季铵盐结构分析-烷基二甲基苄基季铵盐

(一)定性试验

    1.化学分析法

    (1)氯化亚汞试验在0.1g试样中加入10ml水溶解，在3ml这种溶液中加入0.5ml氯化亚汞溶液[c(HgCl)=0.5mol／L]时，生成白沉淀(络合物)，追加3ml乙醇时，沉淀溶解。

(2)重氮化试验(检出芳香环)  在0.2g试样中加入lml硫酸溶解之，加入0.1g硝酸钠，在水浴上加热5min。冷却后，加入l0ml水和0.5g锌粉，再在水浴上加热5min，取2ml上层清液，在冰水中冷却。加入0.5m1亚硝酸钠溶液(100g/L)，振荡混合后，加入lmlβ-萘酚溶液[将lgβ-萘酚溶解在100mlNaOH溶液(10g／L)中，使用时配制时，溶液呈橙色。苄基的苯环在这个反应中被硝化，由还原生成的芳香族伯胺被重氮化，和加入的β-萘酚溶液藕联成发色物质而得到确认。

(3)烷基三甲基季铵盐的确认方法按照烷基三甲基季铵盐定性试验中的溴酚蓝试验、硝酸银试验和铁氰化钾试验。

2.紫外光谱定性试验

取0.05g试样，加盐酸溶液[c(HCl)=0.1mol／L]至lOOml。这种溶液在波长(257±2)nm，(262±2)nm，(265±2)nm处呈现吸收极值。

图1为十四烷基二甲基苄基氯化铵的紫外光谱。

图1 十四烷基二甲基苄基氯化铵的紫外吸收光谱

1一十二烷基二甲基苄基氯化铵(0.05％水溶液)Ⅱ一苄基氯(乙醇溶液)

    3.红外光谱检定

  烷基二甲基苄基氯化铵的IR光谱表示在图2中。

图2 月桂基二甲基苄基氯化铵的红外光谱(薄膜法)

一般来讲，这种类型的阳离子表面活性剂，可以出现在1585cm^-1和1490cm^-1由于芳香核的C=C伸缩振动而引起的两个弱而尖锐的吸收峰，再有可以出存在730cm^-1和702 cm^-1，由于单取代芳香环引起的两个尖锐而强的吸收峰，但是在730cm^-1处的吸收和亚甲基链的725 cm^-1吸收重合。此外，在3333 cm^-1和1627 cm^-1的吸收峰是由于试样中存在水分(结晶水等)。

4.NMR光谱检定

将试样在减压下，低温干燥后配成约lO0g／L的四氯化碳溶液，分析的结果表示在图3中。

图3十四烷基二甲基苄基氯化铵的核磁共振吸收光谱

(二)结构分析

1.气相色谱分析亲油基

(1)热分解法

①原理将长链烷基二甲基苄基铵盐在气相色谱仪汽化室加热分解生成烷基二甲基叔胺和苄基卤紊，利用这个烷基二甲基叔胺的峰，求出亲油基的烷基链长。

②装置

层析柱参照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法层析柱。

气相色谱仪和气体参照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法的色谱仪和气体。

③试样溶液的制备  称取预先在真空干燥器中干燥的约lg试样，溶解在5ml乙醇中，而重结晶的制品同样溶解在乙醇中制备成试样溶液。

④操作  设定层析温度225～240℃，汽化温度300℃，检测温度高于层析温度30～50℃，以下操作参照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法操作步骤。

定性和定量参照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法色谱的定性和定量方法。

(注：烷基链长超过C_l8时，设定层析温度240℃，另外，在这个分析方法中，必须注意热分解生成叔胺以外的剐产物。例如月桂基二甲基苄基氯化铵，用热分解法可以看到除C_l2叔胺以外在大体上C_l8F1叔胺的相当位置上少量副产物的峰，必须注意不要误认为C_l8F1成分。

(2)改进热分解法在气相色谱仪的注射口填充以硅烷化的玻璃微珠担体，而使季铵盐型阳离子表面活性剂的热分解趋于完全。关于仪器和色谱条件；注射口改进；样品测定；摩尔质量的计算等的内容均参照烷基三甲基季铵盐结构分析中改进热分解法的相关内容。

图4是分析实例。

图4 烷基二甲基苄基氯化铵的热解气相色谱

1一氯化苄；2--十二烷基二甲基胺；3一十四烷基二甲基胺；4--十六烷基二甲基胺；5--十二烷基甲基苄基胺；6一十四烷基甲基苄基胺；7一十六烷基甲基苄基胺

从图6.59中可知，烷基二甲基苄基氯化铵的热分解产物中除了生成烷基二甲基胺外，还有烷基甲基苄基胺存在。由于沸点关系，十八烷基二甲基胺与十二烷基甲基苄基胺的总碳数相同(烷烃链碳数相差6)，色谱保留值基本一致，会出现色谱峰的重叠。但由于烷基二甲基苄基季铵盐热分解产物中烷基二甲基胺为主产物(约占80％)，同时，烷烃链碳数相差6的两种烷烃不可能等量存在，其中一种烷烃链必定是以很少量(例如小于5％)存在，这样总的影响将小于l％而可以忽略。

(3)氢化铝锂还原分解法

①原理将烷基二甲基苄基铵盐与氢化铝锂反应生成烷基二甲基叔胺，用程序升温气相色谱仪分析，求出亲油基的烷基链长分布。

    ②装置、试剂、试样的前处理和操作等项内容均参照烷基三甲基季铵盐结构分析中氢化铝锂还原方法的相关内容。

图5是分析实例。

图5月桂基二甲基苄基氯化铵的还原生成物的气相色谱

2.纸上层析分析亲油基

参照烷基三甲基季铵盐结构分析的相关内容。

3.薄层色谱作组成分析

参照烷基三甲基季铵盐结构分析的相关内容。