第21卷质  谱  学  报V o l.21第1期     JOU RNAL O F CH I N ESE M A SS SPECTROM ETR Y SOC IET Y     N o.1
利尿剂甲基衍生物质谱行为的研究α
王小兵 吴侔天 朱绍棠 秦杨
(国家体育总局运动医学研究所 北京 100029)
曾舜晞整容前后汪聪慧
(公安部二所 北京 100038)
〔摘要〕利尿分析检测的主要仪器为GC M S,但质谱的解析存在相对的不确定
性。GC M S M S通过对碎片离子的二次质谱分析技术,可以准确地判断被分析
药物分子离子的碎裂机理。本文的工作研究重点是使用该分析测试技术对有代
表性的部分利尿剂药物的甲基衍生物进行分析,使其质谱的解析更为准确可靠。
关键词:利尿剂 兴奋剂检测 GC M S GC M S M S
国际奥委会要求在兴奋剂检测中,如判定某尿样为阳性时,必须给出相应的质谱分析结果,因此世界各国兴奋剂检测实验室普遍采用的仪器分析手段为GC M S。利尿剂药物分子的极性较大,为了适应GC分析的特点,需要对分子结构中的极性基团进行衍生化,通常采用的衍生化方法是甲基化[1]。GC M S虽然可以得到被测药物的质谱图,但是对谱图的解释多为理论上的推测。绝大多数利尿剂药物具有类似的分子结构和相同的官能团,但相应的质谱却反映出其分子离子的裂解方式和碎片离子的形成过程存在着较大的差别,因此对离子碎裂机理的合理解释有一定的难度。
GC M S M S通过对碎片离子的二次质谱分析技术,可以准确地判断被分析药物分子离子的碎裂机理。目前在兴奋剂检测方面,对低浓度甾体[]2和Β22受体激动剂[3]的检测分析方法上已开展相关的研究。本文的工作着重研究了使用该分析测试技术,对有代表性的部分利尿剂药物的甲基衍生物进行分析,使其质谱的解析更为准确可靠。玫瑰的含义
1 实验
111 药品及试剂
B um etan ide,P iretan ide,ch lo rthalidone和B endroflum eth iazide为美国Sigm a公司产品;、丙酮和乙酸己酯,均为分析纯,重蒸后备用;甲醇为谱纯;无水碳酸钾,分析纯,400℃烘2小时。
112 实验仪器及操作条件
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GC M S:所选用的仪器为F ison s GC8000 M D800,分析柱为H P21(18m×0.2mm×α1999208202收
0133Λm )。
载气为高纯氦气,流速为019毫升 分钟(温度为180℃时);无分流;进样口温度280℃,接口温度290℃;离子源温度为200℃,电子能量70eV 。升温程序:从100℃起以20℃ m in 升至280℃,停留5m in ,然后以10℃ m in 升至290℃,保留5分钟,然后以10℃ m in 升至300℃,保留2分钟。
GC  M S  M S :GC 为H ew lett Packard 公司的H P 5890 p lu s ,M S  M S 为F inn igan 公司的T SQ 27000。分析柱为H P 21(17m ×012mm ×0111Λm );载气为高纯氦气,流速为019毫升 分钟(温度180℃时);分流比1∶18;进样口温度为280℃,接口温度为280℃。一级质谱为E I 源,离子源温度为180℃,电子能量70eV ,二次发射极电压13kV ,发射电流400ΛA ,倍增器电压1200V 。扫描频率0178H z ;质量范围450a .m .u .。碰撞气为氩气,118∽210m To rr ,碰撞能量-5∽-30V 。升温程序:起始温度180℃,以313℃ 分钟的速率升到231℃,再以30℃ 分钟的速率升到310℃,并保留2分钟。
113 实验步骤
取上述利尿剂药物的甲醇溶液,用氮气吹干
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,加丙酮100Λl ,
100Λl 和50m g 无水碳酸钾。密封后于60℃加热3小时。移取反应液并吹干,用乙酸己酯溶解备用。
调整好分析仪器,然后将衍生化好的药物进样于GC  M S 分析,取得相应的质谱。然后,根据相应药物的碎片离子的质量等数据,在GC  M S  M S 上对其母离子进行扫描并获得二级质谱图。
2 结果和讨论
211 GC  M S 的分析结果
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Bendroflum eth iazide          Bum etan ide
Ch lo rthalidone           P iretan ide
图1 四种药物甲基化产物的质谱
3               质  谱  学  报              2000年
这四种药物甲基化产物的质谱见图1。这四个化合物的分子结构中均含磺酰二甲胺基团,基碎裂方式决定了质谱的特征性,从图中可以得知该基团的断裂不只一种方式。212 GC  M S  M S 的分析结果
