摘要：采用電噴霧-四級桿飛行時間串聯(lián)質譜儀（ESI-QTOFMS）研究了咪唑并吡啶衍生物在正離子模式下的質譜裂解機理，分析了10個咪唑并吡啶化合物從分子離子峰出發(fā)的多級質譜裂解碎片，通過對碎片離子準確質量及元素組成的測定，探討了該類化合物的裂解規(guī)律。實驗結果發(fā)現(xiàn)，所有10個化合物均發(fā)生磺酰胺鍵的均裂，得到了豐度最高的碎片離子峰，該碎片離子峰進一步丟失H自由基和HCN?；衔?具有失去甲醛小分子的特征碎片離子峰，得到m/z 209的碎片離子；化合物3和5分別失去·CH3和·NO，得到m/z 224的特征碎片離子；同時發(fā)現(xiàn)化合物2，5，6， 7和8容易丟失苯環(huán)上的取代基·R，化合物1，2，3，9和10容易丟失·C5H4N，說明咪唑并吡啶類化合物的裂解機理既具有共同性，同時又受取代基的影響較大。

關鍵詞：咪唑并吡啶衍生物 電噴霧-四級桿飛行時間串聯(lián)質譜 裂解機理

中圖分類號：O657.63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5336（2015）06-0000-00

質譜是非常重要的分析工具，對于闡明已知化合物的裂解機理和鑒別未知化合物具有重要意義。電噴霧（ESI）技術是一種新的“軟電離”技術，其離子化條件溫和，譜圖簡單，能夠快速、準確地測定極性和遇熱不穩(wěn)定有機化合物的分子量。樣品在檢測過程中處于高真空環(huán)境，可提供在無外界環(huán)境影響下物質的裂解情況。四級桿飛行時間串聯(lián)質譜不僅能夠同時檢測到樣品的分子離子峰和碎片離子峰，還能夠提供其準確的元素組成，對于未知化合物及碎片離子結構推測，化合物裂解機理研究提供了有力的幫助[1]。

咪唑并吡啶類化合物在結構上與吲哚、氮雜吲哚具有一定的類似性，因此是一類非常重要的含氮稠雜環(huán)化合物。由于咪唑并吡啶類化合物具有抗非典型分枝桿菌、抗真菌、抗病毒等生物活性，特別是在抗腫瘤方面有顯著的療效[2]，因此具有咪唑并吡啶結構骨架的化合物成為化學家的研究熱點。目前對于咪唑并吡啶類化合物的研究主要集中在化學合成和藥理活性方面，對于這類化合物的裂解機理研究尚沒有文獻報道，為此本實驗利用電噴霧-串聯(lián)四級桿飛行時間質譜對10種結構類似的咪唑并吡啶類化合物進行了質譜研究，通過其裂解規(guī)律的闡釋，豐富此類化合物的質譜研究數(shù)據(jù)，以期為同類其它化合物的結構鑒定提供可靠的數(shù)據(jù)參考。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

實驗所用的咪唑并吡啶衍生物1-10均為實驗室合成[3]，其化合物結構式如圖1所示，所有化合物結構經(jīng)NMR、IR、UV和MS確證。甲醇（色譜級，Merck公司，德國）。德國bruker 公司生產(chǎn)的micrOTOF-QⅡ質譜儀，配有micrOTOFcontrol數(shù)據(jù)采集軟件和Compass DataAnalysis數(shù)據(jù)處理軟件。

圖1 咪唑并吡啶類衍生物的結構

1.2 質譜分析條件

復合電噴霧電離源（Dual ESI），氮氣作為干燥氣，流速為4.0 L/min，干燥氣的溫度為180℃，霧化氣壓力為0.4 bar，毛細管電壓為4.5 kV，甲醇為溶劑，蠕動泵進樣，流速為180 μL/h，氬氣作為碰撞氣，CID能量：0-35 eV。

1.3 實驗方法

配制待測化合物的甲醇溶液，置于進樣針中，利用蠕動泵直接導入Dual ESI電離源，正離子模式檢測，將[M+H]+準分子離子作為母離子進行MS/MS分析，以用于化合物的裂解規(guī)律的研究。

