苄基三甲基氢氧化铵的应用与制备

苄基三甲基氢氧化铵(BTMAH)是一种有机碱，可用作相转移催化剂、分子筛合成的碱源、模板剂，主要用于石油工业脱杂剂、催化剂等领域。

应用

作为相转移催化合成N,N-二乙基苯胺

N,N-二乙基苯胺是制备染料、药物和彩色显影剂的中间体，用途广泛。田庆伟用苄基三甲基氢氧化铵作相转移催化剂，在常压下由苯胺和溴乙烷合成N,N-二乙基苯胺，研究了反应体系中各反应因素对产率的影响，其优化工艺条件为：在45mL45%的氢氧化钠溶液中，苯胺和溴乙烷的摩尔比为1 : 1.50，苄基三甲基氢氧化铵用量为0.60g，85℃常压反应6h，产品产率为90.8%。^[1]

硝基醛缩合的高效催化剂

硝基醛缩合反应是合成多种生物活性化合物的关键反应，硝基醛醇产品的硝基可以很容易地功能化为胺，可以转化为羰基化合物，并且可以通过进一步的官能团操作很容易地脱硝。文献报道了几种影响Henry反应的催化剂，如氧化铝、amberlyst A-21、Mg–Al–Hydrotalcite， KF、7NaOH与表面活性剂催化剂十六烷基三甲基氯化铵等。最近，TBAF水合物已被使用，但使用1到2等量的TBAF水合物抑制了其在合成有机化学中的使用。经典的硝基aldol反应，使用强碱进行，经常导致通过aldol缩合和Cannizzaro生成副产物。Vivek J. Bulbule等人以苄基三甲基氢氧化铵为催化剂实现短时间内反应硝基醛缩合，反应如下：^[2]

电池添加剂

Liu X报告了一种新型电解质添加剂苄基三甲基氢氧化铵（BTMAH），可有效抑制Zn树突。在锌电沉积的循环伏安法研究中，BTMAH表现出独特的滞后效应，表明Zn表面呈现极化或去极化取决于BTMAH传输的相对速率，吸附及其在Zn表面的失活，BTMAH是一种有效的电解质添加剂，用于抑制锌电沉积过程中的树枝状生长。BTMAH通过吸附到锌电极表面并抑制锌电沉积动力学来起作用，从而延缓活化控制的枝晶生长。在锌电沉积的循环伏安法研究中，BTMAH诱导独特的滞后效应，表明Zn表面呈现出两种可能的状态之一（极化与去极化）。

锌电沉积期间的计时电流法和原位光学显微镜证实，在电解质中存在10000ppm的苄基三甲基氢氧化铵(BTMAH)添加剂时，枝晶生长和相关表面积演变受到抑制。施加电位为–1.6V Hg/HgO。^[3]

作为离子液制备纳米材料

在离子液体前驱体苄基三甲基氢氧化铵(BTMAH)的辅助下制备了片状结构的氧化锌纳米颗粒。同时对氧化锌进行了气敏性能的测定。结果发现，元件的工作温度为240°C，材料对乙醇气体具有很高的灵敏度，在低浓度条件下依然保持较高的灵敏度。同时具有响应恢复快、稳定性好等优点，对气敏传感领域的发展具有重要意义。^[4]

制备方法

通常以苄基三甲基卤代铵为原料与氧化银在溶剂中反应制备和以苄基三甲基卤代铵为原料与氢氧化钾在溶剂中反应制备。

赵文洲公开一种三室两膜连续电解制备高纯苄基三甲基氢氧化铵的方法，将浓度为30%~50%的苄基三甲基氯化铵水溶液从原料进料口进入阳极室中，将浓度为5~30%的苄基三甲基氢氧化铵水溶液加入中间室中，将浓度为5~30%的苄基三甲基氢氧化铵水溶液加入阴极室中,开启所有的循环泵，打开电源接通阳极极板和阴极极板连续电解;经过阳离子膜的选择以及连续循环过滤去除杂质，可得到5%~30%的高纯度的苄基三甲基氢氧化铵，苄基三甲基氢氧化铵中的各金属离子浓度均小于20 ppb，各阴离子浓度均小于1ppm，产品纯度较高，产品转化率在98%以上。工艺如下图：^[5]

参考文献

[1] 田庆伟. 苄基三甲基氢氧化铵相转移催化合成N,N-二乙基苯胺的研究[J]. 精细石油化工, 2000(06): 32-34.

[2] Bulbule, V. J., Jnaneshwara, G. K., Deshmukh, R. R., Borate, H. B., Deshpande. Benzyltrimethylammonium hydroxide catalysed nitroaldol condensation. Synthetic Commun, 2001, 31(23): 3623-3626.

[3] Liu X, Bolton O, Akolkar R. Experimental and modeling studies of the hysteresis behavior and dendrite suppression efficacy of an electrolyte additive in zinc electrodeposition. J Electrochem Soc, 2019, 166(13): D583.

[4] 李锐. 离子液体辅助合成金属氧化物纳米材料及其气敏性能的研究[D]. 山东大学, 2013, 27-34.

[5] 赵文洲. 三室两膜连续电解制备高纯苄基三甲基氢氧化铵的方法[P]. 北京：CN104630818A, 2015-05-20.