21211 B endroflum eth iazide
的甲基化产物(简称B F )的分子量为477,由于苄基极易失去,其分子离子极不稳定,所以其质谱的基峰为失去苄基的碎片离子m  z 386。对m  z 278碎片离子进行二级质谱分析,其母离子为m  z 386,显然,磺酰二甲胺基团为简单断裂。B F 的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式见图2。
图2 BF 的二级质谱分析结果及其分子离子的裂解方式
21212 B um etan ide 的甲基化产物(简称BM ),其分子离子经简单断裂,失去质量数108的磺酰二甲
胺基团而形成碎片离子m  z 298,其二级质谱表明它的母离子为m  z 406。分子离子失去游离丙基或发生二甲胺基的重排断裂均可生成碎片离子m  z 363,进一步失去羧基而形成碎片离子m  z 318,二级质谱也证实了这个过程。因此,BM 分子离子可以经简单断裂失去磺酰二甲胺基团,也可以先经重排断裂失去中性碎片CH 3-N =CH 2,形成的碎片离子先失去羧基,然后进一步断裂失去中性碎片SO 2。BM 的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式见图3。
21213 Ch lo rthalidone 的甲基化产物(简称CT )的分子离子不稳定,失去甲氧游离基而生成碎片离子m  z 363,或形成碎片离子m  z 176,故观察不到。二级质谱分析结果表明碎片离子m  z 255的母离子为m  z 363和m  z 287离子,碎片离子m  z 287的母离子为m  z 351。因此CT 分子离子中的磺酰二甲胺基团的断裂也是两种方式,但与BM 不同的是该基团的二次断裂是连续进行的。CT 的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式见图4。
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图3 BM
的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式
图4 CT 的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式
21214 P iretan ide 的甲基化产物(简称PT )分子离子中的磺酰二甲胺基团的断裂与其他利尿剂药物不同,二级质谱的结果表明碎片离子m  z 295的母离子为m  z 404,同位素离子m  z 296的母离子相应地为
m  z 405。由此可见,该基团的发生重排断裂,失去质量数为109的中性碎片H SO 2N (CH 3)2。虽然PT 的分子结构与BM 非常相似,具有同样的分子骨架和官能团,但二者的质谱行为完全不同的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式见2
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图5
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图5 PT 的二级质谱分析结果及分子离子的裂解方式
213 结论
21311 绝大多数利尿剂分子结构中都有磺酰胺基团,在进行GC  M S 分析时,经甲基衍生化后的磺酰二甲胺基团有多种碎裂方式,即简单断裂、重排断裂及二次断裂,并且重排断裂也有不同的方式;解析质谱解析时,应考虑某一碎片离子可以由多种途径产生;具有相同的分子骨架和同样的官能团,在分子结构上极为类似的分子,其分子离子的裂解方式可能会完全不同,因此造成其质谱的特征性存在较大差异。21312 采用GC  M S  M S 的分析技术,可以准确地了解利尿剂药物甲基化产物的分子离子的碎裂机理,对碎片离子的形成过程可以作出准确的判断,所得到的实验数据直接证明了GC  M S 分析质谱的可靠性。
参 考 文 献
1 秦杨,王小兵,杨树民,朱绍棠.人尿中吲满速尿及其代谢产物的GC  M S 分析,质谱学报,1996,17
(4):73
2 X in L iu ,M ou tian W u et a l .A pp licati on of T SQ 27000in Dop ing Con tro l A nalysis ,16th Co logne
W o rk shop on Dope A nalysis ,1998
3 Kairong Cu i ,M ou tian W u et a l .Study on theM etabo lites of B rom an tane in U rine U sing GC  M S and GC  T andem M S  M S ,16th Co logne W o rk shop on Dope A nalysis ,199833第1期         利尿剂甲基衍生物质谱行为的研究