Bột Tetrabutylammonium Bromide CAS 1643-19-2

Bột Tetrabutylamoni bromua, còn được gọi là tetrabutylammonium bromide, là một loại muối hữu cơ, CAS 1643-19-2, Công thức phân tử là C16H36BrN. Sản phẩm nguyên chất là tinh thể hoặc bột màu trắng, có độ nhớt, mùi đặc biệt, ổn định tốt ở nhiệt độ và áp suất phòng. Dễ hòa tan trong nước, etanol, ete và axeton, ít tan trong benzen. Độc, thường được sử dụng làm chất trung gian trong tổng hợp hữu cơ, chất xúc tác chuyển pha và thuốc thử cặp ion. Nó được sử dụng để tổng hợp các chất trung gian dược phẩm như benzyltriethylammonium clorua, ethyl cinnamate, pseudoionone, v.v., cũng như để tổng hợp các loại thuốc hữu cơ như thuốc chống nhiễm trùng như bamacillin và sultamicillin. Nó cũng được sử dụng làm chất xúc tác trong quá trình tổng hợp các loại thuốc được liệt kê như thuốc chống tiểu đường dagelin với cơ chế hoạt động mới. Ngoài ra, nó không chỉ có thể được sử dụng như một chất chuyển pha để tổng hợp tiopronin, một chất cải thiện chức năng gan và thuốc giải độc trao đổi chất, mà còn có thể được sử dụng như một tác nhân brom để tham gia vào quá trình tổng hợp chất đảo ngược thuốc giãn cơ, Shugenglucuronium.

Tetrabutylammonium bromide (TBAB), là một hợp chất muối amoni bậc bốn quan trọng, đã cho thấy giá trị ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như tổng hợp hóa học, sản xuất dược phẩm, bảo vệ môi trường, điện hóa và khoa học vật liệu nhờ cấu trúc hóa học độc đáo của nó (công thức phân tử C ₁₆ H ∝₆ BrN) và các tính chất vật lý (tinh thể trắng, dễ hòa tan trong nước và dung môi hữu cơ, tính dễ chảy).

Vai trò cốt lõi của xúc tác và chất trung gian trong lĩnh vực tổng hợp hóa học

 

1. Chất xúc tác chuyển pha (PTC)
Cách sử dụng cổ điển nhất là làm chất xúc tác chuyển pha, dùng để thúc đẩy quá trình chuyển và phản ứng của các chất trong-hệ thống phản ứng hai pha (chẳng hạn như pha hữu cơ trong nước). Cơ chế hoạt động là cation amoni bậc bốn (C ₄ H ₉) ₄ N ⁺) có thể kết hợp với các anion trong pha nước (như OH ⁻, Br ⁻) để tạo thành các cặp ion và chuyển sang pha hữu cơ, từ đó phá vỡ trạng thái tách pha của các chất phản ứng trong các dung môi khác nhau và cải thiện đáng kể tốc độ và hiệu suất phản ứng.
Các trường hợp ứng dụng điển hình:
Tổng hợp xeton giả tím:Bột Tetrabutylamoni bromualàm chất xúc tác có thể thúc đẩy phản ứng ngưng tụ của citral và axeton trong quá trình tổng hợp xeton giả tím, với hiệu suất tăng hơn 85%, cao hơn nhiều so với 60% của quy trình truyền thống.

 

Khử carboxyl và brom hóa axit cinnamic: TBAB được kết hợp với axit 2-iodoylbenzoic (IBX) để đạt được quá trình khử carboxyl và brom hóa hiệu quả axit cinnamic trong dung môi hỗn hợp acetonitril và nước, với hiệu suất 92% và điều kiện phản ứng nhẹ (60 độ, áp suất khí quyển).
Tổng hợp thuốc chống nhiễm trùng: TBAB được sử dụng để xúc tác quá trình tổng hợp - kháng sinh lactam như ampicillin và sultamicillin, bằng cách thúc đẩy sự hình thành liên kết nitơ carbon, rút ​​ngắn thời gian phản ứng và cải thiện độ tinh khiết của sản phẩm.

2. Phản ứng alkyl hóa và acyl hóa
Cấu trúc muối amoni bậc bốn của TBAB làm cho nó trở thành chất xúc tác lý tưởng cho các phản ứng alkyl hóa và acyl hóa. Ví dụ:
Phản ứng kiềm hóa N-: Tetrabutylammonium bromide có thể xúc tác cho phản ứng N-alkyl hóa 3-indole với bromoalkane để tạo ra dẫn xuất N-alkylindole, có giá trị quan trọng trong tổng hợp thuốc.

