[资源分享] 乌头碱类生物碱的质谱断裂规律

作者:王 勇，刘淑莹

    质谱技术除用于色谱仪器的检测外，另一个重要的用途是表征和确认已分离的乌头类生物碱的结构。通过高分辨质谱可以直接给出分子式，更多的则是利用碎片峰提供结构信息。
    电离方式对生物碱的分析影响很大，其中电子轰击电离(EI)是应用最广泛的一种方法，在该条件下，乌头碱类生物碱形成分子分离峰M ，但丰度很小 ，[M—CH3O]+，[M—CH3OH]，[M-CH3O-AcOH]-，[M—CH30-AcOH-H2O]-，[M-CH3O-AcOH-CO]+，[M-CH3O-AcOH-CH3OH]-。苯甲酰离子和苯离子是一些可能的碎片离子 。尽管不同实验所得的离子峰的种类和丰度存在差别，但主要碎片峰的变化较小，HA、MA和10-OH-MA 的基峰是[M-CH3O-AcOH]+，有人认为AC的基峰是[M-CH3O]+。也有实验表明AC的基峰是[M—CH3O-AcOH]+。在这几种生物碱的电子轰击(EI)质谱图上，苯甲酰离子(m／z 105)和苯离子(m／z 77)的丰度也较高，前者还是10-OH-AC 和10-OH-MA 的基峰。乌头碱的水解产物苯甲酰乌头原碱在EI条件下形成MH+，[MH-H2O]-，[MH-CH3OH]-，[MH-H2O-CH3OH]+，苯甲酰乌头原碱和乌头原碱等生物碱的三甲基硅烷衍生物在EI下的基峰则为[M-CH3O]+。另一方面，如果AC的C8位乙酰基被脂肪酰基(R)取代，将形成脂类生物碱(脂碱)，其基峰是[M-CH3O-ROH]+。
    Milgrom 等研究了乌头碱性生物碱的化学电离质谱，其特点是同时存在[M+H]-，M-和[M-H]，基峰是(M-15) 或(M-31)+，依赖于骨架上取代基的种类和位置。他们还利用二次离子质谱技术(SIMS)分析了蒙古草乌中的总二萜生物碱，其组成与北草乌基本一致，基于(M-31)+的基峰，还发现了两个具有C1甲氧基的新生物碱。在快原子轰击质谱条件下，虽然也有碎片峰如m／z 105产生，但对所有二萜生物碱，质子化分子已成为基峰。Katz的研究表明，14-deacetyl-14-isobutyrylnudicauline等二萜生物碱还可形成钠离子化分子。Wada等利用液相色谱大气压化学电离质谱联用技术对Neoline等生物碱的空间结构进行了研究。
    在软电离条件下，乌头碱形成质子化分子离子MH-，最近，MALDI-TOF和ESI-MS被用于分析混合物中的C18二萜生物碱 ，后者与前都相比优势在于可提供多级串联质谱功能。乌头碱类生物碱在典型的电喷雾电离条件下生成质子化分子而无碎片离子产生，在MS2中以中性羧酸的形式失去C8取代基是特征断裂，而C14位苯甲酰基在MS3中丢失，环上的羟基和甲氧基则分别以水和甲醇的形式失去。结合串联质谱和已知化合物的结构信息分析生物碱结构的方法特别适合分析那些与已知化合物具有相同骨架、但取代基不同的未知生物碱。