Tetrabutilamonio bromido milteliai CAS 1643-19-2

Tetrabutilamonio bromido milteliai, taip pat žinomas kaip tetrabutilamonio bromidas, yra organinė druska, CAS 1643-19-2, molekulinė formulė yra C16H36BrN. Gryni produktai yra balti kristalai arba milteliai, turintys purumą, ypatingą kvapą ir gerą stabilumą kambario temperatūroje ir slėgyje. Lengvai tirpsta vandenyje, etanolyje, eteryje ir acetone, šiek tiek tirpsta benzene. Toksiškas, dažniausiai naudojamas kaip tarpinis organinės sintezės produktas, fazių perdavimo katalizatorius ir jonų porų reagentas. Jis naudojamas tarpinių farmacinių produktų, tokių kaip benziltrietilamonio chloridas, etilcinamatas, pseudoiononas ir kt., sintezei, taip pat organinių vaistų, tokių kaip antiinfekciniai vaistai, tokie kaip bamacilinas ir sultamicilinas, sintezei. Jis taip pat naudojamas kaip katalizatorius sintezuojant išvardytus vaistus, tokius kaip vaistas nuo diabeto dagelinas su nauju veikimo mechanizmu. Be to, jis gali būti naudojamas ne tik kaip fazės pernešimo agentas tioproninui sintetinti, kepenų funkcijos gerinimui ir metaboliniam priešnuodžiui, bet ir kaip bromo agentas dalyvaujant raumenis atpalaiduojančio agento Shugenglucuronium sintezėje.

Tetrabutilamonio bromidas (TBAB), kaip svarbus ketvirtinės amonio druskos junginys, buvo plačiai pritaikomas įvairiose srityse, tokiose kaip cheminė sintezė, farmacijos gamyba, aplinkos apsauga, elektrochemija ir medžiagų mokslas dėl savo unikalios cheminės struktūros (molekulinės formulės C₁₆ H∝₆ BrN) ir fizinių savybių (lengvo tirpumo organiniuose kristaluose, vandenyje).

Pagrindinis katalizės ir tarpinių produktų vaidmuo cheminės sintezės srityje

 

1. Fazės perdavimo katalizatorius (PTC)
Klasikinis naudojimas yra kaip fazių perdavimo katalizatorius, naudojamas medžiagų perkėlimui ir reakcijai skatinti dvifazėse reakcijų sistemose (pvz., vandens organinėse fazėse). Veikimo mechanizmas yra toks, kad ketvirtinis amonio katijonas (C4H₉)₄N⁺) gali jungtis su anijonais vandeninėje fazėje (pvz., OH⁻, Br⁻), sudarydamas jonų poras ir perkeldamas į organinę fazę, taip suardydamas fazių atskyrimo būseną ir žymiai pagerindamas reagentų fazių atskyrimo būseną ir skirtingą tirpiklio išeigą.
Tipiški taikymo atvejai:
Pseudo violetinė ketonų sintezė:Tetrabutilamonio bromido milteliaikaip katalizatorius gali paskatinti citralio ir acetono kondensacijos reakciją pseudovioleto ketono sintezėje, o išeiga padidėja daugiau nei 85 %, kur kas didesnė nei tradicinio proceso 60 %.

 

Cinamo rūgšties dekarboksilinimas ir brominimas: TBAB derinamas su 2-jodoilbenzenkarboksirūgštimi (IBX), kad būtų pasiektas efektyvus cinamono rūgšties dekarboksilinimas ir brominimas mišriame acetonitrilo ir vandens tirpiklyje su 92% išeiga ir švelniomis reakcijos sąlygomis (60 laipsnių, atmosferos slėgis).
Antiinfekcinių vaistų sintezė: TBAB naudojamas - laktaminių antibiotikų, tokių kaip ampicilinas ir sultamicilinas, sintezei katalizuoti, skatinant anglies azoto jungčių susidarymą, trumpinant reakcijos laiką ir gerinant produkto grynumą.

2. Alkilinimo ir acilinimo reakcijos
Dėl TBAB ketvirtinės amonio druskos struktūros jis yra idealus katalizatorius alkilinimo ir acilinimo reakcijoms. Pavyzdžiui:
N-alkilinimo reakcija: Tetrabutilamonio bromidas gali katalizuoti 3-indolo N-alkilinimo reakciją su bromoalkanu, kad susidarytų N-alkilindolo dariniai, kurie turi didelę reikšmę vaistų sintezei.

