相同离子类型表面活性剂的分离分析方法-非离子表面活性剂的分离分析方法

非离子表面活性剂一般可分为聚氧乙烯衍生物和多元醇单脂肪酸酯两大类。可以通过硫氰酸钴盐试验(见第八章第二节八)将它们分开。加入硫氰酸钴盐试剂，聚氧乙烯衍生物便产生蓝色或沉淀。聚氧乙烯衍生物这一类非离子表面活性剂，可以根据在酸性介质中稳定性差别来区分。

当大约2g试样在40ml盐酸溶液(10％)中煮沸lh后，如果存在脂肪酰胺聚氧乙烯加成物或者脂肪酸聚氧乙烯酯，则会浮出脂肪酸层。

聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯加成物和脂肪胺聚氧乙烯加成物则仍保持透明。

这一类非离子表面活性剂的进一步区分可见图1所示。   

图1聚氧乙烯非离子活性物的分离分析图

(a)可能和聚乙二醇脂肪酸醣相混；(b)可能和④⑥⑦相混；(c)可能和③④⑦相混。

多元醇单脂肪酸酯型非离子表面活性剂，可用油脂分析方法进行测定。将试样碱性水解成多元醇和脂肪酸。用乙醚．己烷萃取脂肪酸后，干燥之，测定其中和值、卤素值而判别之。

多元醇一般水溶性较大，所以可测定其羟值。。用干燥试样测定其红外光谱的方法也是容易的。失水山梨醇酪的红外光谱不够明确，因其本身是一混合物。蔗糖酯在碱性水解时分解成葡萄糖和果糖，可以使费林溶液或氨性硝酸银溶液显还原反应。

剖析工作主要包括两大部分。即样品的分离工作和鉴定工作。根据目前国内状况，组分的鉴定工作可以用红外光谱、核磁共振、原子吸收、色质联用等现代仪器来完成。如何将样品组分分离这是剖析工作的一大难题。有离子性表面活性剂存在的场合，一般可以按照上述离子交换树脂分离法分离。而非离子表面活性剂和非离子组分之间的相互分离是最难的，因为其组分之间的极性差异极小。因此，非离子表面活性剂的分离工作是未知产品剖析中最重要和最关键的工作。例如目前市场上供应的高档化纤油剂。一般很少含有离子性表面活性荆，虽然其组分相当复杂，一般包含平滑剂(植物油、矿物油、合成酯)、乳化剂、抗静电剂、抗氧化剂等。显然，非离子表面活性剂及非离子组分的分离工作已成为油剂剖析工作的大部，甚至全部。

编者近年来用硅胶柱层析分离了多种化纤油剂的非极性组分，均取得满意结果。

(一)材料和试剂

青岛细孔硅胶  筛孔尺寸75～53μm(200～270目)，使用前于105℃烘箱中活化5h。

氯仿。

乙醚-氯仿1:19。

乙醚-氯仿1:1。

丙酮-氯仿1:1。

甲醇-氯仿1:19。

甲醇-氯仿1:9。

甲醇-氯仿1:2。

甲醇-氯仿1:1。

乙醇   无水。

(二)设备

酸式滴定管(层析柱)  50ml，2支。

三角烧瓶(承接瓶)  50ml，60只。

(三)操作

先将层析柱洗净、烘干，于层析柱底部填入一层玻璃纤维或脱脂棉。称取15～20g已于105℃烘箱中活化5h的青岛细孔硅胶[74～53μm(200～270目)]，加人30ml氯仿，调成浆状物，填入柱中(填装硅胶和层析分离过程中都应保持硅胶不露出液面，防止气泡进入层析柱中，影响分离效果)，放出多余氯仿。用减量法精确称取l．5～2.0g试样，直接加入层析柱中(注意:样品应尽量加至硅胶层上，不能玷污在柱壁上)，打开层析柱下部旋塞，让样品慢慢进入柱中，然后按下列洗脱溶剂顺序依次洗脱:氯仿，乙醚一氯仿(1:19)，乙醚-氯仿(1:1)，丙酮-氯仿(1:19)，甲醇一氯仿(1:9)，甲醇-氯仿(1:2)，甲醇-氯仿(1:1)，乙醇。控制流速1滴／2s。流出液每lOml收集一次，直至层析柱上棕黄色样品环全部洗净。然后分别在水浴上赶去溶剂，烘干，称量。作样品的洗脱曲线图。用红外光谱鉴定各流出组分。合并相同组分，供结构分析用。

(四)结果

1．M．J．罗森采用l09硅胶[147～74μm(100～200目)]分离300mg样品，分离出最大组分为3040mg。由于化纤油剂组分复杂，分离出的单个组分量太少，无法做进一步的鉴定分析工作。编者采用l5～20g青岛细孔硅胶[74～53μm(200～270目)]可分离1500～2000mg样品，分离出最大组为500～600mg(图2).

