Some thoughts on Mass Spectrometry and Modeling & Simulation
9“-紫草酸乙酯的裂解途径 9"'-紫草酸乙酯的裂解途径 这两个紫草酸乙酯的裂解与前面讲的紫草酸甲酯的裂解途径一致，参看以前的解释。 紫草酸乙酯的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：746.7 分子式：C38H34O16 SMILES: O=C(O)(OC(/C=C/C1=C2(C(O(C(OCC)=O)CC3=CC(O)=C(O)C=C3)=O)(C4=CC(O)=C(O)C=C4)OC2=C(O)C=C1)=O)CC5=CC(O)=C(O)C=C5 InChIKey: RVOCHOCGJOVMQN-VAAHMZTCSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
紫草酸B-9“-甲酯的裂解途径 紫草酸B分子中有两个羧基，均可与甲醇缩合成甲酯，一个为9"-位，一个为9"'-位。这两个异构体的质谱图中离子的种类除一个离子外基本相同，只是丢失两个丹参素单元以后的离子的丰度有很大区别。可以根据是否存在连续丢失咖啡酸180Da和44Da的两个离子，来判断甲酯所在的位点，只有甲酯在9'"-位时（A单元上的羧基），才有可能丢失44Da，明天会介绍这个异构体的裂解。 与紫草酸B相比，9"-位甲酯以后，除对应的离子质荷比增加14Da外，丢失两个丹参素单元的离子m/z 321丰度有所提高，从上图可知，a途径裂解的机会大大增加。由此推知，若先丢失A单元，则B单元也容易丢失；若先丢失B单元，A单元的丢失就比较难了。在9“-位甲酯化之前，b途径更容易发生，所以在紫草酸B的质谱图中，丢失一个丹参素单元的离子最高，同样，明天介绍的9"'-位甲酯的丢一个单元的离子也最高。 紫草酸B-9“-甲酯的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：732.6 分子式：C37H32O16 SMILES: O=C(O)(OC(/C=C/C1=C2(C(O(C(OC)=O)CC3=CC(O)=C(O)C=C3)=O)(C4=CC(O)=C(O)C=C4)OC2=C(O)C=C1)=O)CC5=CC(O)=C(O)C=C5 InChIKey: REHAMWBRZKUHPN-RTLLXKGUSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
紫草酸B的裂解途径 紫草酸B和丹酚酸B都是丹参中提取得到含量很高的化合物，曾一度认为它们是两个不同的化合物，差别为苯丙二氢呋喃环上的两个手性碳的构型（丹酚酸B为RR，紫草酸B为SS）。不过，在2006年的时候，Ellman等在JNP上发表一篇文章（J Nat Prod. 2006 Aug;69(8):1231-3.）证明这两个化合物的手性是相同的，丹酚酸B原来的构型归属错误，有兴趣的可以看看那篇文章。 紫草酸B为四倍体，结构中的两个酯键最容易断裂。结构中含有A和B两个相同的丹参素单元，当丢失180Da时，可能是丢失A单元，也可能是丢失B单元。两条裂解途径都可以生成的离子既有相同也有不同：其中m/z 537, 519和339两种途径都可生成，它们有两种可能的结构；m/z 295和321两种裂解途径都可以生成，但结构只有一种可能；m/z 493只能通过b途径生成。最有可能是两种途径都有几率发生，图谱为两种途径综合的结果。 紫草酸B的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：718.6 分子式：C36H30O16 SMILES: C1=CC(=C(C=C1C(C(=O)O)OC(=O)/C=C/C2=C3((OC3=C(C=C2)O)C4=CC(=C(C=C4)O)O)C(=O)O(CC5=CC(=C(C=C5)O)O)C(=O)O)O)O InChIKey: SNKFFCBZYFGCQN-ZQDRKSDISA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
紫草酸的裂解途径 紫草酸中有个苯丙酸单元，为三倍体。结构中不稳定的部分为内酯和苯并二氢呋喃环上的羧基，裂解途径如图所示。内酯键断裂如若是b键断（参考昨天的文章），则苯环的对位必需有酚羟基，酚羟基被甲醚化以后，则这样的裂解很难发生。 紫草酸的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：538.5 分子式：C27H22O12 SMILES: O=C(O)(OC(/C=C/C1=C2(C(O)=O)(C3=CC(O)=C(O)C=C3)OC2=C(O)C=C1)=O)CC4=CC(O)=C(O)C=C4 InChIKey: UJZQBMQZMKFSRV-RGKBJLTCSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