 

Enolatų alkilinimas: TBAB reaguoja su enolatais ir susidaro stabilūs alkilinti produktai, naudojami steroidinių junginių ir natūralių produktų sintezei.

3. Žaliosios chemijos procesas
Dėl vis griežtesnių aplinkosaugos taisyklių TBAB yra labai mėgstama žaliosios chemijos srityje dėl mažo toksiškumo, didelio grynumo ir perdirbamumo. Pavyzdžiui:
Netirpusio brominimo reakcija: į TBAB kietą medžiagą įvedus bromo garus, tributilamonio bromidas (TBABr ∝) gali būti tiesiogiai susintetintas su 84% išeiga, išvengiant bromo garavimo tradiciniuose brominimo procesuose.
Sintezė jonų mainų metodu: naudokite gelio tipo stiprią bazinę anijonų mainų dervą, kad Br⁻ TBAB tirpale pakeistų OH⁻, kad susidarytų tetrabutilamonio hidroksidas (TBAOH). Derva yra atsinaujinanti ir perdirbama, todėl žymiai sumažėja gamybos sąnaudos.

Dvigubas antibakterinių medžiagų ir vaistų sintezės indėlis farmacijos gamybos srityje

 

1. Antibakterinių vaistų žaliavos
Pats TBAB turi stiprų baktericidinį poveikį ir gali būti tiesiogiai naudojamas ruošiant antibakterines dezinfekavimo priemones. Jo veikimo mechanizmas yra sunaikinti bakterijų ląstelių membranų pralaidumą, o tai lemia ląstelių turinio nutekėjimą ir taip naikina bakterijas, grybelius ir virusus.
Taikymo scenarijai:
Medicinos įstaigų dezinfekcija: TBAB tirpalas naudojamas chirurginiams instrumentams ir palatos aplinkai dezinfekuoti, efektyviai naikindamas vaistams -atsparias bakterijas, tokias kaip meticilinui-atsparus Staphylococcus aureus (MRSA).
Maisto perdirbimo įmonės sterilizavimas: TBAB, kaip fungicidas be likučių, naudojamas mėsos ir pieno perdirbimo įrangos valymui, siekiant užtikrinti maisto saugą.

2. Tarpinė medžiaga vaistų sintezei
TBAB vaidina lemiamą vaidmenį vaistų sintezėje, ypač biofarmacijos ir cheminių vaistų srityse

 

Daggligino sintezė: TBAB katalizuoja deoksinukleofilinį ir elektrofilinį amido virsmą, kad susidarytų - aminofosfonato tarpinis produktas, kuris yra pagrindinis daggligino, naujo vaisto nuo diabeto, sintezės žingsnis.
Vaistų nuo diabeto kūrimas: TBAB naudojamas anglies azoto jungčių ir anglies deguonies jungčių susidarymui katalizuoti ir naujų hipoglikeminių vaistų kūrimui skatinti.
3. Žemės ūkio fungicidai ir insekticidai
TBAB naudojamas žemės ūkyje pasėlių ligų ir kenkėjų prevencijai ir kontrolei bei sveikam pasėlių augimui apsaugoti.
Fungicidas: TBAB tirpalas, purškiamas ant lapų paviršiaus, gali slopinti grybelių sporų dygimą, užkirsti kelią ir kontroliuoti ryžių pūtimo ligą, kviečių miltligę ir kt.
Insekticidai: TBAB yra sujungtas su piretroidiniais junginiais, kad padidintų kontaktą ir skrandžio toksiškumą nuo kenkėjų bei sumažintų pesticidų naudojimą.

Inovatyvūs vandens valymo ir taršos šalinimo taikymai aplinkos apsaugos srityje

 

1. Sunkiųjų metalų jonų adsorbcija ir nusodinimas
TBAB pašalina sunkiųjų metalų jonus (pvz., Pb ² ⁺, Cd ² ⁺, Hg ² ⁺) iš nuotekų per chelatą, sudarydamas netirpias oksalato arba hidroksido nuosėdas:
Laboratoriniai tyrimai: TBAB valymo efektyvumas viršija 95 % švino turinčių nuotekų (pradinė koncentracija 100 mg/L), o švino koncentracija nuotekose mažesnė nei 0,1 mg/L (atitinka Išsamų nuotekų išleidimo standartą).
Pramoninis pritaikymas: TBAB derinamas su poliakrilamidu, siekiant padidinti nuosėdų dalelių dydį, pagreitinti nusėdimo greitį ir sumažinti nuotekų valymo išlaidas.

