四甲基氯化銨性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
四甲基氯化銨是有機(jī)合成中相轉(zhuǎn)移催化劑,催化活性強(qiáng)于三苯基磷和三乙胺,室溫下為白色結(jié)晶粉末,易揮發(fā),有刺激性,易吸濕,易溶于甲醇,溶于水和熱乙醇,不溶于乙醚和氯仿。加熱到230℃以上分解為三甲胺和氯甲烷。半數(shù)致死量(小鼠,腹腔)25mg/kg。也用于液晶環(huán)氧化合物的合成,極譜和波普分析,電子工業(yè)等。
四甲基氯化銨又名氯化四甲基銨。分子式 (CH3)4NCl。分子量 109.60,白色晶體,有揮發(fā)性。易潮解。相對(duì)密度1.169,熔點(diǎn)425℃。加熱至230℃分解為三甲胺和氯甲烷。溶于水。用作極譜分析試劑。
四甲基氫氧化銨是一種有機(jī)堿,在工業(yè)科研領(lǐng)域有著極為廣泛的用途。
在國(guó)內(nèi)主要被用作有機(jī)硅系列產(chǎn)品,如硅油、硅橡膠、硅樹(shù)脂等合成中的主要催化劑,雖然用量不大,但對(duì)于產(chǎn)品的收率和質(zhì)量影響很大。
在國(guó)外主要用于聚酯類聚合物、紡織、塑料制品、食品、皮革、木材加工、電鍍、微生物等。
現(xiàn)在四甲基氫氧化銨已經(jīng)進(jìn)入尖端科技領(lǐng)域,如在電路板的印刷和顯微鏡片的制造業(yè)中,可作為集成電路板的清洗劑和半導(dǎo)體微加工技術(shù)中的Si-SiO2界面的各向異性腐蝕劑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這種類型的化學(xué)試劑需要量日趨增加,對(duì)四甲基氫氧化銨的質(zhì)量和數(shù)量都提出了更高的要求。
電解法制備四甲基氫氧化銨的原理是電解槽陽(yáng)極室中的四甲基氯化銨水溶液在電場(chǎng)力的作用下,溶液中的氯離子向陽(yáng)極方向遷移直至在陽(yáng)極上放電而析出氯氣。同時(shí),由于離子膜的選擇透過(guò)性,氯離子無(wú)法擴(kuò)散透過(guò)離子交換膜,只有四甲銨離子才能選擇透過(guò)而進(jìn)入陰極室,并富集于其中。電解槽陰極室中水分子在陰極上分解為氫氣和氫氧根離子。后者恰好同由陽(yáng)極室遷移來(lái)的四甲銨離子結(jié)合成四甲基氫氧化銨。隨著通電量的增加而四甲基氫氧化銨濃度不斷提高,最終達(dá)到預(yù)期的粗品濃度。
陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)為:
(CH3)4NCl→(CH3)4N++Clˉ 2Clˉ— 2e→Cl2↑
陰極電化學(xué)反應(yīng)為:
H2O→H+ + OHˉ (CH3)4N++OHˉ→(CH3)4NOH 2H++2e→H2↑
總反應(yīng)為:
2(CH3)4NCl+2H2O→2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑
電解法中產(chǎn)生的氫氣放空,生成的氯氣用堿液吸收生成次氯酸鈉,次氯酸鈉是漂白粉的主要原料。
因此該方法制備四甲基氫氧化銨方法簡(jiǎn)單、純度高、無(wú)環(huán)境污染。
以甲苯作溶劑,濃硫酸和硼酸作催化劑,在裝有分水器的三口燒瓶中加入等物質(zhì)的量的對(duì)羥基苯甲酸和1,4-對(duì)苯二酚,在120~130℃反應(yīng)6h,冷卻后用蒸餾水反復(fù)洗滌,真空干燥后得到對(duì)羥基苯甲酸對(duì)苯二酚酯(白色固體,產(chǎn)率為87.5%)。
將上述產(chǎn)物溶于過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷中,加入四甲基氯化銨,60~70℃反應(yīng)10h,滴加過(guò)量的45%NaOH水溶液(6h滴完)。減壓蒸餾出過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷,反應(yīng)物用丙酮-甲醇混合溶液結(jié)晶,真空干燥得白色PHBHQ型熱固性液晶環(huán)氧樹(shù)脂(產(chǎn)率為37.5%)。將PHBHQ和固化劑按化學(xué)計(jì)量比混合加熱熔融、澆注,固化工藝為90℃×1h;120℃×2h;150℃×2h;180℃×2h。
用途
極譜分析試劑。廣泛用于電子工業(yè)
用途
四甲基氯化銨是有機(jī)合成中相轉(zhuǎn)移催化劑,催化活性強(qiáng)于三苯基磷和三乙胺,室溫下為白色結(jié)晶粉末,易揮發(fā),有刺激性,易吸濕,易溶于甲醇,溶于水和熱乙醇,不溶于乙醚和氯仿。加熱到230℃以上分解為三甲胺和氯甲烷。半數(shù)致死量(小鼠,腹腔)25mg/kg。也用于液晶環(huán)氧化合物的合成,極譜和波普分析,電子工業(yè)等。
四甲基氯化銨
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