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四甲基铵盐

五月 14, 2023

四甲基铵阳离子，简称TMA或Me4N+是最简单的季铵阳离子，由四个甲基和中心的氮阳离子组成，和新戊烷是等电子体。它有正电荷，只能在平衡离子存在下才能分离。四甲基铵盐则是这种离子形成的化合物，例如四甲基氯化铵和四甲基氢氧化铵。四甲基铵盐可用于化学合成，并广泛用于药理学研究。

四甲基铵阳离子
IUPAC名
N,N,N-Trimethylmethanaminium[1]
别名 Tetramethylammonium[1]
Tetramethylazanium
Tetramine
识别
CAS号 51-92-3  
PubChem 6380
ChemSpider 6140
SMILES
InChI
InChIKey QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N
ChEBI 46020
性质
化学式 C4H12N+
摩尔质量 74.14 g·mol⁻¹
危险性[2][3]（四甲基氯化铵的数据）
致死量或浓度：
LD50（中位剂量）
 25 mg/kg（小鼠，腹腔注射）
40 mg/kg（小鼠，皮下注射）
LC50（中位浓度）
 462 mg/L （96 小时，Pimephales promelas（英语：Pimephales promelas））
相关物质
相关等电子体 新戊烷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

存在

四甲基铵盐存在于许多海洋生物中，主要是在刺胞动物和软体动物中，特别是在人类食用的某些香螺属中。[4][5]它也在非洲的一种植物——Courbonia virgata（英语：Courbonia virgata）中被发现。[6]

制备、反应、溶液性质

 
Me4N+ 会形成无色晶体

四甲基铵盐可以由三甲胺和一卤甲烷直接反应而成：

Me3N + Me−I → Me4N+I−

有14C 标记的四甲基铵盐可以通过这种方法制备。[7]

尽管这个反应对简单的卤化物是合适的，不过有更复杂的阴离子的四甲基铵盐需要使用复分解反应制备。举个例子，四甲基硼氢化铵可以从四甲基氢氧化铵制备：[8]

Me4N+[OH]− + Na+[BH4]− → Me4N+[BH4]− + Na+ + HO−

类似其它季铵盐，四甲基铵盐是一种相转移催化剂，但由于其高亲水性而表现得异常。[9]

四甲基铵阳离子是亲水性的。[10]

在四甲基铵阳离子中，四个甲基以四面体排列在中心氮原子的周围，这从其盐的X射线晶体学研究中就可以明显看出。[11][12]根据对分子模型的测量，估计四甲基铵阳离子的直径约为 0.6 nm，[13]更准确的物理化学测量显示四甲基铵阳离子的离子半径为 0.322 nm，也记录了这种离子的几个热力学参数。[14][15]

毒性

四甲基铵盐的人类毒理学研究主要是在摄入香螺属后意外中毒的情况下进行的。[4]四甲基铵盐中毒症状包括恶心、呕吐、头痛、眩晕/头晕、视力受损/暂时失明、复视、畏光、缺乏平衡、有中毒感和荨麻疹。这些症状会在 30 分钟内出现，但通常会在几个小时后完全恢复。只有一个人在摄入来自Courbonia virgata的四甲基铵盐后死亡的记录。[6]虽然这些症状中大多可以根据自主神经系统中的神经传递受损来解释，但似乎也有明显的中枢影响迹象。[4]

在动物研究中，将含有四甲基铵盐的香螺属提取物对小鼠、猫和鱼进行肠胃外给药，主要表现出涉及骨骼肌的影响：肌肉震颤、抽搐、失去平衡、运动麻痹，最终呼吸停止。[4]

四甲基铵盐对人类的致死量估计为 3–4 mg/kg（口服），[4][6]对大鼠的致死量则估计为 ~45–50 mg/kg（口服）和 ~15 mg/kg（腹腔注射）[16]

