研究苄基三甲基溴化铵的合成方法和具体应用，有助于深入了解这一化合物的性质及其在相关领域的潜在应用价值。
简述：苄基三甲基溴化铵，英文名称：Benzyltrimethylammonium Bromide，CAS：5350-41-4，分子式：C10H16BrN， 折射率：1.596。苄基三甲基溴化铵作为一种有效的相转移催化剂已被广泛应用于多种有机反应。
1. 合成：
分别称取60 mmol（3.5466 g）的三甲胺溶液（30 %）和20 mmol（3.4206 g）的苄基溴置于250 ml 圆底烧瓶中，加入约60 ml乙腈将其溶解。然后将圆底烧瓶置于油浴锅中，在45℃下反应24 h后将得到的混合物在50℃下进行旋蒸，得到的粉末样品即为苄基三甲基溴化铵（BTAB）。
2. 应用举例：
2.1 制备有机膨润土
膨润土因其资源丰富及特殊的层状结构、物化性质从而作为一种吸附剂材料在废水处理中有着很大的应用潜力,由于天然膨润土极强的亲水性,限制了其在废水处理中的应用范围,研究表明改性后的膨润土各种物化性质均得到了改善,其吸附性能也随之提高,所以改性膨润土在焦化废水处理中有着良好的应用前景。
（1）高俊芳等人采用苄基三甲基溴化铵为插层剂,多孔无机膨润土为原料,制备多孔有机膨润土,用X光衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(DTA-TG)等手段,对多孔有机膨润土进行结构表征,结果显示膨润土层间距由0.9608nm扩大至1.4914nm,表明苄基三甲基溴化铵已有效进入多孔无机膨润土层间。用该有机膨润土对0.03%的藏青色颜料进行脱色研究,表现出良好的脱色协同效应。
（2）李静等人采用传统机械搅拌法将两种有代表性的阳离子表面活性剂长碳链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和短碳链带苯环的表面活性剂苄基三甲基溴化铵(BTMAB)改性钙基膨润土(Ca-Bent),得到有机改性土CTMAB-Bent及BTMAB-Bent并将其应用于吸附模拟一级处理后焦化废水中的酚类化合物(苯酚、对硝基苯酚、邻甲基苯酚及邻氯苯酚),在详细探讨单一酚类吸附条件及规律的基础上研究了四种酚类化合物的混合吸附,考察其对四种酚的总吸附率及吸附质之间的相互作用。 将制备的CTMAB-Bent及BTMAB-Bent进行XRD、BET表征分析并在相同条件下应用于模拟一级处理后焦化废水中四种酚类的吸附,结果表明：CTMAB及BTMAB均插层到了膨润土的层间,CTMAB-Bent及BTMAB-Bent与Ca-Bent相比层间距增大,比表面积减小,孔体积减小；由于BTMAB-Bent的层间距较小且有着紧密和较大的苯环骨架阻止了酚类化合物的进入从而使得CTMAB-Bent对四种酚的吸附效果较好。
2.2 制备2,7-二氨基-6-氰基-5-芳基-4-羰基-3H-吡喃并[2,3-d]嘧啶类化合物
李胜辉等人以苄基三甲基溴化铵为催化剂,丙二腈、2-氨基-4,6-二羟基嘧啶和芳香醛为原料在水溶液中加热回流合成一系列2,7-二氨基-6-氰基-5-芳基-4-羰基-3H-吡喃并[2,3-d]嘧啶类化合物的方法。该方法反应条件温和、操作简单、收率高.而且水作为反应溶剂具有廉价、安全、无污染、产物易于分离的优点。合成路线如下：
2.3 改善钙钛矿薄膜的成膜及发光性能
李京海等人在CH3NH3PbBr3钙钛矿前驱体溶液中引入具有阴、阳离子“双重钝化作用”的苄基三甲基溴化铵,制备了基于苄基三甲基溴化铵钝化的CH3NH3PbBr3钙钛矿电致发光器件,器件的最大亮度由4050 Cd/m2提升到10821 Cd/m2,最大电流效率由0.27 Cd/A增加至0.96 Cd/A。SEM、AFM以及XRD等测试表明,相比于溴化钠,苄基三甲基溴化铵对钙钛矿薄膜覆盖率以及结晶度的提升幅度更大。PL、EL以及EIS等测试也证明了苄基三甲基溴化铵的添加可以有效提高载流子在钙钛矿层中辐射复合的效率和速率,使器件效率得到显著提高。
2.4 合成相变化合物
王艳宁等人为了探索新型的调控带隙的方法,以苄基三甲基溴化铵(BTAB)及其衍生物为有机配体,与SbCl3发生反应得到了四种新型的有机-无机杂化化合物(BTAB)3Sb2Cl9(1)、(4-Br-BTAB)3Sb2Cl9(2)、(4-Cl-BTAB)3Sb2Cl9(3)和(4-F-BTAB)3Sb2Cl9(4)。化合物1结晶于P21/c空间群中。通过差示扫描量热法(DSC)确定化合物1、3和4分别在470.8 K/461.8K、469.3 K/401.8 K和471.2 K/388.5 K发生了可逆的高温相变,这种相变行为的产生与卤素(Br、Cl、F)电负性的增强有关。通过紫外-可见漫反射光谱的测试得到化合物1-4带隙值分别为2.933 eV、2.898 eV、2.856 eV和2.788 eV,表现出良好的半导体行为。晶体结构的分析得到化合物1-4的Sb-Cl-Sb的键角分别为82.76°、79.42°、79.28°和78.41°。研究表明有机阳离子中Br、Cl、F原子取代使无机阴离子[Sb2Cl9]3-的Sb-Cl-Sb键角逐渐减小从而实现了带隙调控。
参考文献：
[1]王艳宁. 基于苄基三甲基溴化铵配体相变化合物的合成及其性质研究[D]. 江苏科技大学, 2023. DOI:10.27171/d.cnki.ghdcc.2023.000190.
[2]李京海. 钙钛矿薄膜的缺陷钝化和LED器件性能研究[D]. 武汉理工大学, 2018.
[3]李静. 有机膨润土的制备、表征及其对废水中酚类化合物的吸附研究[D]. 太原理工大学, 2013.
[4]高俊芳,梁成刚. 阳离子有机膨润土的制备及其脱色研究 [J]. 阴山学刊(自然科学版), 2009, 23 (04): 47-48+58.
[5]李胜辉,高娜,李记太. 水中吡喃并[2,3-d]嘧啶衍生物的洁净合成 [J]. 有机化学, 2009, 29 (03): 466-469.
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