2. Organinių teršalų skaidymas
TBAB, kaip elektrolitų priedas, skatina organinių teršalų skaidymą elektrocheminės oksidacijos metodais

 

Dažų nuotekų valymas: TBAB Na ₂ SO ₄ elektrolizės sistema gali efektyviai suardyti azodažiklius (pvz., metilo oranžinį), o COD pašalinimo greitis yra didesnis nei 90%.
Pesticidų likučių pašalinimas: TBAB katalizuoja elektrochemines redukcijos reakcijas, kad organinius fosforo pesticidus (pvz., dichlorvosą) paverstų netoksiškais produktais, taip sumažinant dirvožemio ir vandens taršą.
3. Dirvožemio valymas ir kalcio jonų reguliavimas
Gerindamas druskingą šarminę žemę, TBAB dirvožemyje sudaro chelatus Ca ² ⁺, sumažina keičiamo kalcio kiekį ir susilpnina natrio jonų naikinamąjį poveikį dirvožemio struktūrai:
Lauko eksperimentas: išpurškus TBAB, dirvos pH sumažėjo 0,5-1,0 vnt., o pasėlių išdygimo greitis padidėjo 15% -20%.
Mechanizmo tyrimas: TBAB sudaro tirpius kompleksus su Ca ² ⁺, sumažina kalcio jonų adsorbciją ant dirvožemio dalelių paviršių ir skatina natrio jonų išplovimą.

Elektrochemija ir medžiagų mokslas: funkcinių medžiagų paruošimas ir veikimo optimizavimas

 

1. Elektrolitų priedai
TBAB, kaip elektrolito priedas, gali pagerinti baterijų ir kondensatorių elektrochemines savybes
Ličio jonų baterija:Tetrabutilamonio bromido milteliaipridėtas prie elektrolito gali slopinti ličio dendrito augimą ir pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką.
Superkondensatoriai: TBAB organinių tirpiklių elektrolizės sistema pagerina dvigubo-sluoksnio kondensatorių energijos tankį, kurių galios tankis yra iki 10 kW/kg.
2. Nanomedžiagų paruošimas
TBAB naudojamas nanotechnologijose ir paviršiaus moksle gaminant labai laidžius ir stabilius nanokompozitus:
Kvantinių taškų sintezė: TBAB veikia kaip paviršiaus ligandas, stabilizuojantis CdSe kvantinius taškus, užkertantis kelią agregacijai ir pagerinantis fluorescencijos kvantinį derlių.

 

Grafeno modifikavimas: TBAB modifikuoja grafeno paviršių per π - π sąveiką, sustiprindamas jo sąsają su polimerais ir pagerindamas kompozitinių medžiagų mechanines savybes.

3. Paviršinio aktyvumo medžiagos ir emulsikliai
Dėl ketvirtinės TBAB amonio druskos struktūros jis yra puiki aktyvi paviršiaus medžiaga, naudojama plovikliuose, anti{0}}statinėse medžiagose ir kitose srityse.
Ploviklio formulė: TBAB sumažina vandens paviršiaus įtempimą, pagerina dėmių šalinimo galimybes ir turi baktericidinį poveikį.
Antistatinė danga: TBAB yra sumaišytas su polivinilo alkoholiu, kad būtų paruošta skaidri antistatinė plėvelė elektroninių komponentų pakavimui.

Kitos naujoviškos taikymo sritys

 

1. Dažų ir pigmentų pramonė
TBAB naudojamas azo dažams, ksanteniniams dažams, antrachinoniniams dažams gaminti ir tt, naudojamas kaip ryškiklis, vilnos kandiklis ir odos dažiklis:
Dažų sintezė: TBAB katalizuoja diazotizacijos reakciją, kad susidarytų didelio{0}}grynumo azodažai, kurių spalvos atsparumas yra 4–5 lygiai.
Odos dažymas: TBAB sudaro kompleksus su metalo jonais, kad padidintų dažų adsorbcijos gebą ant odos pluoštų, todėl spalva yra vienoda ir pilna.
2. Analitiniai cheminiai reagentai
TBAB, kaip jonų porų reagentas ir poliarografinės analizės reagentas, naudojamas chromatografiniam atskyrimui ir elektrocheminiam aptikimui:

 

Jonų porų chromatografija: TBAB sudaro neutralias jonų poras su rūgštinėmis arba šarminėmis analitėmis, pagerindamas chromatografijos sulaikymo laiką ir atskyrimo efektyvumą.

