甘草黄酮的裂解(11):3′-羟基-4′-O-甲基光甘草定(3′-Hydroxy-4′-O-methylglabridin)

3'-羟基-4'-O-甲基光甘草定的正离子裂解途径 3'-羟基-4'-O-甲基光甘草定的负离子裂解途径 首先对于裂解途径图中的一些默认设定再说明一下:(1)绿色背景为负离子模式,黄色背景为正离子模式;(2)质谱图中观测到的离子碎片的结构在裂解图中标注为“m/z ***”,如果结构下面没有,则表示其为裂解中间体(中括号省略了);(3)中性丢失碎片的标注为“NL: ***Da”;(4)结构上的单边箭头表示转移单电子,双边箭头表示转移一对电子;(4)不同碎片结构间的箭头指明裂解的过程,如果是双向箭头,则这两个结构是可以互变的。 今天这个化合物(3'-羟基-4'-O-甲基光甘草定,简称HMG)属于前几天介绍的光甘草定的衍生物,故有几条裂解途径与光甘草定的一致,我就不画详细的过程了,可以参看前面的文章,我主要解释与前面不同的地方。HMG的(B1,4-)比光甘草定多30Da,正好是多一个O+CH2;HMG没有看到C环2,3键断裂的碎片,这是由于B环的4'-OH被甲基化了,不能重排成稳定的甲烯酮结构(参看光甘草定的裂解);HMG的B环有两个相邻的酚羟基,它们的活泼氢可以分别重排到C-3和C-4上(裂解途径图右下角的结构),最终生成(A1,4-)离子m/z 175,同时失去178Da的非常稳定的结构。 正离子模式下,HMG生成与光甘草定相同的(A1.3+) m/z 189和(B2,3+) m/z 153,但没有看到丢失56Da的碎片,说明B环的取代对于呋喃异戊烯的断裂有很大影响。质谱图中还有少量的碎片m/z 215和147,推测它们为丢失B环,及进一步失去异戊烯单元的碎片。与一般异戊烯丢失56Da不同,这里丢失的为68Da (From m/z 215 to 147),可见这类呋喃异戊烯结构的特征并不明显,很难通过扫描特定的中性丢失把它们从混合物中检识出来。 3'-羟基-4'-O-甲基光甘草定的质谱图 ===================================================== 化合物:3'-Hydroxy-4'-O-methylglabridin 分子量:354.4 分子式:C21H22O5 SMILES: CC1(C)C=CC2=C(C=CC3=C2OC(4=C(O)C(O)=C(OC)C=C4)C3)O1 InChIKey: PPBISUGOQDBBEL-CYBMUJFWSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(10):光甘草醇(Glabrol)

