季铵盐和季铵碱

季铵盐和季铵碱
教学目标：掌握季胺盐和季胺碱的制法、性质及应用
教学重点：季胺盐和季胺碱的性质及应用
教学安排：L
>L11；30min
7—
基本概念
相转移催化剂：在非均相反应中，能将反应物之一由一相转移到另一相进行反应的催化剂称为相转移催化剂（简称PTC）。

一、季铵盐
胺彻底烷基化生成的化合物，称为季铵盐。

季铵盐是晶体，具有盐的性质，溶于水，而不溶于非极性的有机溶剂。

熔点较高，常常加热未到熔点即分解。

季铵盐与强碱作用，得到季铵碱的平衡混合物：
如果反应在醇中进行，由于KX 沉淀折出，能使反应进行完全，如果用AgOH，也能使反应顺利进行：
二、季铵碱
季铵碱是强碱，碱性与氢氧化钠、氢氧化钾相当，易吸潮和溶于水，并能吸收空气中的二氧化碳。

季铵碱受热发生分解反应，不含β-氢的季铵碱分解，生成叔胺和醇。

例如：
有β-氢的季铵碱分解时，发生E2 反应生成烯烃和叔胺：
当季铵碱分子中有两种或两种以上β-氢原子可被消除时，反应主要从含氢较多的β-碳原子上消去氢原子，即主要生成双键碳原子上烷基取代较少的烯烃。

如：
这是由于β'-碳原子连接的烷基阻碍了OH-对氢原子的进攻；同时由于烷基供电诱导效应，使β'-氢原子酸性相应降低，至使β'-氢原子不如β-氢原子容易受OH-的进攻。

彻底甲基化后的季铵盐用湿的氧化银处理，再受热分解生成叔胺和烯烃，根据所得烯烃的结构，可推出原来胺分子的结构。

如：
三、季铵盐和季铵碱的应用
1.季铵盐的相转移催化作用
季铵盐是最常用的相转移催化剂。

与冠醚相比，其显著特点是无毒和价格便宜。

一般含16个碳的季铵盐可产生较好的催化效果。

如氯化四正丁基铵、氯化三乙基苄基铵等，季铵盐的用量仅为作用物的0.05mol以下，因为季铵盐在有机相和水相中都有一定的溶解性，它可使某一负离子从一相（如水相）转移到另一相（如有机相）中促使反应发生。

例如：
此反应的收率可达到65%以上，不用相转移催化剂，收率<5%。

反应机理如下：
2．阳离子表面活性剂
具有一个C
12以上烷基的季铵盐，是一种阳离子表面活性剂，除具有杀菌，柔软等功
能外，还用于制备有机膨润土，有机膨润土是一种流变性调节剂，它在涂料工业中用于控制油漆的流动性，在油田钻探中用来配制钻井油桨以及用作各种加工中的润滑剂。

3．生理活性
某些低级碳链的季铵盐或季铵碱具有生理活性，例如氯化胆碱具有促进碳水化合物和蛋白质的新陈代谢作用，除被用作治疗脂肪肝和肝硬化的药物外，还被大量用作饲料添加剂，矮壮素[（CH
NCH2CH2Cl）+Cl-是一种植物调节剂，使植株变矮，杆茎变粗，叶色变绿，3）3
NCH2CH2OOCCH3〕+OH-具有提高农作物耐旱，耐盐碱和抗倒伏的能力；乙酰胆碱［〔CH
3〕3
对动物神经有调节保护作用。