Hexadecyl -Trimethylammoniumbromidist ein quaternäres Ammoniumsalz. Es ist hygroskopisch. Stabil in Säurelösung. Andere Namen: N, N, N-Trimethyl 1-Hexadecyl-Ammoniumbromid; Cetyltrimethylammoniumbromid; Positive soap, etc. CTAB is white or light yellow crystal to powder, with pungent smell, easily soluble in ethyl alcohol/isopropanol, chloroform, 10 phr of water, slightly soluble in acetone, almost insoluble in ether and benzene, produces a lot of foam when shaking, and has good coordination with anionic, non-ionic, amphoteric surfactants (molar compatibility with anionic Tenside ist tabu). Es hat eine ausgezeichnete Permeabilität, Erweichung, Emulgierung, Antistatik, Biologin, bakterizide und algenabtötende Eigenschaften. Irritierend und ätzend für Haut und Augen.
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Chemische Formel |
C19H42BRN |
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Genaue Masse |
363 |
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Molekulargewicht |
364 |
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m/z |
363 (100.0%), 365 (97.3%), 366 (20.0%), 364 (16.2%), 364 (4.3%), 367 (1.2%), 365 (1.1%) |
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Elementaranalyse |
C, 62,62; H, 11,62; Br, 21,92; N, 3,84 |
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Hexadecyl -Trimethylammoniumbromidist ein typisches quaternäres Ammonium-kationisches Tensid, dessen molekulare Struktur aus hydrophoben langkettigen Alkylgruppen (C16H33) und hydrophilen Trimethylammoniumgruppen (N (CH3) 3) besteht. Diese einzigartige amphiphile Struktur verleiht sie mit mehreren Funktionen wie Oberflächenaktivität, Emulgierung, Permeation und Sterilisation, was sie in Bereichen wie Biochemie, industrieller Fertigung, Umweltverwaltung und täglicher chemischer Versorgung häufig verwendet hat.
Die Anwendung von CTAB im Bereich Biologie beginnt mit seiner Fähigkeit, Zellmembranen zu stören. Die kationische Gruppe kann mit der negativen Ladung der Phospholipid -Doppelschicht der Zellmembran interagieren, die Integrität der Membranstruktur und die Freigabe von Biomolekülen wie Nukleinsäuren und Proteinen in der Zelle stören. Diese Eigenschaft macht es zu einem klassischen Reagenz für die DNA/RNA -Extraktion, insbesondere in Proben, die reich an Polysacchariden wie Pflanzengeweben und gramnegativen Bakterien sind.
1. Nukleinsäurextraktion und Reinigung
CTAB erreicht die Nukleinsäure -Trennung durch einen Mechanismus mit hoher Salzauflösung mit niedriger Salzausfällung: Unter Bedingungen mit niedriger Ionenstärke (z. B. 0,3 mol/l NaCl) bildet CTAB einen komplexen Niederschlag mit Nukleinsäure, während Proteine und Polysaccharide in der Lösung bleiben; Bei hohen Salzkonzentrationen (z. B. 0,7 mol/l NaCl) löst sich der Komplex erneut auf und hoher Purity-Nukleinsäure kann durch Ethanolniederschlag erhalten werden. Diese Methode wird in Feldern wie der Extraktion des Pflanzengenoms und der mikrobiellen Metagenomikforschung häufig verwendet.
Wenn Sie beispielsweise DNA aus Arabidopsis -Blättern extrahieren, kann die CTAB -Methode die Polysaccharid -Interferenz wirksam entfernen und vollständige Genomfragmente erhalten.
2. Proteintrennung und Reinigung
In hohen Salzlösungen kann CTAB Komplexe mit Proteinen bilden und durch Zentrifugations- oder Chromatographie -Techniken getrennt werden. Diese Funktion wird in der Membranproteinextraktion, der Enzymreinigung und anderen Szenarien verwendet. Zum Beispiel kann CTAB beim Extrahieren von Zellmembranproteinen die Membranstruktur stören und die Proteinkonformation stabilisieren, wodurch die Extraktionseffizienz verbessert wird.
3. Zellfragmentierung und subzelluläre Organelle Trennung
Die Oberflächenaktivität von CTAB kann Zellwände (wie Cellulose in Pflanzenzellwänden) und Organellenmembranen schädigen und subzelluläre Strukturen wie Mitochondrien und Chloroplasten freisetzen. Bei der Untersuchung der mitochondrialen Funktion kann die CTAB -Behandlung schnell hochaktive Mitochondrienproben erhalten.
Die emulgierenden, antistatischen und flexiblen Eigenschaften von CTAB machen es zu einem wichtigen Additiv in der industriellen Herstellung, das mehrere Felder wie Gummi, Textilien, Leder und Papierherstellung abdeckt.
1. Gummi und Asphaltemulsion
Als Emulgator kann CTAB die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser verringern, so dass Gummi oder Asphalt in Wasser dispergiert werden können, um eine stabile Lotion zu bilden. In der Reifenherstellung kann CTAB -emulgierte synthetische Gummi die Verarbeitungsleistung verbessern und die Reifenverschleißfestigkeit verbessern. Beim Straßenbau wird CTAB -emulgiertes Asphalt zum Kaltmischasphaltgemisch verwendet, um die Konstruktionstemperatur und den Energieverbrauch zu verringern.