2 結果和討論

2.1 十種化合物的一級全掃描質譜

運用電噴霧-四級桿飛行時間串聯(lián)質譜，在正離子檢測模式下，對10種化合物進行一級質譜全掃描分析，所有樣品均觀察到[M+H]+準分子離子峰，為了進一步研究此類化合物的質譜特征，對10種化合物[M+H]+母離子進行二級質譜分析。

2.2 MS/MS結果分析及裂解路徑研究

通過對10個化合物的一級質譜進行全掃描，發(fā)現(xiàn)均具有豐度較強的[M+H]+準分子離子峰，將其作為母離子進行二級質譜分析，推測可能的裂解途徑如圖2所示。

在10個化合物中，首先均發(fā)生磺酰胺鍵的均裂[4]，均失去質荷比為m/z 155的對甲苯磺酰自由基，得到豐度最高的碎片離子，該碎片離子進一步失去·H自由基和HCN，重排生成類似卓鎓結構的離子，卓鎓結構形成了大π鍵體系，是較穩(wěn)定的結構。

化合物4的間位含有甲氧基，從質荷比為m/z 239的碎片離子進一步失去CH2O，形成質荷比為m/z 209的特征碎片峰?；衔?和5的對位分別含有甲氧基和硝基，分別從質荷比為m/z 239和254的碎片離子失去·CH3和·NO，形成穩(wěn)定的共軛體系，得到質荷比為m/z 224穩(wěn)定的特征碎片離子；同時，化合物5還可以從質荷比為m/z 254的碎片離子失去·NO2自由基，得到質荷比為m/z 208的碎片離子峰?；衔?、6、7和8結構中芳環(huán)上的取代基以自由基形式離去，即分別從質荷比為m/z 223、243、287和243的碎片離子失去·CH3、·Cl、·Br和·Cl等自由基，得到質荷比為m/z 208的碎片離子峰。此外，化合物1、2、3、9和10分別從質荷比為m/z 209、223、239、227和225的碎片離子均失去·C5H4N自由基，得到質荷比為m/z 131、145、161、149和147的碎片離子，化合物3從質荷比為m/z 161的碎片離子進一步失去·CH3得到m/z 146的碎片離子峰。

圖2 化合物1-10的裂解途徑

3 結語

本文采用電噴霧-四級桿飛行時間串聯(lián)質譜，在正離子模式下，研究了咪唑并吡啶衍生物的質譜裂解途徑。在化合物1-10中，既存在共同的裂解規(guī)律，如都會發(fā)生磺酰胺鍵的均裂，得到豐度最高的碎片峰（基峰），都會進一步失去·H自由基和HCN，同時由于芳環(huán)上取代基的不同，又會產(chǎn)生各自的特征裂解途徑。如化合物3和4，都是甲氧基取代，化合物3是對位取代，化合物4是間位取代，化合物3容易丟失·CH3，形成比較穩(wěn)定的共軛體系，而化合物4則容易失去CH2O小分子，形成質荷比為m/z 209的特征碎片離子。具有Cl取代的化合物6和8雖然取代基位置不一樣，但是卻得到了相同的碎片離子峰。說明取代基對該化合物的裂解途徑具有一定的影響。

參考文獻

[1]梁現(xiàn)蕊，郭子立，俞傳明. ESI-Q-TOF-MS/MS研究N-取代鄰苯二甲酰亞胺衍生物的裂解途徑[J].質譜學報，2013，34（3），135-140.

[2]SONG Y N，LIN X Q，LIN X Q，KANG D W，et al.Discovery and characterization of novel imidazopyridine derivative CHEQ-2 as a potent CDC25 inhibitor and promising anticancer drug candidate[J].Eur J Med Chem，2014，82：293～307.

收稿日期：2015-03-18

*基金項目：國家自然科學基金（21206148）資助。

作者簡介：梁現(xiàn)蕊（1975—），女，山東臨沂人，副教授，研究方向：從事藥品質量及藥物結構分析研究。