—C6″连接模式在离子碎片中脱去水分子出现环化
过程。产生 m/z=519 和 m/z=309 这 2 个罗伯斯特双黄
酮的特征碎片离子；这种连接所造成的空间结构，也
促使了碎片离子 m/z=417 的进一步裂解。

致谢：特别感谢实验室的施树云老师在谱图分析
方面给予的指导。
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(编辑 赵俊)