2. Textil- und Lederverarbeitung
Faserenthärter: CTAB adsorbiert auf die Oberfläche der Fasern, um einen Schmierfilm zu bilden, den Reibungskoeffizienten zu reduzieren und den Stoff weich und glatt zu machen. Bei der Nachbehandlung von Baumwollstoffen kann die CTAB-Behandlung die Textur des Stoffes erheblich verbessern und mit antistatischen Eigenschaften ausgeben.
Lederabdichtungsmittel: CTAB dringt in den Innenraum von Lederfasern ein, bildet ein hydrophobe Netzwerk und verbessert die Lederabdichtung.
Bei der Verarbeitung des oberen Leders des Schuhs kann die CTAB -Behandlung den Kontaktwinkel von Leder auf über 120 Grad erhöhen und eine effiziente Abdichtung des Wasserdichts erreichen.
3. Papierindustrie
Papierenthärter: CTAB reduziert die Bindungskraft zwischen Papierfasern und verbessert die Weichheit. Wenn CTAB bei einer Konzentration von 0,5% in der Toilettenpapierproduktion zugesetzt wird, kann die Weichheit des Papiers um 30% erhöht werden.
Klebstoff: CTAB- und Rosingum arbeiten zusammen, um eine wasserdichte Schicht auf der Oberfläche des Papiers zu bilden, wodurch der Wasserwiderstand verbessert wird. Bei der Herstellung von Verpackungspapier kann die CTAB -Größe die Wasseraufnahme des Papiers auf unter 5 g/m ² reduzieren.
4. Metalloberflächenbehandlung
CTAB adsorbiert als Korrosionsinhibitor auf die Metalloberfläche, um einen Schutzfilm zu bilden, der den Kontakt mit ätzenden Medien verhindert. Bei der Rost -Präventionsbehandlung von Stahl kann die CTAB -Beschichtung die Korrosionsrate um 80% verringern und die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern.
Die bakteriziden und algaecidalen Eigenschaften von CTAB machen es zu einem Kernmittel im Bereich der Wasserbehandlung, das in industriellem zirkulierendem Wasser, Wasserfeldwasserinjektion, Abwasserbehandlung und anderen Szenarien weit verbreitet ist.
1. Antibakterielle und algizide Mittel
CTAB erzielt eine bakterizide Wirkung, indem die Struktur der mikrobiellen Zellmembranen stört, wobei eine Abtötungsrate von über 99% gegen häufige Bakterien des industriellen Wassersystems wie heterotrophe Bakterien, Eisenbakterien und Sulfatreduzierungen Bakterien reduziert wird. Im zirkulierenden Wassersystem der Raffinerie kann die gesamte bakterielle Anzahl des Systems unter 1 × 10 ⁵ CFU/ml, was dem industriellen Wasserstandard entspricht, die gesamte Bakterienkonzentration unter 1 × 10 ⁵ CFU/ml gehalten werden.
2. Schlammstripper Agent
CTAB kann die Oberflächenladung von Polysacchariden neutralisieren, die durch Mikroorganismen sekretiert werden, die Tonhaftung von Ton verringern und die Ablösung durch Wasserströmung erreichen. Bei der Reinigung von Kraftwerkskühltürmen kann die CTAB -Behandlung die Schlammstripprate auf 90% erhöhen und die Effizienz der Wärmeübertragung wiederherstellen.
3. Ölverschmutzungsemulgierer
CTAB hat eine gute emulgierende Wirkung auf Mineralöl, Tier und Pflanzenöl usw. und kann zur Behandlung von öligem Abwasser verwendet werden. Bei der Behandlung von Catering-Abwasser kann die CTAB-Emulgierung die Partikelgröße von Öltröpfchen auf unter 10 & mgr; m reduzieren und die Effizienz der Öl-Wasser-Trennung verbessern.
Die milde Sterilisation, die Antistatik und die glatten Eigenschaften von CTAB machen es zu einem wichtigen Bestandteil bei täglichen chemischen Produkten, die mehrere Kategorien wie Haarkulturer, Zahnpasta, Desinfektionsmittel usw. abdecken.
1. Haarpflege
Hexadecyl -TrimethylammoniumbromidAdsorbiert auf die Haaroberfläche, um eine Monoschicht zu bilden, wodurch dem Haar einen flauschigen und natürlichen Glanz verleiht und gleichzeitig die statische Stromerzeugung unterdrückt. Wenn CTAB bei einer Dosierung von 0,5% in der Haartimitorformel zugesetzt wird, kann der Reibungskoeffizient des Haares um 40% und den Kämpferwiderstand um 30% verringert werden.
2. Mundpflege
CTAB kann als Zahnpasta -Fungizid das Wachstum von oralen Bakterien hemmen und Zahnkaries und Parodontitis vorbeugen. In einer Mundwasserformel, die CTAB enthält, können 99,9% der Streptococcus -Mutans innerhalb von 1 Minute getötet werden, wodurch die orale Bakterienbelastung signifikant reduziert wird.