 

Alkyl hóa enolate: TBAB phản ứng với enolate tạo thành các sản phẩm alkyl hóa ổn định, được sử dụng để tổng hợp các hợp chất steroid và các sản phẩm tự nhiên.

3. Quy trình hóa học xanh
Với các quy định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt, TBAB rất được ưa chuộng trong hóa học xanh do độc tính thấp, độ tinh khiết cao và khả năng tái chế. Ví dụ:
Phản ứng brom hóa không dung môi: Bằng cách đưa hơi brom vào chất rắn TBAB, tributylammonium bromide (TBABr ∝) có thể được tổng hợp trực tiếp với hiệu suất 84%, tránh được hiện tượng ô nhiễm bay hơi của brom trong các quy trình brom hóa truyền thống.
Tổng hợp bằng phương pháp trao đổi ion: sử dụng nhựa trao đổi anion bazơ mạnh dạng gel thay thế Br ⁻ trong dung dịch TBAB bằng OH ⁻ để tạo ra tetrabutylamoni hydroxit (TBAOH). Nhựa có thể tái tạo và tái chế, giảm đáng kể chi phí sản xuất.

Đóng góp kép của tổng hợp kháng khuẩn và thuốc trong lĩnh vực sản xuất dược phẩm

 

1. Nguyên liệu làm thuốc kháng khuẩn
Bản thân TBAB có khả năng diệt khuẩn mạnh và có thể được sử dụng trực tiếp để điều chế chất khử trùng kháng khuẩn. Cơ chế hoạt động của nó là phá hủy tính thấm của màng tế bào vi khuẩn, dẫn đến rò rỉ các chất trong tế bào, từ đó tiêu diệt vi khuẩn, nấm và vi rút.
Kịch bản ứng dụng:
Khử trùng cơ sở y tế: Dung dịch TBAB được sử dụng để khử trùng dụng cụ phẫu thuật và môi trường phòng bệnh, tiêu diệt hiệu quả-vi khuẩn kháng thuốc chẳng hạn như Staphylococcus vàng kháng methicillin-(MRSA).
Khử trùng nhà máy chế biến thực phẩm: TBAB, như một loại thuốc diệt nấm không có dư lượng, được sử dụng để làm sạch thiết bị chế biến thịt và sữa để đảm bảo an toàn thực phẩm.

2. Chất trung gian tổng hợp thuốc
TBAB đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp thuốc, đặc biệt trong lĩnh vực dược phẩm sinh học và dược phẩm hóa học

 

Tổng hợp daggligin: TBAB xúc tác quá trình chuyển đổi deoxynucleophilic và electrophilic của amide để tạo ra - chất trung gian aminophosphonate, cung cấp một bước quan trọng cho quá trình tổng hợp daggligin, một loại thuốc chống tiểu đường mới.
Phát triển thuốc điều trị bệnh tiểu đường: TBAB được sử dụng để xúc tác hình thành liên kết nitơ carbon và liên kết oxy carbon, đồng thời thúc đẩy phát triển các loại thuốc hạ đường huyết mới.
3. Thuốc diệt nấm và thuốc trừ sâu nông nghiệp
TBAB được sử dụng trong nông nghiệp để ngăn ngừa và kiểm soát dịch bệnh và sâu bệnh trên cây trồng, đồng thời bảo vệ cây trồng phát triển khỏe mạnh.
Thuốc diệt nấm: Dung dịch TBAB phun lên bề mặt lá có tác dụng ức chế sự nảy mầm của bào tử nấm, phòng, chống bệnh đạo ôn, bệnh phấn trắng lúa mì,...
Thuốc trừ sâu: TBAB được kết hợp với các hợp chất pyrethroid để tăng cường độc tính tiếp xúc và dạ dày chống lại sâu bệnh và giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu.

Ứng dụng sáng tạo xử lý nước, khắc phục ô nhiễm trong lĩnh vực bảo vệ môi trường

 

1. Hấp phụ và kết tủa các ion kim loại nặng
TBAB loại bỏ các ion kim loại nặng (như Pb 2 ⁺, Cd 2 ⁺, Hg 2 ⁺) khỏi nước thải thông qua quá trình chelat hóa, tạo thành kết tủa oxalat hoặc hydroxit không hòa tan:
Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm: TBAB có hiệu suất xử lý trên 95% đối với nước thải chứa chì (nồng độ ban đầu 100mg/L), nồng độ chì đầu ra dưới 0,1mg/L (tuân thủ Tiêu chuẩn xả nước thải tổng hợp).
Ứng dụng công nghiệp: TBAB được kết hợp với polyacrylamide để tăng kích thước hạt của các hạt trầm tích, đẩy nhanh tốc độ lắng và giảm chi phí xử lý nước thải.

2. Phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ
TBAB, như một chất phụ gia điện phân, thúc đẩy sự phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong các phương pháp oxy hóa điện hóa

 

Xử lý nước thải thuốc nhuộm: Hệ thống điện phân TBAB Na ₂ SO ₄ có thể phân hủy thuốc nhuộm azo (như metyl da cam) một cách hiệu quả, với tỷ lệ loại bỏ COD trên 90%.
Loại bỏ dư lượng thuốc trừ sâu: TBAB xúc tác các phản ứng khử điện hóa để chuyển hóa thuốc trừ sâu phốt pho hữu cơ (chẳng hạn như dichlorvos) thành các sản phẩm không{0}}độc hại, giảm ô nhiễm đất và nước.
3. Xử lý đất và điều hòa ion canxi
Trong việc cải tạo đất nhiễm mặn kiềm, TBAB chelat hóa Ca ² ⁺ trong đất, làm giảm hàm lượng canxi trao đổi và làm suy yếu tác dụng phá hủy của các ion natri đối với cấu trúc đất:
Thí nghiệm đồng ruộng: Sau khi bón TBAB, giá trị pH của đất giảm 0,5-1,0 đơn vị và tỷ lệ nảy mầm của cây trồng tăng 15% -20%.
Nghiên cứu cơ chế: TBAB tạo thành phức chất hòa tan với Ca 2⁺, làm giảm khả năng hấp phụ của ion canxi trên bề mặt hạt đất và thúc đẩy quá trình lọc ion natri.

Khoa học điện hóa và vật liệu: Chuẩn bị và tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu chức năng

 

1. Phụ gia điện giải
TBAB, như một chất phụ gia điện phân, có thể cải thiện hiệu suất điện hóa của pin và tụ điện
Pin Li-ion:Bột Tetrabutylamoni bromuađược thêm vào chất điện phân có thể ức chế sự phát triển dendrite lithium và kéo dài tuổi thọ của pin.
Siêu tụ điện: Hệ thống điện phân dung môi hữu cơ TBAB cải thiện mật độ năng lượng của tụ điện hai lớp, với mật độ công suất lên tới 10kW/kg.
2. Chế tạo vật liệu nano
TBAB được sử dụng trong công nghệ nano và khoa học bề mặt để điều chế vật liệu nanocompozit có tính dẫn điện cao và ổn định:
Tổng hợp chấm lượng tử: TBAB hoạt động như một phối tử bề mặt để ổn định các chấm lượng tử CdSe, ngăn chặn sự kết tụ và cải thiện hiệu suất lượng tử huỳnh quang.

 

Biến đổi graphene: TBAB biến đổi bề mặt của graphene thông qua các tương tác π - π, tăng cường liên kết bề mặt của nó với các polyme và cải thiện tính chất cơ học của vật liệu composite.

3. Chất hoạt động bề mặt và chất nhũ hóa
Cấu trúc muối amoni bậc bốn của TBAB làm cho nó trở thành chất hoạt động bề mặt tuyệt vời để sử dụng trong chất tẩy rửa, chất chống{0}}tĩnh điện và các lĩnh vực khác
Công thức tẩy rửa: TBAB làm giảm sức căng bề mặt của nước, tăng cường khả năng loại bỏ vết bẩn và có tác dụng diệt khuẩn.
Lớp phủ chống tĩnh điện: TBAB được kết hợp với rượu polyvinyl để tạo ra một lớp màng chống tĩnh điện trong suốt-cho bao bì linh kiện điện tử.

Các lĩnh vực ứng dụng sáng tạo khác

 

1. Ngành nhuộm và bột màu
TBAB được sử dụng để sản xuất thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm xanthene, thuốc nhuộm anthraquinone, v.v. và đóng vai trò là chất phát triển, chất gắn màu len và chất tạo màu da:
Tổng hợp thuốc nhuộm: TBAB xúc tác phản ứng diazot hóa để tạo ra thuốc nhuộm azo có độ tinh khiết cao-với độ bền màu ở mức 4-5.
Nhuộm da: TBAB tạo phức với các ion kim loại để tăng khả năng hấp phụ của thuốc nhuộm trên sợi da, mang lại màu sắc đồng đều và đầy đủ.
2. Thuốc thử hóa học phân tích
TBAB, như một thuốc thử cặp ion và thuốc thử phân tích phân cực, được sử dụng để phân tách sắc ký và phát hiện điện hóa:

 

Sắc ký cặp ion: TBAB tạo thành các cặp ion trung tính với chất phân tích có tính axit hoặc kiềm, cải thiện thời gian lưu sắc ký và hiệu quả tách.