光甘草醇的裂解途径 已经连续4天是光甘草某某了,虽然名字上仅差一个字,但结构上差别还是很大的,不仅是一个酮或醇的差别。光甘草醇(其实一般酚羟基不叫醇的,这个名字起的,有点那个,还不如叫光甘草酚)在A和B环上各有一个酚羟基,酸性都较强,均可丢失活泼氢而带负电荷,所以当C环发生1,3-断裂(这里也叫逆迪尔阿泽反应,RDA)后,根据电荷位点的不同,生成m/z 203和187。m/z 203进一步失去二氧化碳得到m/z 159。你可能注意到我把m/z 203画成了内酯结构,当然也可以是开环的烯酮结构,到底那个更靠谱呢?这个还真有点难度,我曾经用Gaussian计算了这两种构型哪种更稳定,结果发现与A环上连接的基团有关,正负离子模式下的也不一样。我建议啊,一般情况下,根据需要去画,比如它后面要丢失CO2了,我就画成内酯结构,如果不知道后一步反应,那就看心情吧,哪个看着顺眼画哪个。 在正离子模式下,基峰为丢失56Da的m/z 337,这是含异戊烯单元的最特征反应,我给出了一种六元环形式的断裂过程,也有可能是7-OH上的氢重排到C-8,然后发生1,3-消除反应。也有人认为是异戊烯上的双键先质子化,然后C-C键断裂,生成苄基正离子。这几种途径都有一定的合理性,从本质上它们应该是等价的,最终的产物通过分子内的电荷重排,也是一样的。光甘草醇的正离子模式的C环1,3-裂解,只看到了A1,3+离子,而没有看到B1,3+离子,为什么呢?因为B环上没有合适的基团可以稳定住正电荷,电荷主要分布在A环和C环的羰基上。A1,3+离子进一步失去2H,得到m/z 203,这是一个非常稳定的大共轭结构。 今天这个例子中,我们把著名的RDA反应也归入了我的“1,3-断裂”的范畴,还有那个麦氏重排,当然也属于"1,3-断裂"的一个特例了。是否有的重排反应,不属于“1,3-断裂”呢?我好像还没有发现,记得潘远江教授有篇文章就是讲一个重排反应,发到了JASMS上,那个学生因此收到了好几个牛校的Offer。对的,那个反应也属于“1,3-断裂”,感兴趣的可以去看一下,用“1,3-断裂”的理论去解释,比文中的解释更直接, 更容易懂一些。 光甘草醇的质谱图 ===================================================== 化合物:Glabrol 分子量:392.5 分子式:C25H28O4 SMILES: CC(=CCC1=C(C=CC(=C1)C2CC(=O)C3=C(O2)C(=C(C=C3)O)CC=C(C)C)O)C InChIKey: CUFAXDWQDQQKFF-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(9):光甘草定(Glabridin)

光甘草定负离子模式裂解途径 光甘草定正离子模式裂解途径 早晨匆忙上班,发现大街上空荡荡的,走到地铁口,看到8号风球的警报,才知道上午不用上班了。昨天七夕,各路神仙都在发表对七夕的各种看法,即便生孩子的、加班的、甚至已到中年的也不例外。而我呢,给自己点了一套大餐,美美吃一顿,然后该干啥干啥。昨晚本想出去跑步,后来没去,好吧,雨中跑步确实显得有点过分哦。 光甘草定的裂解有点复杂,在负离子模式下,我认为呋喃环会先打开,这是一个重要的中间体,然后以这个中间体开始,会发生a, b, c三条裂解途径。在a途径中,C环的4位键断裂,在3位形成双键,这是因为正好在3-位有个氢原子。然后2'-OH上的氢,通过一个6元环重排到1-O上,形成一个五元吡喃环,这就是m/z 147。在b途径中,经过一系列分子内活泼氢重排,发生1,3-断裂或2,3断裂,得到m/z 135和121。根据B环上的羟基是否先进行重排,c途径又分为d和e途径,在d途径中丢失B环,生成m/z 213;e途径也最终发生2,3键断裂,但与b途径不同的是电荷最终在A环上,获得m/z 201。这些碎片根据结构,不难猜测最终的碎片是哪一部分,原文中也有介绍,但要知道它们是怎样一步一步的生成的,就需要花点功夫,希望我的努力能让你有所收获。 在正离子模式下,主要发生C环的1,3断裂,以及丢失异戊烯特征碎片56。原文中我觉得他画的碎片离子的结构有问题,并且没有解释为什么这个环状的呋喃环可以丢失56,而前两天具有相同呋喃结构的却不能观测到丢失56的碎片。从我们上图给出的详细裂解途径(g途径)可以看出,C环的4位具有氢原子,正好在苯环的苄位,有一定酸性,它可以重排到7位,使呋喃环开还后,正好有一个氢原子转移到异戊烯基上,否则异戊烯上需要一个氢原子转移到7-O上;最后生成的碎片离子m/z 269的电荷在8-位甲基上,其正好可以被A环的共轭体系稳定,而不是原文中那种烯键带正电荷,那样是不稳定的。昨天的光甘草酮为什么没有看到丢失56Da的碎片呢,因为呋喃环上氧原子的连接苯环的对位没有alpha氢,不能实现转移一个原子到异戊烯上的反应,只能是异戊烯上的alpha氢转移到苯环的氧原子(2'-O)上,所以丢失的异戊烯碎片为54,而不是56。 今天就分析到这里,去看看台风是否停了! 光甘草定的正负离子质谱图   ===================================================== 化合物:Glabridin 分子量:324.4 分子式:C20H20O4 SMILES: CC1(C=CC2=C(O1)C=CC3=C2OCC(C3)C4=C(C=C(C=C4)O)O)C InChIKey: LBQIJVLKGVZRIW-ZDUSSCGKSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(8):光甘草酮(Glabrone)

