1 前言
烷基胺聚氧乙烯醚是一种性能良好,应用广泛的非离子表面活性剂,由于其工业产品多为同系物的混合物,难以分离得到纯净物。常规的分析方法,诸如红外光谱、紫外光谱、气相色谱、浊点分析等均不能满意地对其分子组成及组份的分布提供准确的信息。国外大多采用FD/MS的方法来解决这一问题,而本工作采用一般的(EI/MS)方法,混合物直接进样,同样取得了较好的结果。方法经济、简单、有效。
2实验
2.1样品
十六烷基胺聚氧乙烯醚(EO)20(工业品)十六烷基醇聚氧乙烯醚(EO)20(工业品)
2.2仪器
FinniganMAT311A质谱仪
2.3操作条件
EI离子源,直接进样,进样温度100~300℃,电子能量=70eV,分辨率R=1000。3结果与讨论
烷基胺聚氧乙烯醚一般结构如下:

不同的品种的主要差异是烷基链的长短及EO缩合度的大小。

烷基胺聚氧乙烯醚虽然具有一定的阳离子性,但当EO数较大时,更显非离子性。其性质和烷基醇聚氧乙烯醚较相似,加上二者的红外光谱又相似(见图1、2),常给它们的区分带来困难。然而在质谱中二者却有明显差异:烷基醇聚氧乙烯醚在电子能量为70eV的EI/MS中几乎没有稳定的碎片峰,除在me小于200的区域显示了Cx+H2x+1的碎片峰……43,57,71……及 CH2CH2O
的碎片峰45,89,133……外,几乎没什么规律,如图3所示;而烷基胺聚氧乙烯醚除得到上述系列峰外,还能得到系列有规律的特征离子碎片峰。下面我们仅以十六烷基胺聚氧乙烯醚为例加以讨论,其EI/MS谱图如图4。

烷基胺聚氧乙烯醚的工业产品往往都是混合物,含大量同系物及未反应掉的灰、原料,其谱图常常很复杂,一般也不出现分子离子峰,但能给出系列特征离子碎片峰。通过对这些特征峰的解析,使结构分析
成为可能。
(1) 从谱图4中我们可以清楚地看到以下几种开裂结构:
裂碎片,质量数相差44的系列峰,m/e为,4589,133… …,其中n=1,2,3 … …这些峰都较强。
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同样是该结构中聚氧乙烯链中C-O键断裂而产生的质量数相差44的系列峰m/e:… … 294,338,382 … … 系列峰旁,如附图:

此碎片峰最有分析价值,在其结构中既表征了烷基链的长短同时又能反映出EO的缩合度。在此离子中由聚氧乙烯链中C-O键开裂后产生了系列质量数彼此相差44的特征峰 … … 298,342,386,430,474 … …。根据这一系列峰的质量数及丰度强弱不仅可以推测EO缩合度范围,而且可以应用质量推移法确定烷基链的长短,具体结果如表。
除此之外,在谱图中还可看到
离子中烷基部分失去乙烯(CH2=CH2)后产生的系列质量数相差
28的离子碎片峰478,506,534… … 。
对照图4和表,可以看到在十六烷基胺聚氧乙烯醚(EO)
20工业品中还含有(EO)4的十六烷基胺聚氧乙烯醚,另外还混有大量的十八烷基胺聚氧乙烯醚,它的系列特征离子碎片峰是 … … 282,326,370 … … 678,722,766 … … 。由此可见,采用EI/MS直接质谱分析,可以对烷基胺聚氧乙烯醚产品不径分析直接进样分析。
4 结论
采用EI/MS分析烷基胺聚氧乙烯醚产品,可以不经分离混合物直接进样进行分析,并可获得满意质谱图。通过对其系列特征峰的质量数及丰度分析,可以确定未知结构中烷基胺聚氧乙烯醚分子中烷基链的长短及EO平均数,方法简单、有效。