Phân tích cực phổ: TBAB đóng vai trò là chất điện phân hỗ trợ để loại bỏ ảnh hưởng của các ion gây nhiễu và đạt được khả năng phát hiện độ nhạy cao đối với các ion kim loại.
3. Chất chống thấm giấy
TBAB được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy nhằm nâng cao khả năng chống nước và độ bền cơ học của giấy
Quá trình phủ: TBAB được kết hợp với chất kết dính nhựa thông tạo thành lớp phủ chống thấm, làm giảm độ hút nước của giấy xuống dưới 5%.
Hiệu quả ứng dụng keo: TBAB thúc đẩy sự phân bố đồng đều keo nhựa thông trên bề mặt sợi, tăng cường độ bền kéo và độ bền uốn của giấy.

Phương pháp chuẩn bị củabột tetrabutylammonium bromide:

N (tri-n-butylamine): n (1-bromobutane)=1.0:1.1, dung môi phản ứng etyl axetat 20 mL, thêm vào nồi hấp, thay không khí trong nồi hấp bằng nitơ ba lần và đổ đầy nitơ cho đến khi áp suất trong nồi hấp là 4 MPa, đun nóng đến 100 độ trong bể dầu và thời gian phản ứng là 14 giờ.

Sản phẩm được chưng cất chân không để thu hồi etyl axetat và 1-bromobutan, đồng thời thêm hỗn hợp ete dầu mỏ và 1-bromobutan để phân tán sản phẩm sau khi chưng cất. Hỗn hợp ete dầu mỏ và 1-bromobutan có tỷ lệ khối lượng 1,0:1,3 được thêm vào ba lần, sau đó rửa và lọc. Đưa vật liệu rắn đã lọc vào tủ sấy chân không để sấy khô đến khối lượng không đổi, sau đó thu được sản phẩm với hiệu suất khoảng 83,93% và độ tinh khiết khoảng 98,96%.

Cơ chế phản ứng:

Phản ứng tổng hợp TBAB dường như là phản ứng thứ cấp và phản ứng có thể là phản ứng SN2. Tributylamine có một cặp electron đơn độc, hoạt động như một thuốc thử nucleophilic để tấn công 1-bromobutane. Khi thuốc thử nucleophilic dần dần hình thành liên kết mới với nguyên tử carbon bão hòa của bromobutane, nhóm Br rời dần dần bị đẩy ra khỏi nguyên tử carbon bão hòa để tạo thành chất hoạt hóa và sau đó chuyển thành sản phẩm. Do sản xuất chất hoạt hóa nên bậc của quá trình tăng lên nên △ S0<0. The activation energy of the whole reaction is large. Increasing the reaction temperature can help the reaction to proceed faster.

Tetrabutylammonium bromide Tính chất hóa học:

Năm 1951, Buckles và những người khác đã điều chế TBABr3 bằng cách hòa tan tetrabutylamoni bromua trong dung dịch cacbon tetraclorua brôm. Phản ứng có thể hoàn thành trong thời gian ngắn với hiệu suất 91%. TBABr3 cũng có thể thu được bằng cách cho hơi brom đi qua chất rắn tetrabutylammonium bromide không có dung môi và cho hơi nước tiếp xúc với chất rắn trong vài giờ, với hiệu suất là 84%.

Năm 1987, Kajigaeshi và cộng sự. hòa tan tetrabutylammonium bromide trong dung dịch natri bromate và thêm axit hydrobromic vào dung dịch để điều chế TBABr3 với hiệu suất 95%, thuận tiện hơn khi vận hành và tránh sử dụng brom đơn giản.

Cân một lượng muối amoni bậc bốn nhất định cho vào bình phản ứng, thêm một lượng nước và oxit bạc nhất định, sau đó khuấy trong 1 giờ ngay sau đó. Lấy mẫu để ly tâm và kiểm tra xem phần nổi phía trên có còn chứa ion halogen hay không. Nếu vẫn còn chứa ion halogen thì thêm bạc oxit cho đến khi không còn ion halogen. Lọc dung dịch phản ứng và pha ngược lại là dung dịch nước của bazơ amoni bậc bốn. Để ngăn chặn bazơ amoni bậc bốn trong dung dịch bị oxy hóa bởi carbon dioxide trong không khí, cần phải tiến hành lọc trong nitơ.

