季铵盐结构分析-烷基咪唑啉盐

烷基咪唑啉盐中有下列两种代表性结构。

①2一烷基．l一(2一羟乙基)-甲基咪唑啉氯化物

②2-烷基，l-(2一羟乙基)-苄基咪唑啉氯化物

(一)定性试验

1．化学分析法

 (1)一氯醋酸热分解试验(检出N-β-羟乙胺)  取0．2g试样于试管中，加入0．2～0．3g一氯醋酸钠和l～1．5ml四乙二醇二咩醚(tetraethyleneglycoldimethylether)充分振荡混合，在5min内煮沸分解，将放出的气体用玻璃导管通入另一检验液试管中．检验液呈蓝色，检验液是lml水，2滴亚硝盏铁氰化钠溶液(溶解20g Na₂Fe(CN)₅N0.2H₂0于5ml水中，用450ml甲醇稀释)和1滴乙醇胺的混合液。

R₂NCH₂CH₂0H+C1CH₂COONa→

R₂N⁺(CH₂CH₂0H)CH₂C00^-+NaCl

R₂N⁺(CH₂CH₂0H)CH₂C00^-→

R₂N⁺HCH₂C00^-+CH₃CH0↑

CH₃CHO+[Fe(CN)₅NO]^2-+R₂NH→

(2)季铵盐检出试验  参照烷基三甲基季铵盐定性试验的溴酚蓝试验、硝酸银试验和铁氰化钾试验。对于2-烷基-l-(2-羟乙基)-苄基咪唑啉氯化物，除上述定性方法外，还可参照烷基二甲基苄基季铵盐的定性试验方法。

2．红外光谱检定

2-烷基-l-(2-羟乙基)-甲基咪唑啉氯化物的IR光谱表示在图1中。

图1 2-烷基-l-(2-羟乙基)-甲基咪唑啉氯化物的红外光谱(熔融法)

图1中在1600cm^-1处尖锐的吸收是由咪唑啉环的C=N伸缩振动引起的。在3333 cm^-1和1064 cm^-1处的比较强吸收是由羟乙基的O-H伸缩振动和C—O伸缩振动(伯OH)引起的。在862 cm^-1处的吸收，大概是由咪唑啉环引起的。在720 cm^-1处吸收是由亚甲基链引起的。另外，这类阳离子表面活性剂在反应过程中生成酰胺化合物和酯化合物的副产物。因而，根据图谱可以预想它们的存在，也就是说，在1660 cm^-1附近由咪唑啉环(C—N)吸收信号，推想是由于酰胺的C—O伸缩振动，还有在1563 cm^-1的吸收推定是由于仲酰胺的N—H变角振动引起的。酯化合物在1725 cm^-1处出现弱吸收，从以上这些可推测出有仲酰胺化合物和酯化合物的副产物。

(二)结构分析

气相色谱分析亲油基

①原理  将试样用KOH的含水乙醇溶液皂化以后，用盐酸分解，将得到脂肪酸制备成甲酯的形式作气相色谱分析，求出烷基链长分布。

②装置

    层析柱  内径0．2～0．5cm，长度2～3m的不锈钢管、铜管、铝管或玻璃管。担体250～175μm或175～150μm的硅藻土型担体[例如：ChromosorbW、umiprrtB]。固定液为聚乙二醇琥珀酸酯(EGS)或者聚二乙二醇琥珀酸酯(DEGS)，涂布量l00～200g／kg，恒温170～210℃。

气相色谱仪、气体、注射器等按照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法的相关内容。烧瓶200ml平底烧瓶或三角烧瓶。回流冷凝器。

分液漏斗200ml。

③试剂  KOH溶液(200g／L)、95％乙醇、盐酸、石油醚(30～60℃)、无水硫酸钠、硫酸一甲醇溶液(在230ml甲醇中小心地加入2ml浓硫酸)。

④试样的前处理  将3g试样和25mlKOH溶液(200g／L)与25m195％乙醇一起，装上回流冷凝器加热8h，冷却后，用25ml水和25ml乙醇稀释，用盐酸使呈酸性，每次用50ml石油醚萃取3次，合并萃取物，每次用30ml水洗至洗液呈中性。石油醚用无水硫酸钠脱水以后，蒸馏除去石油醚。在新得到的脂肪酸中加入60ml硫酸甲醇溶液：装上回流冷凝器沸腾lh，冷却后，移入分液漏斗中，加入l00ml水后，每次用50ml石油醚萃取2次，合并萃取液，每次用20ml水洗至洗液呈中性，石油醚溶液用无水硫酸钠脱水以后，在水浴上，在氮气流下蒸馏除去溶剂。

⑤操作设定层析温度为l70～210℃，汽化温度比层析温度高50℃，检测温度比层析温度高30～50℃，再以下则按照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法的气相色谱操作步骤。

定性和定量按照烷基三甲基季铵盐结构分析中热分解法的气相色谱定性和定量方法。

图2是分析实例。

图2烷基咪唑啉盐的烷基链长分析