多级质谱解析为何难?
首先我们要明白为什么质谱,尤其是多级质谱的解析很难,甚至比核磁还难?!这是因为其提供的信息非常有限,NMR可以提供原子层次的信息,而质谱只能提供到基团(多个原子构成的特定组成)层次。这些有限的信息,少到从理论上就不可能推测出一个唯一的结构!是啊,确实如此,就像我们遇到了无解的方程,难道还有比这更难的吗?举了例子,对绝大多少小分子化合物来说,一套NMR图谱(1H, 13C, HMQC, HMBC),有经验的人就可以推测出其结构;而拿来一套小分子的多级质谱,即便有10级的数据,如果解析的人不知道其他背景知识的话,比如样品是天然产物,还是合成的,若是天然产物,来自什么植物或药材,有没有紫外吸收等等,绝大多数情况没有人可以确切的推出化合物的结构。看到这里,是不是感觉很失望!既然这么难,为什么非要用质谱分析呢?用NMR不就得啦!不然,质谱的优势在于其灵敏度高,同时在其与LC联用以后,就成为一种强大的混合物分子工具(LC-MS),这是NMR不可比拟的。LC-MS成熟以前,若要研究清楚一味药材中有哪些成份,不花几年功夫,基本没戏,一般一个植化的硕士或博士研究清楚一个药材就可以毕业了!但有了LC-MS,这个过程可能只需要几个月,甚至几周就可以获得以前需要几年才能获得的信息!因此,质谱是其他技术暂时无法替代的!
建立裂解规律
虽然普遍意义上的质谱数据没有唯一解,但只要限定研究的范围和条件,那还是有解可循的。就如化合物的浓度与其UV响应的关系我们是没法知道的,可在一个很窄的范围内,就能用直线来近似他们的关系!那么如何限定质谱研究的范围呢?首先我有几项假设,所有的质谱推理都建立在它们之上:•假设1:结构相似的化合物具有相同或相似的裂解规律;•假设2:化合物的裂解行为的外因是质谱构造和碰撞能量,内因是分子结构特性,外因决定几率,内因决定终点;假设1首先肯定了在某些情况下,即结构相似,质谱的裂解数据是有规律可循的!结构相似,可以指有相同的官能团,或者在天然产物分类上属于一类,比如都属于黄酮、甾体、萜等。这个相似性越接近,那么它们具有相同的裂解形式的可能越大,同属于查尔酮的化合物间的行为就比其他黄酮更接近。假设2更进一指明了化合物的结构与质谱的关系,主要用来解决“为什么不同质谱仪器获得的质谱数据有很大差别”(NMR不应该有这种情况)的问题,可以肯定一点,不同仪器获得的数据是有规律可循的,这一点也为我们建立不同质谱仪器数据的智能解析程序鉴定了基础(我们正在开发的一种秘密武器)!“外因决定几率”指碎片离子在质谱图上的丰度高低,“内因决定终点”是指可能存在哪些类型的碎片离子。
“一三断裂”是CID(碰撞诱导解析)质谱中最常见的裂解形式。