Poliarografinė analizė: TBAB tarnauja kaip atraminis elektrolitas, pašalinantis trukdančių jonų įtaką ir pasiekti didelio jautrumo metalo jonų aptikimą.
3. Popierinė hidroizoliacinė medžiaga
TBAB naudojamas popieriaus gamybos procese, siekiant pagerinti popieriaus atsparumą vandeniui ir mechaninį stiprumą
Dengimo procesas: TBAB yra sumaišytas su kanifolijos klijais, kad susidarytų vandeniui atspari danga, sumažinanti popieriaus vandens sugėrimą iki mažiau nei 5%.
Klijų užtepimo efektas: TBAB skatina tolygų kanifolijos klijų pasiskirstymą ant pluošto paviršiaus, padidindamas popieriaus atsparumą tempimui ir lenkimo stiprumą.

Paruošimo būdastetrabutilamonio bromido milteliai:

N (tri-n-butilaminas): n (1-bromobutanas)=1.0:1,1, reakcijos tirpiklis etilo acetatas 20 mL, įpilama į autoklavą, oras autoklave tris kartus pakeistas azotu ir pripildytas azoto, kol slėgis autoklave, kaitinama vonioje iki 4 MP10 laipsnių. laikas yra 14 val.

Produktas yra distiliuojamas vakuume, kad būtų išgaunamas etilo acetatas ir 1-bromobutanas, o po distiliavimo pridedamas petroleterio ir 1-bromobutano mišinys, kad produktas išsisklaidytų. Tris kartus pridedamas petroleterio ir 1-bromobutano mišinys, kurio masės santykis yra 1,0:1,3, po to plaunamas ir filtruojamas. Filtruotą kietą medžiagą įdėkite į vakuuminio džiovinimo krosnį, kad išdžiūtų iki pastovios masės, ir tada galima gauti produktą, kurio išeiga yra apie 83,93%, o grynumas - apie 98,96%.

Reakcijos mechanizmas:

Atrodo, kad TBAB sintezės reakcija yra antrinė reakcija, o reakcija gali būti SN2 reakcija. Tributilaminas turi vieną elektronų porą, kuri veikia kaip nukleofilinis reagentas, atakuojantis 1-brombutaną. Kai nukleofilinis reagentas palaipsniui sudaro naują ryšį su sočiuoju bromobutano anglies atomu, paliekanti grupė Br palaipsniui išstumiama iš prisotinto anglies atomo, kad susidarytų aktyvuota medžiaga, o tada paverčiama produktu. Dėl aktyvintos medžiagos gamybos proceso eiliškumas didėja, taigi △ S0<0. The activation energy of the whole reaction is large. Increasing the reaction temperature can help the reaction to proceed faster.

Tetrabutilamonio bromidas Cheminės savybės:

1951 m. Buckles ir kiti paruošė TBABr3, ištirpindami tetrabutilamonio bromidą brominto anglies tetrachlorido tirpale. Reakcija gali būti baigta per trumpą laiką, išeiga 91%. TBABr3 taip pat galima gauti leidžiant bromo garus per kietą tetrabutilamonio bromido medžiagą be tirpiklio ir kelias valandas kontaktuojant garus su kieta medžiaga, išeiga 84%.

1987 m. Kajigaeshi ir kt. tetrabutilamonio bromidas ištirpintas vandeniniame natrio bromato tirpale ir į tirpalą įpilta vandenilio bromido rūgšties, kad būtų gautas TBABr3, kurio išeiga yra 95%, o tai yra patogesnė eksploatuoti ir nenaudojama paprasto bromo.

Pasverkite tam tikrą kiekį ketvirtinės amonio druskos ir įpilkite į reakcijos indą, įpilkite tam tikrą kiekį vandens ir sidabro oksido, o kitą akimirką maišykite 1 valandą. Paimkite mėginius centrifuguoti ir patikrinkite, ar supernatante vis dar yra halogeno jonų. Jei jame vis dar yra halogeno jonų, įpilkite sidabro oksido, kol nebus aptikta halogeno jonų. Reakcijos tirpalas filtruojamas, o atvirkštinė fazė yra ketvirtinės amonio bazės vandeninis tirpalas. Kad ketvirtinė amonio bazė tirpale nebūtų oksiduojama dėl anglies dioksido, esančio ore, filtravimą reikia atlikti azotu.