迷迭香酸的裂解途径 迷迭香酸为咖啡酸和丹参素缩合成的二倍体，最不稳定的为中间的酯键。如上图所示，经a键断裂，生成m/z 179，电荷无论在咖啡酸，还是丹参素上，最后生成的结构相同；而b键断裂的时候，电荷所在位置不同，就分别生成m/z 161和m/z 197。在实际的样本中，还检测到迷迭香酸的异构体，它们的质谱图几乎完全相同，只是保留时间有少许不同，推测是咖啡酸的双键构型为顺式的一个异构体。 迷迭香酸的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：360.3 分子式：C18H16O8 SMILES: O=C(O)(OC(/C=C/C1=CC(O)=C(O)C=C1)=O)CC2=CC(O)=C(O)C=C2 InChIKey: DOUMFZQKYFQNTF-WUTVXBCWSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
丹酚酸H的裂解途径 丹酚酸H或I为咖啡酸的三聚体，它们在结构上仅是其中一个咖啡酸连接的位点（SAI的咖啡酸连接在苯环的对位OH）不同，它们的色谱和质谱行为非常相似，貌似还没有把它们确切区分的方法。 一张质谱图上除了非常重要的质荷比以外，离子的丰度也能给我们提示很多信息。分子在质谱中的碎裂行为实际上是一群分子的平均表现，离子的丰度类比于其形成的概率，越容易形成、同时越稳定的离子的丰度就高。因为当一群分子被给予一定能量后，分子中最不稳定的地方肯定先裂开，如果生成的碎片在那个特定环境和一定时间内(微s级)能被质谱检测到，就会形成质谱图上的离子；如果生成的离子不稳定，它会进一步碎裂，直到被检测。应用这个原理，我们来分子丹酚酸H的质谱图：丰度最高的离子为m/z 339，可认为它是最稳定也最易形成的，它是内酯键断裂形成的产物；内酯键断裂有两种方式，一种是形成羧酸，一种是形成烯酮，在丹酚酸H中，这两种反应都会发生，只是形成羧酸形式的离子(m/z 357)丰度非常低，说明这个离子或者需要的能量比生成烯酮的离子高，或者这个离子不稳定，非常容易继续丢失水，生成m/z 339；类似的，丢失咖啡酸上羧酸的反应也相对比较难，一方面是直接丢失羧酸的离子m/z 493丰度很低，另外m/z 339丢失羧酸形成的m/z 295的丰度也不高，故推测丢失羧酸没有内酯键断裂容易，这就是m/z 339为基峰的原因。 偶然看到Science上一篇文章“穷人的智商很着急”，研究者设计了两个实验，试图证明当人穷的时候，其智商(IQ)就会下降，即认知能力下降，容易作出错误判断，缺乏创造力。我很认同研究者提出的“mental bandwidth”的概念，一个人若是大脑被过多的生活压力所占据，那他就没有更多的脑力对眼前的事务作出正确的判断；而富人一般不用担心这些生活的问题，所以其大脑可以从容的面对所遇到的问题，并加以解决。似有所得，人要放下包袱，不要在意眼前的困难，你越是在意，你的判断越有问题，只有轻装上阵，才会游刃有余。 丹酚酸H的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：538.5 分子式：C27H22O12 SMILES: OC(C(OC(/C=C/C1=CC=C(O)C(O/C(C(O)=O)=C\C2=CC(O)=C(O)C=C2)=C1)=O)CC3=CC=C(O)C(O)=C3)=O InChIKey: HFTLCJIFEZUOCR-JKXXRSRDSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
丹酚酸D的裂解途径 丹酚酸D在负离子模式发生酯键断裂，生成m/z 197和219。裂解途径很简单，但这个丹D的结构，我发现很多网站都搞错了，包括PubChem, 最后只有通过查SciFinder才确定结构。PubChem误把失去丹参素以后的结构当成了丹D，以后查这个库的时候要小心被骗了。这个咖啡酸加乙酸的结构应该是两分子咖啡酸缩合后的降解产物，这样的单元在丹酚酸中仅此一个，自然界中也好像没有其他类似的化合物，只有一些其合成的简单甲醚或乙酯化的衍生物。 丹酚酸D的二级质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：418.4 分子式：C20H18O10 SMILES: O=C(O(C(O)=O)CC1=CC(O)=C(O)C=C1)/C=C/C2=C(CC(O)=O)C(O)=C(O)C=C2 InChIKey: KFCMFABBVSIHTB-WUTVXBCWSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
