季铵化反应方法和研究进展zj-20110407-3
洪芸,李岩,潘宇南 广东岭南职业技术学院,广东 广州510663
收稿日期：
作者简介：洪芸（1978-），女，广东潮州人，助教，在读硕士，研究方向为应用化学。
原载：广东化工，2007/5；51-52
【摘要】本文通过介绍近几年国内外合成不同用途的季铵盐的方法及其研究进展的情况,进而得出季铵化反应具有良好发展前景的结论。
【关键词】季铵化反应；季胺盐；方法
季胺盐中由于含有季胺基甚至有的还含有双键，故可以和诸多的不饱和单体共聚，在水溶液中带正电荷，生成阳离子型或两性离子型水溶液聚合物，很容易吸附于固-液或固-气界面上而被用作絮凝剂、抗静电剂、导电纸涂层及油田化学剂。另外，在现代社会中，表面活性剂的应用日趋广泛，季胺盐类表面活性剂具用重要的用途，此外，也可被用作柔软剂、抗静电剂、颜料分散剂、矿物浮选和沥青乳化剂、金属缓蚀剂及相转移催化剂等，在纺织印染、塑料加工、医疗卫生、日用化工、石油化工、金属加工等行业得到广泛应用。
随着季胺盐的研究和开发，季铵化反应的应用必将更加广泛。本文介绍了近几年国内外有关季铵化反应的一些方法及其研究进展情况[1-6]。
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季胺化反应的方法和研究进展[7-12]
能够合成季胺盐的反应就是季铵化反应。过去几年，大部分是通过简单的合成反应获得季胺盐，例如，在乙酸乙酯作溶剂的条件下与三乙胺混合加热、回流、搅拌进行季铵化反应得到三乙基对（邻）硝基苄基氯化铵；以N-乙基苯胺为原料，经羟乙基化、季铵化合成N-苯基-N-乙基按基乙基三甲基氯沦铵；通过γ-氯丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和N，N-二甲基苄基胺的季铵化反应合成了带有苄基二甲基γ-硅丙基氯化铵侧基的聚硅氧烷；用雌二醇经溴乙基化、咪唑乙基化、季铵化和水解反应，合成一类新型的取代苯甲基雌甾咪唑鎓盐；由1,3,5-三甲基2,4,6-三（咪唑甲基）苯与1,3,5-三（溴甲基）苯直接合成了洞状咪唑鎓环番3（C30H33N63+·Br-3·3H2O）等。
除此之外，季胺盐广泛应用于工业。如作为表面活性剂：以脂肪酸和二乙烯三胺为原料，经过酰化和环化制得中间体2-羟基酰胺乙基咪唑啉，利用硫酸二甲酯活泼的甲基对咪唑啉环上的氮原子进行季铵化反应，生成季胺盐型阳离子咪唑啉表面活性剂；作为杀菌剂，分别以CH3Cl及环氧氯苯丙烷和有机叔胺为主要原料，得到C8-10双烷基二甲基季胺盐及季胺盐类阳离子聚合物杀菌剂；作为电解质，以偶氮二异丁氰为引发剂，1,4二揣着六环为溶剂，合成了两种季铵化阳离子聚电解质-聚丙烯酰胺甲基二羟乙基苄基氯化铵和聚丙烯酰胺丙基三甲基硫酸单甲酯化铵-苯乙烯；还有其他方面的应用，如合成一系列水溶性两性纤维素衍生物等。
最近几年，季铵化反应的应用领域更广，原料及产品更加多元化，取得很大的进展。
（1）合成方法的多样化。例如，采用自由基共聚法，用甲基丙烯酸甲酯（MMA）对其改性，得到共聚物（4 VP MMA），再将共聚物与正溴辛烷进行季铵化反应得到线形的、水不溶聚电解质。利用接枝反应，淀粉接枝聚丙烯酰胺，经胺甲基化、磺化和季铵化反应制得强阳离子型两性絮凝剂。
（2）合成绿色化学产品。例如离子液体包括两大类：一类是简单的盐，由有机阳离子和阴离子组成，有机阳离子通常包括有机铵阳离子、季磷盐阳离子、杂环芳香化合物及天然产物的衍生物等，其中常见的是咪唑盐，通过季铵化反应一步合成离子液体，操作经济简便，没有副产物，产品易纯化。如1-(2-氰乙基)咪唑与α,ω-二卤代烃、二溴苄及三溴苄选择性地发生季铵化反应，制备了三个系列咪唑啉衍生物；几种季胺盐或锂亚（氟仿砜）吡唑盐（TFSI）被溶化了入N,N,N,N-已氨基TFSI离子液体，得到一些不对称的季胺盐。另外，利用季胺盐进行有机改性的有机蒙脱土是环境友好的催化剂。
（3）产品的性能及应用进一步的提高。如有机硅季胺化改性有机硅油具有杀菌抑菌能力；部分丙烯酸化和季铵化的酚醛一气环氧树脂是一种新型的水显影的阻焊剂；季胺盐阳离子淀粉除造纸外，在水及废水的纯化、纺织上也有应用；制备了不同的聚合物相转移催化剂；合成硬脂酸三乙醇胺酯季胺盐（EQDMS）的优良新型柔软剂；合成及应用织物抗菌整理剂有机硅季胺盐ASQA;氯苯甲基化聚苯乙烯树脂与不同的叔胺反应制备了含不同季胺基团的强碱树脂;合成阳离子双酯表面活性剂氯化2,3,-二(硬脂酰氧基)丙基三甲基铵(CDESA),合成了一种新型双子苯并咪唑表面活性剂,因其特殊的结构而具有一些特殊的性质,可以在涂料润湿剂和乳化剂中应用;有机阳离子酸和季的混合物被使用作为载体为果糖的提取物等等。
近几年，国际上也有利用季铵化反应合成不同用途的季，如对液态乙苯有氧化作用的季胺盐，对合成1-苯基-2-（三甲代甲硅烷基）乙炔与芳香醋醛的辛可宁反应有催化作用作为氰化物离子运输的季胺盐，由手性季胺盐一种高效率的催化剂甲基氮酸硅酯等。
2 结语
本文通过介绍近几年国内外合成不同用途的季胺盐的方法及其进展的情况，由此可知，季铵化反应具有非常好的发展前景，无论是合成的产品或通过它改性的物质，在化学试剂或工业上都有很高的利用价值，并且同当今的有机化学的发展趋势吻合，有利于课题的延续发展。
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