Tetrabutilamonio bromido tirpalą metanolyje sumaišykite su kalio hidroksido tirpalu metanolyje ir reaguokite 0,5 val. Po reakcijos gautas mišinys filtruojamas ir dalis bevandenio metanolio kaip tirpiklio pašalinama atmosferos distiliavimo būdu. Tada įpilkite gryno vandens ir tęskite distiliavimą atmosferoje, kad pašalintumėte metanolį ir trin-butilaminą, susidarantį mikroskilimo metu. Galiausiai gautas koncentratas perkeliamas į kristalizatorių, atšaldomas, kristalizuojamas ir filtruojamas, apsaugotas negesintų kalkių sugėrimo įtaisu. Filtruotas produktas džiovinamas vakuuminėje džiovinimo krosnyje 80 laipsnių temperatūroje, kad gautų baltų kristalų produktą.

Gelio tipo stipri bazinė anijonų mainų derva 201 × 4. Po išankstinio apdorojimo ji supilama į kolonėlę ir paruošiamas tam tikros koncentracijos tetrabutilamonio bromido tirpalas jonų mainams, kad būtų gautas tetrabutilamonio hidroksido vandeninis tirpalas. Jonų mainų derva regeneruojama NaOH tirpalu ir perdirbama. Keičiamasis jonas OH -, nešamas dervos funkcinės grupės, naudojamas jonų mainams su tetrabutilamonio bromido tirpalu, Br - adsorbuojamas ant dervos, o OH - patenka į tirpalą.

Tetrabutilamonio bromidas suskaidomas į 52% ir 92% tributilaminą koncentruotame NaOH vandeniniame tirpale 60 arba 100 laipsnių temperatūroje po 7 valandų.

Atliekant dujų chromatografiją, minimali temperatūra visiškam tetrabutilamonio bromido skilimui į druską vandeniniame tirpale yra 300 laipsnių.

2-jodoilbenzenkarboksirūgšties (IBX) ir tetrabutilamonio bromido derinys gali būti naudojamas cinamono rūgščiai dekarboksilinti ir brominti. Kai kurie metalų halogenidai ir kiti fazių perdavimo katalizatoriai gali būti naudojami kaip halogeninimo reagentai. Acetonitrilas – vanduo (2:1, v/v) yra geriausia tirpiklių sistema. Esant stipriai elektronų absorbcijai, galima gauti geresnį derlių.

Kaitinant, indolo N-alkilinimas gali vykti tarp tetrabutilamonio bromido ir 3-indolo.

Tetrabutilamonio bromidas gali reaguoti su enolatu, sudarydamas alkilinimo produktą.

Bandymo metodas:
1. Titravimas:
Tiksliai pasverkite apie 1,0 g mėginio, ištirpinkite jį 250 ml kūginėje kolboje ir įpilkite 50 ml vandens. Įpilkite 0,05 g natrio bikarbonato ir 0,2 ml eozino reagento tirpalo. Titruokite 0,1 g/l sidabro nitrato tirpalu, kol pirmą kartą pasikeis spalva . 1 mL 0,1 g/l sidabro nitrato tirpalas atitinka 0,03224 g tetrabutilamonio bromido.
TBAB kiekis (%)=sunaudoto standartinio tirpalo tūris (mL) × 0,03224 ÷ 1 g (mėginio svoris) × 100 %
2. Poliarografija:
Katodas: lašinamas gyvsidabrio elektrodas
Anodas: Pt viela
Paruoškite 1,0 M tirpalą (32,24 g tetrabutilamonio bromido 100 ml vandens) ir įpilkite 0,2 ml 1,0 M tirpalo.tetrabutilamonio bromido milteliai. Deoksiduokite didelio-grynumo azotu, kol pasieksite mažiausią foninę srovę (apie 5 minutes). Taikant sąlygą, kad moduliavimo amplitudė yra 50 mV ir sumažėja 1 s, nuskaitymo diapazonas yra nuo - 1.2 iki - 2.6 V, o jautrumas 0,5 µA esant 0,01 V/s. Jei pastebima, kad srovė yra didesnė nei 0,05 µA, tai reiškia, kad medžiaga atitinka reikalavimus be priemaišų.

Populiarus Žymos: tetrabutilamonio bromido milteliai cas 1643-19-2, tiekėjai, gamintojai, gamykla, didmeninė prekyba, pirkti, kaina, urmu, parduoti