儿茶素对映异构体的质谱裂解规律研究

儿茶素对映异构体的质谱裂解规律研究

茶中的儿茶素属于黄烷醇化合物，其中没有母亲可食的孩子茶素（ecgg）是其主要成分。研究表明,EGCG是儿茶素中抗氧化作用最强的成分,具有明显的清除体内自由基、抗癌、抗炎、抗突变、抗衰老及改善肝功能等生物活性,现已被列为潜在的抗癌药物在中美等国被研究。没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)是EGCG的对映异构体,而GCG和EGCG分别是茶叶中没食子儿茶素(GC)和表没食子儿茶素(EGC)与没食子酸形成的酯,均具有诸多的药理活性,如抗氧化活性、抗菌活性、抗癌及其他抗心血管疾病等作用。鉴于液相色谱-质谱联用技术在茶叶中儿茶素的定性和定量研究的广泛应用,阐明儿茶素类化合物的质谱裂解规律就显得尤为重要。本工作应用LC/MS-IT-TOF质谱仪在负离子模式下对儿茶素对映异构体EGC/GC和EGCG/GCG(结构示于图1)的质谱裂解规律进行研究,通过氢/氘(H/D)交换反应确证相关质谱裂解途径和碎片离子的结构,阐明上述4种儿茶素类化合物的裂解规律。1试验部分1.1设备和设备LC/MS-IT-TOF质谱仪:日本岛津公司产品,配有ESI离子源和直接进样注射泵。1.2产品分析方法EGC/GC,EGCG/GCG(99.8%):美国Sigma-Aldrich公司产品;重水(99.9%):德国Merck公司产品;实验用水为Milli-Q超纯水。1.3实验仪器和数据采集取适量样品溶解于水或重水中,在负离子模式下,采用直接进样法进行电喷雾质谱分析,流速为3μL·min-1,喷雾电压-3.5kV,检测电压1.8kV,毛细管温度200℃,曲形去溶剂管温度200℃,雾化气(N2)流速1.5L·min-1,离子阱压力3.8×10-3Pa,飞行时间分析器压力2×10-4Pa,碰撞气Ar,CID能量50%,CID气体50%,母离子选择宽度1u,数据采集范围m/z100~400。2结果与讨论2.1电喷雾质谱片中离子的相对丰度分别比较了负离子模式下的EGC/GC和EGCG/GCG两对对映异构体的电喷雾质谱碎片,得知对映异构体间具有相同的质谱裂解途径,仅碎片离子的相对丰度存在差异,列于表1,表2。因此仅选用EGC和EGCG进行裂解规律的阐述。2.2ecg的质谱鉴定EGC的结构中含有6个酚羟基,在研究EGC的氢/氘交换反应时可发现,除了羟基上的活泼氢外,苯环上的氢也可被氘代,示于图2,选择其中8个氢被氘代的EGC进行多级质谱来阐明其质谱裂解规律。由图3a所示的EGC二级质谱可知,得到了4个特征性的碎片离子m/z125.0255、137.0247、165.0194和179.0348。推测其为C环的1,4键(1,4A-)、1,3键(1,2A-)、1,2键(1,2A-)断裂后,产生包含A环的碎片及丢失B环所得的碎片,示于图4a。为确定其质谱裂解规律和碎片结构,采用EGC(D8)进一步证明,EGC(D8)的分子离子峰-(m/z312.1092)产生的m/z128.0448、140.0447、168.039和183.0595四个碎片离子的质量分别比未氘代的增加了3、3、3和4,示于图3b。可知,EGC除了6个羟基氢被氘代外,A环上的2个氢也被氘代,其结构示于图4b。氘代前后的差异使-(m/z312.1092)的多级质谱对EGC质谱裂解方式的阐明具有确证意义。在-(m/z305.0657)的二级质谱中可见,失去2个C2H2O得到m/z221.0433的离子。而由相对应的氘代离子-(m/z312.1092)得到m/z225.0927(丢失C2D2O和C2HDO)的碎片可知,EGC丢失的2个C2H2O分别发生在A环和B环,示于图5。m/z221.0433又进一步发生中性分子的丢失,如失去H2O、CO和CO2。-(m/z305.0657)失去CO2得到m/z261.0741。考虑到-进一步裂解产生C2H2O的丢失得到m/z219.0652,-再裂解发生C5H6O的丢失得到m/z137.0262,故推测CO2的丢失发生在B环。相应的氘代离子-(m/z268.1183)得到m/z224.0961(丢失C2D2O)碎片离子,意味着从-上丢失的C2H2O仅涉及到A环的断裂,确证了EGC在B环上发生CO2的中性丢失,示于图6。m/z287.0538是-(m/z305.0657)失去H2O所得,离子的丰度很弱,其三级质谱中未出现离子峰。相对应的-(m/z293.0924)中可见失去HDO产生m/z293.0924碎片,证明失水发生在C环。二级质谱图中的碎片离子m/z179.0348可发生CO和CO2的中性丢失,分别得离子m/z151.0396和m/z135.0432。2.3级质谱中的离子EGCG是由EGC上的-OH被没食子酸酯化所得,二级质谱示于图7。其中m/z331.0430碎片是由EGCG失去B环所得,此离子可进一步裂解得到离子m/z193.0129。考虑到m/z193.0129四级质谱图中可失去CO、CO2和C2O3(CO+CO2),得m/z165.0174、149.0201和121.0249,由此推测EGCG在失去B环的时候应有1个环化的过程,此后再经过1个RDA过程,得到碎片离子m/z193.0129,示于图8。m/z305.0675碎片是由-(m/z457.0762)失去没食子酰基所得,此离子之后的裂解途径与EGC相似。m/z287.0532是由-(m/z457.0762)失去没食子酸基所得,此离子可进一步通过C环的1,4键(1,4A-)断裂得m/z125.0283。二级质谱中出现的离子m/z169.0195是其特征性离子,此离子的存在可说明结构中没食子酸根的存在。据此,推测EGCG的质谱裂解规律示于图8。3应异构体质谱裂解规律本工