光甘草酮的裂解途径 这类黄酮的解析真不简单,每天都要花我一个小时的时间,有点超出预期。下个系列一定选个简单点的,争取在15分钟内全部搞定。光甘草酮属于异黄酮,但C环开裂的离子丰度不高,如负离子模式中的m/z 213和正离子模式中的m/z 137,主要碎片与C环上的羰基和成环的异戊烯基有关。由于数据属于二手的,可能作者已经无意中剔除了一些丰度不高的离子,再者缺乏离子的精确质量信息,所以某些离子的类型不是非常确定,比如负离子模式中的基峰是母离子丢失44Da形成的,可能丢失的为CO2,也可以为与光甘草素(Glabrene)一样的丢失丙烷,我们推测丢失的为CO2,因为这是在黄酮中常见的C环反应。正离子模式中的主要碎片分别丢失42和54Da,这也很奇怪,为什么不是丢失56Da呢?期待有高分辨的数据来解释这些不合理的现象。 光甘草酮的二级质谱图 ===================================================== 化合物:Glabrone 分子量:336.3 分子式:C20H16O5 SMILES: CC1(C=CC2=C(O1)C=CC(=C2O)C3=COC4=C(C3=O)C=CC(=C4)O)C InChIKey: COLMVFWKLOZOOP-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(7):光甘草素(Glabrene)

光甘草素的负离子模式裂解途径 光甘草素属于异黄烷-3-烯,同时B环上有一个环合的异戊烯单元,但它没有异戊烯的特征碎片离子m/z 56或42,这与其特殊的结构有关。在原来的文章中,作者虽然号称在补充材料中给出了其裂解途径,我感觉他只是虚晃一枪而已,仅解释了这类黄酮最常见的断裂碎片,还给出了几个根本看不到的碎片的解释,不知道作者是怎样从质谱图中看到那些离子的,而另外那些非常明显的碎片离子,作者直接给无视了。正如我们前面提到的,对于这种越看似简单的结构,解析起来越发难,光甘草素最难的是,它要经过N步的分子内重排以后,才会丢失H2O、丙烷和CO。我在上图中详细画出了各步重排以后的中间结构(方括号中的结构),电子转移的箭头我就不画了。重点看m/z 277,293和303三个碎片离子,它们本身都最终形成了大共轭体系,非常漂亮。 光甘草素的(-)ESI-二级质谱图 ===================================================== 化合物:Glabrene 分子量:322.4 分子式:C20H18O4 SMILES: CC1(C=CC2=C(C=CC(=C2O1)C3=CC4=C(C=C(C=C4)O)OC3)O)C InChIKey: NGGYSPUAKQMTNP-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(6):芒柄花素(Formononetin)

