苄基三丁基溴化铵(Benzyltributylammonium bromide, BTBAB)的外观为白色至类白色粉末,化学式为C19H34BrN,它可以作为有机合成中相转移催化剂,能够加速许多反应的进行,尤其是在非均相反应体系中,可将亲核试剂从水相转移到有机相,提高反应速率和产率。在卤代烃的亲核取代反应、Williamson醚合成反应等中都有重要应用。此外,它还可作为制备某些离子液体的原料,通过进一步的反应引入不同的阴离子,从而得到具有特定性能的离子液体。

苄基三丁基溴化铵
应用
合成低共熔溶剂
苄基三丁基溴化铵与羧酸(如乙酸、乙醇酸、乳酸等)通过氢键作用形成深共晶溶剂,例如[BTBAB][Ac](乙酸基苄基三丁基溴化铵 )。其分子结构中的苄基(芳香环)和长链烷基(三丁基)增强了疏水性,降低对水的亲和力,促进水性双相系统(ABS)的相分离。与四丁基溴化铵相比,BTBAB引入的苄基使DES的疏水性更强,相形成能力更优。例如,[BTBAB][Ac]的相分离能力优于[TBAB][Ac],表现为相图中更低的临界分相浓度。苄基的空间位阻和芳香环结构减少了DES与水的相互作用,促使盐(如 Na₂SO₄)更易诱导两相分裂。含苄基三丁基溴化铵的DES形成水性双相系统时所需盐浓度更低,相分离效率更高。
在溶菌酶提取中的应用
苄基三丁基溴化铵参与形成的DES基水性双相系统(如[BTBAB][Ac]/Na₂SO₄系统)对溶菌酶(Lyz)具有良好的萃取能力。其疏水性促进溶菌酶从水相转移至DES富集相,结合盐析效应,最终实现高达98%以上的萃取效率。苄基取代基显著提升DES的疏水性,使其在相分离中表现更优。例如,[BTBAB][Ac]形成水性双相系统的临界盐浓度低于[TBAB][Ac],表明其更易诱导两相分裂,适用于低盐条件下的蛋白质分离。在相同羧酸配体(如乙酸)下,它对溶菌酶的萃取效率略高于TBAB衍生的DES,归因于苄基的空间位阻效应增强了蛋白质与DES的疏水相互作用。
对DES相行为的影响机制
苄基三丁基溴化铵的阳离子结构中,苄基(C₆H₅CH₂-)增加了分子的疏水性表面积,减少与水分子的氢键作用,使 DES 在水中的溶解度降低,更易与盐(如 Na₂SO₄)形成双相系统。相图分析显示,含 BTBAB 的 DES / 盐体系的分相区域更广,相分离所需 DES 浓度更低。苄基的芳香环结构增强了DES分子间的π-π相互作用,促进 DES 在富相中的聚集,形成稳定的疏水微环境,有利于蛋白质的分配。当与短链羧酸(如乙酸、乙醇酸)结合时,BTBAB 的长烷基链(三丁基)与苄基协同调节 DES 的极性,平衡亲疏水相互作用。例如,[BTBAB][Gly](乙醇酸)兼具适度极性和疏水性,既保证与水混溶,又能通过盐析效应快速分相[1]。
参考文献
[1]Xu P ,Wang Y ,Chen J , et al.Development of deep eutectic solvent-based aqueous biphasic system for the extraction of lysozyme[J].Talanta,2019,2021-10.