甜菜碱结构分析-N-烷基甜菜碱

N一烷基甜菜碱两性表面活性剂的结构式如下：

(一)定性试验

1．化学分析法

 (1)溴酚蓝试验(检测阳离子表面活性剂)  3g试样(换算成纯组分)加入水成100ml，取l滴这种溶液于试管中，加入5ml氯仿，5ml溴酚蓝乙醇溶液(1g/L)和lml稀盐酸，激烈振荡混合时，氯仿层呈黄色。这个方法用于阳离子性官能团的定性试验，两性表面活性剂在酸性中，和溴酚蓝阴离子结合，转移至氯仿层呈色。

(2)亚甲蓝试验(检测阴离子表面活性剂)  取1滴上述试样溶液，加入5m1亚甲蓝溶液(1g／L)，lmlNaOH(1g／L)和5ml氯仿，激烈振荡混合时，氯仿层呈蓝紫色，这是阴离子性官能团的定性试验，两性表面活性剂在碱性中和亚甲蓝阳离子结合，转移至氯仿层呈色。

(3)溴水试验  取lml上述试样溶液，加4ml水，在这种溶液中加入溴溶液(用溴饱和水)1．5ml时，生成黄色沉淀。加温这种溶液时，沉淀溶解，成为黄色溶液。这是判别甜菜碱类，丙氨酸类的两性表面活性剂的定性试验，这种试样的溴反应物呈黄色～橙黄色沉淀，加热时溶解成黄色液，而其他种试样生成白色～黄色沉淀，加热不溶解。

(4)氧化铝热分解试验(检测胺)  将试样在105℃下干燥4h，取0．5g干燥试样，加入lg氧化铝加热时，产生的气体使润滑的红色石蕊试纸变蓝。

2．IR光谱法

烷基二甲基胺醋酸基甜菜碱的IR光谱表示在图1中，由图1可见，在1640cm^-1和1600cm^-1是由于羧基离子的伸缩振荡引起的强吸收，而由N-H变角振动引起的弱吸收，除870cm^-1见到外，没有特别注目的吸收，是比较单纯的吸收。另外，烷基甜菜碱类的两性表面活性剂成为酸形的话，在1740 cm^-1出现由C=0伸缩振动引起的吸收和在1200 cm^-1由C—O伸缩振动引起的吸收，在1600 cm^-1和1640 cm^-1的吸收消失。

图1 硬脂基二甲基胺醋酸甜菜碱的红外光谱(石蜡糊法)

3．NMR光谱法

将试样在碱压下用低温干燥，用重水配成约100g／L溶液，分析结果表示于图2中。

图2中各信号的归属列于表1中。

图2硬脂基二甲基醋酸甜菜碱的核磁共振光谱

表1椰子烷基二甲基胺醋酸甜菜碱的核磁共振吸收光谱的解析

对N-烷基甜菜碱和具有类似构造的烷基甜菜碱的区别，由于它们的化学构造和性质非常相似，所以用通常的分析方法难以判别，但是，利用NMR光谱分析在图3的例子中可以看出是容易区别的。即和辛烷基甜菜碱的信号E(N@CHCOO@)比较，在N-烷基甜菜碱的信号E(N@CH2COO@)位移至低磁场，N一烷基甜菜碱中，相对N的a位的亚甲基(信号D)可以显现，然而更进一步明确地区别是用N--CH₃基的面积比(信号C和信号C ′)，根据这种关系，两者的区别成为可能。

图3辛烷基甜菜碱和N-辛烷基甜菜碱的核磁共振吸收光谱的比较

A—C-CH₃；B--(CH₂)₇；B′一(CH₂)₆；C——N(CH₃)₃；

C′一N(CH₃)₂；n—R—CH₂一N；E--NCHC00；E′一NCH₂COO

 (二)结构分析

薄层色谱作组成分析。

烷基甜菜碱和烷基二胺乙基甘氨酸两性表面活性剂的分离。

 (1)薄层的制备在100g硅胺G(含石膏约l3％)中边搅拌边加入220ml水，搅成浆状，用薄层涂布器作成0．3mm厚的薄层，经约30min风干后，在120℃活化约1h，保存在干燥器中。

(2)展开剂  醋酸乙酯一丙酮一氨水[c(NH₃)=14mol／L](62：28：10)混合溶剂。

(3)显色剂Dragendorff试剂和重铬酸钾一硫酸溶液。

Dragendorff试剂的配制  a混合0．85g次硝酸铋、lOOml醋酸和40ml水；b将8g碘化钾溶于20ml水中；c醋酸；d水。使用前按a：b：c：d=1：1：4：10(体积分数)混合。

重铬酸钾．硫酸溶液的配制  在200ml水和l00ml硫酸中溶解309重铬酸钾。要注意只能将硫酸缓慢注入水中，绝对不能将水注入硫酸中。

(4)操作  将试样配成50g/L乙醇溶液，有不溶物的场合可过滤。再在薄层上点样0．005ml，风干后，用醋酸乙酯．丙酮．氨水[c(NH₃)=14mol／L](62：28：10)展开溶剂中展开，自原点展开至约l5cm高。除去薄层上溶剂后，喷雾Dragendorff试剂，分离的各成分在黄色背景上显橙色斑点。或者喷雾重铬酸钾。硫酸溶液，分离的各成分在黄色背景上显蓝色斑点。

图4是薄层色谱分析实例。

图4各种两性表面活性剂的薄层色谱

1—烷基甜菜碱(R=椰子基)，市售品A；2—烷基甜菜碱(R=牛脂基)，市售品B；

3一烷基甜菜碱(R=C18)，市售品C；4一烷基二胺乙基甘氨酸(R=椰子基)，市售品A；

5一烷基二胺乙基甘氨酸(R=椰子基)，市售品B；