  芒柄花素的裂解途径 今天把裂解途径的图稍微美化了一下,看起来更舒服一些,负离子模式的裂解用绿色背景,正离子模式的裂解用黄色背景。芒柄花素属于异黄酮,结构很稳定,需要较高的能量才可以碎裂。这个化合物早在20多年前人们就开始研究其裂解规律了,参看Antignac的文章。不同的质谱仪和能量获得的质谱图有很大差异,现阶段基本仍需要人工去分析特定的数据,没有办法像EI-MS那样建一个标准品的谱库,然后检索比对即可得到结果。你可以比较一下下面来自不同文献的质谱数据,直观体验一下差别。上图给出了主要碎片的裂解途径,更详细的碎片分析,可以参看Antignac的文章。 文章的化合物信息部分做了一些小改动,点击化合物的SMILES查看结构,点击InChIKey查看3D结构,这主要归功于NCI/CADD Group的工作。 芒柄花素负离子模式二级质谱图(From 10.1002/rcm.1052) 芒柄花素的正负离子模式质谱图(From 10.1002/rcm.4215) ===================================================== 化合物:Formononetin 分子量:268.3 分子式:C16H12O4 SMILES: COC1=CC=C(C2=COC3=C(C=CC(O)=C3)C2=O)C=C1 InChIKey: HKQYGTCOTHHOMP-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(5):甘草酸(Glycyrrhizic Acid)

甘草酸的裂解途径 甘草酸虽不属于黄酮,但它是甘草中一个很重要的成分,我们顺便也分析下它的裂解途径。甘草酸的结构中有一个双葡萄糖醛酸,酸性较强,在负离子模式下,负电荷主要分布在与干草次酸相连的葡萄糖醛酸的羧基上,丢失甘草次酸,形成基峰m/z 351;此外,也可以丢失一分子脱水葡萄糖醛酸或葡萄糖醛酸脱水、开环,形成负离子质谱图中丰度比较低的碎片离子。在正离子模式,电荷在甘草次酸的11-位羰基上,丢失脱水的双葡萄糖醛酸得到m/z 471。由于这个3-位的糖苷键,在糖和苷元两侧都有alpha-氢原子,所以除了m/z 471,还可以丢失双葡萄糖醛酸形成m/z 453。m/z 647为丢失一分子脱水葡萄糖醛酸的碎片,裂解途径与负离子模式中的结构完全一样。 甘草酸的正负离子质谱图 ===================================================== 化合物:Glycyrrhizic Acid 分子量:822.9 分子式:C42H62O16 SMILES: CC1(C2CCC3(C(C2(CCC1OC4C(C(C(C(O4)C(=O)O)O)O)OC5C(C(C(C(O5)C(=O)O)O)O)O)C)C(=O)C=C6C3(CCC7(C6CC(CC7)(C)C(=O)O)C)C)C)C InChIKey: LPLVUJXQOOQHMX-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(4):甘草查儿酮B(Licochalcone B)

甘草查儿酮B的裂解途径 今天这个化合物属于查儿酮,仅一个苷元,没有连接糖,看似简单,其实非常复杂,越是这种结构比较单一的,可能解析起来越难。A环上与查儿酮羰基相邻的碳原子上没有羟基,它不能互变成二氢黄酮,所以主要发生与烯键(alpha-,beta-碳原子)相邻的位置的断裂,如负离子模式中的m/z 191和150,正离子模式中的m/z 121, 147, 167和193。此外,负离子质谱图中,最高的为丢失甲基自由基厚的碎片m/z 270。以上这些碎片都比较容易归属,最难的是负离子中的m/z 253和正离子中的m/z 245。负离子质谱中的m/z 253,为丢失32Da的碎片,推测丢失一分子甲醇,也就是可能与B环上的甲氧基有关。在上图的左侧我给出了可能的裂解途径:B环上3',4'-OH烯醇互变为酮式,这时在甲氧基的邻位出现一个sp3杂化的碳原子,其上的氢可与甲氧基一起消除,得到m/z 253。这个途径是我想了2天才推测出来的,不知还有没有更好的解释。正离子模式中的m/z 245为基峰,我推测其裂解过程见上图的右侧:4‘-OH上的氢重排到alpha-碳原子上,然后发生1,3-断裂,失去C2H2O,然后两侧基团连起来形成m/z 245。碎片m/z 245为两个苯环形成的大共轭体系,非常稳定,故其为基峰。 总算把这个化合物解析完毕,心里舒服多了。几个小时前,自己被Mac中的ChemDraw折麽的要发疯了,老是无缘无故自动退出,画了一半的工作丢失了好几次,又换了JSDraw, Markvin,但总没有ChemDraw用的顺手,最后不得不重新回到windows去完成剩余的工作。ChemDraw画的结构不能自动对杂原子标记颜色,只能手工一个一个选择杂原子,然后设定颜色,显得有点笨笨。为了好看,忍了! 甘草查儿酮B的正负离子质谱图   ===================================================== 化合物:Licochalcone B 分子量:286.3 分子式:C16H14O5 SMILES: O=C(/C=C/C1=CC=C(O)C(O)=C1OC)C2=CC=C(O)C=C2 InChIKey: DRDRYGIIYOPBBZ-XBXARRHUSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(3):甘草苷(Liquiritin)

