红外光谱法及其实例介绍

红外光谱法
1. 试样的准备
是整个光谱测定中极其重要的一步，因由杂质而引起的光谱吸收可以掩盖表面活性剂官能团的光谱吸收，或者导致吸收带的错误分布。

①试样中的无机盐、未转化的碱性物质、非表面活性剂物质、溶剂、水分（3300cm-1 1640cm-1）要设法去除
②阴、阳离子和两性表面活性剂中含有金属、卤素反离子可能干扰分析，用离子交换树脂除去
③阳离子表面活性剂中存在硫酸二甲酯或硫酸二乙酯或短链羧酸阴离子应尽量除去，否则会大大增大分析工作的复杂性
④反离子可以从离子交换树脂柱上洗脱，并进行分析。

⑤混合活性物体系可用离子交换法进行分离
注：在某些情况下(特别是在分子中可能存在羧酸时)，可以分别获得在酸性和碱性pH下试样的红外光谱图。

表面活性剂水溶液的pH用NaOH或HCl调节至适当值，将水分蒸发干，残渣在50℃真空烘箱中细心地干燥以后再用于分析。

2. 操作步骤
如果试样不是低熔点固体，最好用KBr压片法测定。

将1份经仔细碾碎了的试样与大约20份碾碎了的KBr混合(在碾磨时，可以加几点氯仿，以保证内部混合均匀)。

如果试样是液体，则制成薄膜
3. 光谱解析
要从红外谱图中获得被测物的准确分子结构，还必须与标准物质或标准红外谱图进行对照。

(1) 肥皂
肥皂在1568cm-1呈特征吸收。

近羧基的碳链上引入吸电性基团，则特征吸收移向高波数。

由羧酸盐水解为羧酸时，此吸收消失，而出现1710cm-1吸收。

硬脂酸钠（KBr法）
（2）磺酸盐和硫酸(酯)盐
十四烷基硫酸盐（KBr法）
链烷磺酸钠（KBr法）
月桂基聚氧乙烯醚（3EO)硫酸钠（液膜法）
烷基硫酸酯(AS)以1245cm-1、1220cm-1的强吸收，1085cm-1和835cm-1的吸收为特征。

AES（月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠）：除1220cm-1附近吸收外，在1120cm-1附近有宽吸收，随着环氧乙烷(EO)加合数增加，1120cm-1吸收带增强。

壬基酚聚氧乙烯醚（5EO)硫酸钠（液膜法）
支链和直链烷基苯磺酸
除1180cm-1的强而宽的吸收外，还有1600cm-1、1500cm-1和900-700cm-1的芳香环吸收，1135cm-1和1045cm-1的-SO3吸收为特征
支链烷基苯磺酸钠（KBr法）
直链烷基苯磺酸钠（KBr法）
支链烷基苯磺酸钠（KBr法）
琥珀酸乙基己基二酯-2＇-磺酸钠（KBr法）
C18-α-烯基磺酸钠（KBr法）
(3) 磷酸(酯)盐
烷基磷酸(酯)盐有1290~1235cm-1和1050~970cm-1 (主要在1030~1010cm-1）(p-o-c)两处宽而强的吸收。

一般后者也有裂分为两个强峰的场合。

比较其吸收带的位置和强度，可以和磺酸盐、硫酸盐区别出来。

二丁基-2-羟基十四烷基磷酸三酯盐（液膜法）
(4) 伯、仲、叔胺
伯胺在3340-3180cm-1有中等程度的吸收，在1640-1588cm-1有弱吸收。

仲胺在上述范围内的吸收都很弱或者不出现，其他吸收和烷烃类似。

叔胺在红外区得不到有效的情报。

十八烷基胺（液膜法）
二硬脂基胺（液膜法）
二烷醇胺的红外吸收光谱和伯醇类似，将其转变成盐酸盐，则在2700-2315cm-1
出现缔合的N+H 基的强吸收。

一般将胺转变成盐酸盐,其吸收增强。

（5） 季铵盐 双烷基二甲基型: 除1470cm -1和720cm -1的尖锐吸收外、在2900cm -1前后有强吸收
双硬脂基二甲基氯化铵（KBr 法）
十六烷基三甲基氯化铵（KBr 法）
硬脂基二乙醇胺（医药用润滑油法）
硬脂基二乙醇胺盐酸盐（医药用润滑油法）
十六烷基二甲基苄基氯化铵（液膜法）
十六烷基吡啶氯化物（K B r法）
（6）聚氧乙烯型
特征：在1120-1110cm-1具有最大的宽阔而强的吸收。

这种吸收的强度随着EO数的增加而增强。

醇的环氧乙烷加成物：除上述吸收外再没有其他特征吸收烷基酚的环氧乙烷加成物：还会呈现1600-1580cm-1和1500cm-1的苯核吸收，取代苯在900-700cm-1呈现吸收，因此可以和前者区别开来。

月桂基聚氧乙烯醚（6E O)（液膜法）
壬基酚聚氧乙烯醚（9E O)（液膜法）
壬基酚聚氧乙烯醚（9E O)（液膜法）
聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物（液膜法）
（7）脂肪酰烷醇胺
吸收特征：在1640cm-1前后的酰胺吸收带和1050cm-1的C-OH强的吸收带。

单乙醇酰胺具有1540cm-1的单取代酰胺的强吸收。

月桂酸单乙醇酰胺（K B r法）
月桂酸二乙醇酰胺（液膜法）
两性表面活性剂随着pH的变化而变成酸型或盐型，根据红外光谱可以了解其相应构造。

(8) 甜菜碱
甜菜碱是在分子中具有酸性基团的季铵盐化合物。

酸型在1740cm-1和1200cm-1呈吸收。

盐型上述吸收消失，而出现1640-1600cm-1的吸收:（CH3)3N-的特征吸收是960cm-1
（9）氨基酸
氨基酸的酸型特征: 1725cm-1,1200cm-1和弱的1588cm-1的吸收。

在碱性条件下转变成盐型，则1725cm-1、1200cm-1的吸收消失，出现1610-1550cm-1和1400cm-1的coo-吸收。

对于两性离子，1400cm-1的吸收发生转移和-CH3的1380cm-1吸收重叠。

这种现象是以两性离子存在的一切氨基酸的特征。

β-月桂胺丙酸钠（KBr法）
硬脂基二甲胺醋酸（医药用润滑油法）硬脂基二甲胺醋酸钠（医药用润滑油法）。