3. Hautdesinfektion und Deodorisierung
CTAB erreicht die Desinfektion durch Störung von Bakterienzellmembranen bei der Neutralisierung von Geruchsmolekülen. In dem Gel -Desinfektionsgel der Wäsche, wenn die CTAB -Konzentration 0,1%betrug, erreichte die Abtötungsrate von Staphylococcus aureus 99,99%; Bei Deodorierern kann CTAB Geruchsgase wie Schwefelwasserstoff adsorbieren, um Gerüche zu beseitigen.
Analytische Chemie- und Forschungsinstrumente: "Hilfsexperten" für Präzisionsexperimente
Die Eigenschaften der Mizelle Solubilisierung und Phasenübertragungskatalyse von CTAB machen es zu einem wichtigen Reagenz in der analytischen Chemie, das in Feldern wie Photometrie und chromatographischer Trennung häufig verwendet wird.
1. Mizellar -Solubilisierungsspektrophotometrie
CTAB -Mizellen können hydrophobe Substanzen lockisieren und die Empfindlichkeit der photometrischen Messungen verbessern. Bei der Messung der Spurenantimon im Wasser kann das CTAB -Mizellensystem die Absorption um das 5 -fache erhöhen und die Nachweisgrenze auf 0,01 mg/l verringern.
2. Phasenübertragungskatalysator
CTAB kann die Übertragung von Reaktanten zwischen verschiedenen Phasen fördern und die Reaktionseffizienz verbessern. Bei der Reduktionsreaktion von aromatischen Kohlenwasserstoffen kann die CTAB -Katalyse die Reaktionsgeschwindigkeit um das 10 -fache erhöhen und die Produktausbeute auf 95%erhöhen.
3.. Chromatographische stationäre Phasenmodifikatoren
CTAB kann die Oberfläche chromatographischer Säulen modifizieren, um die Trennungsselektivität zu verbessern. In der Reverse -Phase -Chromatographie erhöht die CTAB -modifizierte Kieselgelsäule die Trennungseffizienz von alkalischen Verbindungen um 30% und die Spitzenform ist symmetrischer.
Erweiterung in aufstrebende Felder: Die "Innovation Engine" an der Spitze der Technologie
Mit der Entwicklung der Materialwissenschaft und der Nanotechnologie wird die Anwendung von CTAB in der Synthese von Nanomaterialien, der Elektronikindustrie und anderer Bereiche weiter ausgebaut.
1. Nanomaterial -Vorlagenagent
CTAB-Mizellen können als Vorlagen dienen, um die Selbstorganisation von Nanopartikeln in bestimmte Strukturen zu führen. In der Synthese von Goldnanoroden können CTAB -Vorlagen eine kontrollierbare Anpassung des Aspektverhältnisses von Nanoroden ermöglichen und eine präzise Kontrolle der optischen Eigenschaften erreichen.
2. Reinigungsmittel der elektronischen Industrie
CTAB kann Verunreinigungen wie Öl und Staub auf der Oberfläche von Chips entfernen und gleichzeitig Metallschaltungen vor Korrosion schützen. In der Semiconductor -Herstellung kann die CTAB -Reinigung die Anzahl der Partikel auf der Chipoberfläche auf reduzieren<10 particles/cm ², meeting advanced process requirements.
Von der Grundlagenforschung von Labors bis hin zu groß angelegten industriellen Anwendungen, von der Umweltverwaltung bis hin zur persönlichen Gesundheitsversorgung, ist Hexadecyltrimethylammonium-Bromid aufgrund seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften und Multifunktionalität zu einem unverzichtbaren "chemischen Toolbox" in moderner Technologie und Leben geworden. In Zukunft werden die Anwendungsgrenzen von CTAB mit Durchbrüchen in Nanotechnologie, Green Chemistry und anderen Bereichen weiter expandieren, was mehr Wert zur Entwicklung der menschlichen Gesellschaft beiträgt.
Synthese vonHexadecyl -TrimethylammoniumbromidSammeln Sie 191 ~ 210 Grad Destillat unter 1,33 MPa, das Bromo -Cetan. Zuerst wird das durch Heizung trimethylamin wässrige Lösung erzeugte trimethylamingas in gefiltertes industrielles Aceton eingeführt, um Trimethylamin -Acetonlösung herzustellen (67G -Trimethylamin wird pro Liter von Aceton absorbiert) und dann die gemischte Lösung von Brom Cetan und Aceton (Brom -Cetan hinzugefügt. Nach gleichmäßiger Mischung eine halbe Stunde lang langsam auf 30 Grad erhitzen und dann langsam bis 40 Grad erhitzen. Dann wird es abgekühlt und kristallisiert, gefiltert und abgelaugt. Es wird einmal gewaschen und mit Aceton kristallisiert, wieder entwässert und bei 80 Grad getrocknet, was das fertige Produkt ist. Es kann auch durch Quaternisierungsreaktion von Hexadecyl -Dimethylammonium und Methylbromid hergestellt werden.
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