图2 (日本)F-2196油剂非极性组分的洗脱曲线

青岛细孔硅胶(74～53μm):15g；装柱方式:湿法；进样:l．8868g；洗脱溶剂:氯仿80ml，

乙醚-氯仿(1:19)60ml，乙醚一氯仿(1:1)40ml，丙酮-氯仿(1:1)70ml，甲醇-氯仿(1:19)40ml，甲醇-氯仿(1:9)50ml，甲醇-氯仿(1:2)60ml。

2. 个别样品（德国Henkel公司的LW434H锦纶帘子线油剂的非极性组分)在硅胶层析柱上的洗脱速度太慢(已排除了柱的装填因素)。编者在20g硅胶中掺入5g无水硫酸钠，实践证明，由于元水硫酸钠的加入，大大加快了洗脱液流速，同时取得满意的分离效果，分离出l8个组分峰(图3)。

图3  (德国)LW432H油剂非极性组分的洗脱曲线

青岛细孔硅胶(74～53μm):20g+无水硫酸钠5g；装柱方式:湿法；进样:l．7875g；

洗脱溶剂:氯仿70ml，乙醚，氯仿(1:19)100ml，乙醚-氯仿(1:1):70ml，丙酮一氯仿(1:1):80ml，甲醇-氯仿(1:19)100ml，甲醇-氯仿(1:9)70ml，甲醇-氯仿(1:2)80ml，甲醇-氯仿(1:1)60ml，乙醇10ml。

将大颗粒青岛细孔硅胶磨成74～53μm(200～270目)的细颗粒较麻烦，而市场上供应的柱层析硅胶[175～150μm(80～100目)]太粗，薄板层析用硅胶H[53μm以上(270目以上)]又太细，均无法直接采用。根据编者实践，可将两者按比例混合，其比例可根据使装柱后流出液流速正常(1滴／2s)来确定。例如柱层析硅胶(175～150μm):薄板层析硅胶H(53μm以上)=4:1。

3．各溶剂的洗脱能力

氯仿  矿物油，脂肪酸酯(一元醇)，未反应物。

乙醚-氯仿(1:9)  植物油，脂肪醇，烷基酚，脂肪酸。

乙醚一氯仿(1:1)  低聚氧乙烯型(E0≤4)非离子表面活性剂和单硬脂酸甘油酯。

丙酮一氯仿(1:1)  中等程度聚氧乙烯型(E0≈10)非离子表面活性剂。

甲醇一氯仿(1:19)和甲醇．氯仿(1:9)高聚氧乙烯型(EO>10)非离性表面活性剂及聚乙二醇。

甲醇一氯仿(1:2)和甲醇-氯仿(1:1)甘油和大摩尔质量的聚乙二醇。

乙醇上述溶剂不能洗脱的物质，乙醇可全部洗脱。

上述溶剂系列基本上适用于油剂中非极性物质的分离要求，但根据样品组分的变化可作适当调整。每组溶剂的用量控制在30～100ml之间。编者发现，不管样品是无色的还是有色的，进入硅胶柱后，大部分都能形成一个色环(少数样品不能)。随着洗脱溶剂的流人，色环的一部分会随之逐步下移，当这种逐步下移的色环流出层析柱后，可更换另一种洗脱溶剂，因此各种洗脱溶剂的用量决定于实际操作。若上述混合溶剂系列都．用完，柱上仍留有色环，则可以选择极性更强一些的溶剂继续洗脱，若不想作更进一步的分离，可以用乙醇洗脱，则全部样品都会流出。若上述溶剂系列未全部用完，柱上色环已全部消失，则其余溶剂也不必再用。若进样后层析柱上没有形成色环，则只能规定每种混合溶剂采用一定量(例如80m1)，做一次预备试验，再根据流出曲线决定某种溶剂的用量，或者哪种溶剂是不需要的。