同型原儿茶酸的裂解途径 原文认为该化合物为2-羟基-3',4'-二羟基苯乙酮，我仔细看了其碎片，觉得原来的归属不合理。苯乙酮的结构很难丢失44生成m/z 123，因此我推测结构中含有羧基；m/z 109为二羟基苯的特征碎片，所以结构中很有可能含有邻二酚羟基结构；m/z 149为脱水的碎片，含有羧基就有可能。综上所述，我推测该化合物应改为同型原儿茶酸，可以较好的与质谱碎片吻合。 同型原儿茶酸的负离子质谱图 ===================================================== 化合物：Names from NCI| PubMed 分子量：168.1 分子式：C8H8O4 SMILES: OC(CC1=CC=C(O)C(O)=C1)=O InChIKey: CFFZDZCDUFSOFZ-UHFFFAOYSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
琥珀酸的裂解途径 丹参的化学物质成分是当前研究最清楚的药材之一，里面主要有丹参酚酸和 丹参酮两大类成分，今天开始介绍的就是其中的酚酸类化合物。这类化合物的裂解比较简单，希望后面两周可以轻松一些。 经CID碰撞，琥珀酸在负离子模式下脱水、丢失二氧化碳生成m/z 99和73；脱水的碎片再丢失CO2生成m/z 55，m/z55我画出了两个可能的稳定结构，简单用Chem3D搭建了其三维模型，用Gamess计算了A和B两种构型的能量，发现B构型能量更低一些（-189.033018 Hartrees）。 琥珀酸的质谱图 ===================================================== 化合物：Succinic acid 分子量：118.1 分子式：C4H6O4 SMILES: O=C(O)CCC(O)=O InChIKey: KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 参考文献：10.1002/rcm.2332 –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。
欧甘草素B的负离子裂解途径 欧甘草素B的正离子裂解途径 还是觉得这种有放射背景的图更好看一些，一切看心情吧。今天是甘草黄酮系列的最后一个化合物欧甘草素B，比前天的欧甘草素A多一个不饱和度。负离子中最高的为B1,3+离子m/z 201，这个质荷比是不是在好多甘草黄酮中都见过？光甘草定、4'-O-甲基光甘草定、欧甘草素A等化合物中都有m/z 201，前面我们认为它是C环2,3-断裂的产物，这里是否也是通过与前面同样的途径裂解的呢？我们在此处给出的离子的元素组成与前面所画碎片的元素组成一致，即便高分辨也不能区分到底是哪一种碎片结构！我觉得最好的办法是用稳定同位素替换A环或B环原子，然后再进行质谱分析，看看生成的离子是不是比m/z 201多固定的质量。可见，仍有很多细节需要深入研究才能确定，所以我前面或者今后所画的裂解途径图，仅是在现有数据的前提下，一种可能的推测，如果有更多的数据，就可能对推测结果进行修正。我在上面的图中加了一个Bug，希望大家一起来找Bug，从错误中不断提高自己解析质谱的能力。 正离子模式的裂解也遇到了两难，m/z 189可能为A1,3+, 也可能为B2,3+，这是由于化合物本身的对称结构造成的。在欧甘草素A中，由于B环多两个氢，所以分别生成了m/z 189和191，而欧甘草素B的两个途径生成的碎片正好元素组成一样，最有可能这个m/z 189是两种离子的混合物。m/z 147在3′-羟基-4′-O-甲基光甘草定的正离子质谱图中也有观测到，当时我们认为是m/z 215进一步失去异戊烯基而生成的，而这里我们认为是m/z 189丢失丙烯基的产物，到底哪种正确呢？需要对m/z 215和189进行MS3分析，知道了离子间的母子关系，也就可以作出最终判断了。 质谱解析的难点在于，我们不知道什么时候才能收集足够的信息而获得唯一合理解，由于各种客观条件的限制，我们仅能获得关于结构的部分信息，使质谱解析变得扑朔迷离，这也正式其魅力所在吧。昨晚，一个搞计算机的同学看我画理解途径图，马上领悟了其精髓：这个与拼图或猜字游戏非常相似，貌似就是按某些特定的规则凑质量数！是呀，在别人打游戏的时候，我也在玩自己的游戏。 欧甘草素B的正负离子质谱图 ===================================================== 化合物：Hispaglabridin B 分子量：390.5 分子式：C25H26O4 SMILES: CC1(C=CC2=C(O1)C=CC(=C2O)C3CC4=C(C5=C(C=C4)OC(C=C5)(C)C)OC3)C InChIKey: CJUFYKORDZSOLF-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。
Yufeng Zhang