Trộn dung dịch metanol của tetrabutylamoni bromua với dung dịch metanol của kali hydroxit và phản ứng trong 0,5 giờ. Hỗn hợp thu được sau phản ứng được lọc và một phần metanol khan làm dung môi được loại bỏ bằng cách chưng cất trong khí quyển. Sau đó, thêm nước tinh khiết và tiếp tục chưng cất trong khí quyển để loại bỏ metanol và trin-butylamine sinh ra do quá trình phân hủy vi mô. Cuối cùng, chất cô đặc thu được được chuyển đến thiết bị kết tinh, làm nguội, kết tinh và lọc dưới sự bảo vệ của thiết bị hấp thụ vôi sống. Sản phẩm sau lọc được sấy khô trong tủ sấy chân không ở nhiệt độ 80 độ để thu được sản phẩm tinh thể màu trắng.

Nhựa trao đổi anion cơ bản mạnh loại gel 201 × 4. Sau khi xử lý trước, nó được nạp vào cột và một nồng độ nhất định của dung dịch tetrabutylammonium bromide được chuẩn bị để trao đổi ion để thu được dung dịch nước tetrabutylammonium hydroxit. Nhựa trao đổi ion được tái sinh bằng dung dịch NaOH và tái chế. Ion trao đổi OH - do nhóm chức nhựa mang theo được sử dụng để trao đổi ion với dung dịch tetrabutylammonium bromide, Br - được hấp phụ trên nhựa và OH - đi vào dung dịch.

Tetrabutylammonium bromide bị phân hủy thành tributylamine 52% và 92% trong dung dịch nước NaOH đậm đặc ở 60 hoặc 100 độ sau 7 giờ.

Trong sắc ký khí, nhiệt độ tối thiểu để phân hủy hoàn toàn tetrabutylammonium bromide thành muối trong dung dịch nước là 300 độ.

Sự kết hợp của axit 2-iodoylbenzoic (IBX) và tetrabutylammonium bromide có thể được sử dụng để khử carboxyl và brom hóa axit cinnamic. Một số halogenua kim loại và các chất xúc tác chuyển pha khác có thể được sử dụng làm thuốc thử halogen hóa. Acetonitril - nước (2:1, v/v) là hệ dung môi tốt nhất. Trong điều kiện hấp thụ điện tử mạnh, có thể thu được năng suất tốt hơn.

Trong điều kiện đun nóng, quá trình N{0}}alkyl hóa indole có thể diễn ra giữa tetrabutylammonium bromide và 3-indole.

Tetrabutylammonium bromide có thể phản ứng với enolate để tạo thành sản phẩm alkyl hóa.

Phương pháp thử nghiệm:
1. Chuẩn độ:
Cân chính xác khoảng 1,0 g mẫu, hòa tan vào bình nón 250 mL và thêm 50 mL nước. Thêm 0,05 g natri bicarbonate và 0,2 ml dung dịch thuốc thử eosin. Chuẩn độ bằng dung dịch bạc nitrat 0,1 g/L cho đến khi mất màu lần đầu tiên. 1 mL dung dịch bạc nitrat 0,1 g/L tương đương với 0,03224 g tetrabutylammonium bromide.
Hàm lượng TBAB (%)=thể tích dung dịch chuẩn đã tiêu thụ (mL) × 0,03224 ữ 1 g (trọng lượng mẫu) × 100%
2. Cực đồ:
Cathode: điện cực thủy ngân nhỏ giọt
Cực dương: Dây Pt
Chuẩn bị dung dịch 1,0 M (32,24 g tetrabutylammonium bromide trong 100 mL nước) và thêm 0,2 mL dung dịch 1,0 Mbột tetrabutylammonium bromide. Khử oxy bằng nitơ-có độ tinh khiết cao cho đến khi đạt đến dòng điện nền tối thiểu (khoảng 5 phút). Bằng cách sử dụng điều kiện biên độ điều chế là 50 mV với mức giảm 1 s, phạm vi quét là từ - 1.2 đến - 2.6 V với độ nhạy 0,5 µA ở 0,01 V/s. Nếu quan sát thấy dòng điện lớn hơn 0,05 µA thì có nghĩa là vật liệu đáp ứng yêu cầu không có tạp chất.

Chú phổ biến: bột tetrabutylammonium bromide cas 1643-19-2, nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà máy, bán buôn, mua, giá, số lượng lớn, để bán