甘草苷的裂解途径 甘草苷在正负离子模式下均发生糖苷键断裂,断裂的类型和丢失的中性碎片完全一样,见上图。这种断裂方式在ESI质谱中最常见,我在硕士论文中将这类反应称为“1,3-断裂”,即发生断裂的键为第1个(起始端)和第3个根键(末端),同时两端的基团连接起来,中间的第2根键形成双键(形成一个新键)。当第2根键中间插入n个双键以后,这个规律仍然成立,只是变成"1,2n+1-断裂"(n=1,2,3...)。只要起始段和末端的基团丢去以后,中间可以形成稳定的共轭体系,那这样的反应就容易发生,并且起始端和末端的键在空间上并不需要靠近,它们仍可以形成连接以后的产物,参见我以前写的“奇怪的远距离重排”。 昨天我提到没有看到甘草素断裂的碎片,我想可能是因为我们的质谱图来自文献的表格数据,而不是实测的质谱图,作者给出的有可能仅是主要的碎片,一些丰度较低的碎片就被忽略了。 甘草苷的质谱图   ===================================================== 化合物:Liquiritin 分子量:418.4 分子式:C21H11O09 SMILES: O=C1C(C=CC(O)=C2)=C2OC(C3=CC=C(OC4C(O)C(O)C(O)C(CO)O4)C=C3)C1 InChIKey: DEMKZLAVQYISIA-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,网站:msky.in,每天解析一个天然产物的质谱数据或分享自己在建模方面的心得。

甘草黄酮的裂解(2):7-O-(beta-D-apiofuranosyl-(1-2)-beta-D-glucosyl)-Liquiritigenin

化合物2的正负离子质谱图 今天化合物的正负离子质谱图与昨天的第一个化合物非常接近,只是离子的丰度有些差别,它们为一对同分异构体。我感觉比较奇怪的是,这两个化合物都没有看到C环开裂的产物,难道是仪器或碰撞能量的缘故?若C环开环形成查儿酮,那么其稳定性自然会有较大提高,看不到母核碎片倒可以理解。 化合物2的裂解途径 今晚状态不佳,应该早点睡的。想起几件拖了很久的事,头痛呀,至少这周搞定一件吧。看到DXY有人讨论严新气功与哈佛医学院刚合作发表的文章,某些人像打了鸡血一样,这使我想起了春风得意的孔乙己,哎,都是可怜人呐!不说他们了,按照罗胖的说法,见了狗屎还是绕着走好,不要非去证明它怎么样,它根本就不需要去关注。 ===================================================== 化合物:7-O-(beta-D-apiofuranosyl-(1-2)-beta-D-glucosyl)-Liquiritigenin (2) 分子量:550.5 分子式:C26H30O13 SMILES: O=C1C(C=CC(OC2C(OC3C(O)C(CO)(O)CO3)C(O)C(O)C(CO)O2)=C4)=C4OC(C5=CC=C(O)C=C5)C1 InChIKey:NLALNSGFXCKLLY-UHFFFAOYSA-N 参考文献:10.1002/rcm.4215 –EOF– 文章来自,微信号:MS4Fun,不定期发布自己在质谱应用和建模&模拟方面遇到的一些有趣的事情,欢迎分享与推荐。