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014: 1086. ISBN 978-0-85404-182-4. doi:10.1039/9781849733069-FP001. 
  2. ^ R. J. Lewis (Ed.) (2004), Sax's Dangerous Properties of Industrial Materials, 11th Ed. p. 3409, Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ.
  3. ^ http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/a?dbs+hsdb:@term+@DOCNO+7987
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Anthoni, U.; Bohlin, L.; Larsen, C.; Nielsen, P.; Nielsen, N. H.; Christophersen, C. Tetramine: Occurrence in marine organisms and pharmacology. Toxicon. 1989, 27: 707–716. doi:10.1016/0041-0101(89)90037-8. 
  5. ^ Dolan, L. C.; Matulka, R. A.; Burdock, G. A. Naturally occurring food toxins. Toxins (Basel). 2010, 2: 2289–2332. PMC 3153292  . PMID 22069686. doi:10.3390/toxins2092289. 
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Henry, A. J. The toxic principle of Courbonia virgata: its isolation and identification as a tetramethylammonium salt. Br. J. Pharmacol. Chemother. 1948, 3: 187–188. PMC 1509833  . PMID 18883998. doi:10.1111/j.1476-5381.1948.tb00373.x. 
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  8. ^ Banus, M. D.; Bragdon, R. W.; Gibb, T. R. P. Preparation of quaternary ammonium borohydrides from sodium and lithium borohydrides. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74: 2346–2348. doi:10.1021/ja01129a048. 
  9. ^ Fedorynski, M.; Ziolkowska, W.; Jonczyk, A. Tetramethylammonium salts: highly selective catalysts for the preparation of gem-dichlorocyclopropanes from electrophilic alkenes and chloroform under phase-transfer catalysis conditions. J. Org. Chem. 1993, 58: 6120–6121. doi:10.1021/jo00074a047. 
  10. ^ Koga, Y.; Westh, P.; Nishikawa, K.; Subramanian, S. Is a methyl group always hydrophobic? Hydrophilicity of trimethylamine-N-oxide, tetramethyl urea and tetramethylammonium ion. J. Phys. Chem. B. 2011, 115: 2995–3002. doi:10.1021/jp108347b. 
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  15. ^ Palomo, J.; Pintauro, P. N. Competitive absorption of quaternary ammonium and alkali metal cations into a Nafion cation-exchange membrane. J. Membrane Sci. 2003, 215: 103–114. doi:10.1016/s0376-7388(02)00606-3. 
  16. ^ Anthoni, U.; Bohlin, L.; Larsen, C.; Nielsen, P.; Nielsen, N. H.; Christophersen, C. The toxin tetramine from the "edible" whelk Neptunea antiqua. Toxicon. 1989, 27: 717–723. doi:10.1016/0041-0101(89)90038-x. 

五月 14, 2023
四甲基铵盐, 四甲基铵阳离子, 简称tma或me4n, 是最简单的季铵阳离子, 由四个甲基和中心的氮阳离子组成, 和新戊烷是等电子体, 它有正电荷, 只能在平衡离子存在下才能分离, 则是这种离子形成的化合物, 例如四甲基氯化铵和四甲基氢氧化铵, 可用于化学合成, 并广泛用于药理学研究, 四甲基铵阳离子iupac名n, trimethylmethanaminium, 别名, tetramethylammonium, tetramethylazaniumtetramine识别cas号, pubchem, 6380che. 四甲基铵阳离子 简称TMA或Me4N 是最简单的季铵阳离子 由四个甲基和中心的氮阳离子组成 和新戊烷是等电子体 它有正电荷 只能在平衡离子存在下才能分离 四甲基铵盐则是这种离子形成的化合物 例如四甲基氯化铵和四甲基氢氧化铵 四甲基铵盐可用于化学合成 并广泛用于药理学研究 四甲基铵阳离子IUPAC名N N N Trimethylmethanaminium 1 别名 Tetramethylammonium 1 TetramethylazaniumTetramine识别CAS号 51 92 3 PubChem 6380ChemSpider 6140SMILES C N C C CInChI 1S C4H12N c1 5 2 3 4 h1 4H3 q 1InChIKey QEMXHQIAXOOASZ UHFFFAOYSA NChEBI 46020性质化学式 C4H12N 摩尔质量 74 14 g mol 危险性 2 3 四甲基氯化铵的数据 致死量或浓度 LD50 中位剂量 25 mg kg 小鼠 腹腔注射 40 mg kg 小鼠 皮下注射 LC50 中位浓度 462 mg L 96 小时 Pimephales promelas 英语 Pimephales promelas 相关物质相关等电子体 新戊烷若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 存在 2 制备 反应 溶液性质 3 毒性 4 参见 5 参考资料存在 编辑四甲基铵盐存在于许多海洋生物中 主要是在刺胞动物和软体动物中 特别是在人类食用的某些香螺属中 4 5 它也在非洲的一种植物 Courbonia virgata 英语 Courbonia virgata 中被发现 6 制备 反应 溶液性质 编辑 Me4N 会形成无色晶体 四甲基铵盐可以由三甲胺和一卤甲烷直接反应而成 Me3N Me I Me4N I 有14C 标记的四甲基铵盐可以通过这种方法制备 7 尽管这个反应对简单的卤化物是合适的 不过有更复杂的阴离子的四甲基铵盐需要使用复分解反应制备 举个例子 四甲基硼氢化铵可以从四甲基氢氧化铵制备 8 Me4N OH Na BH4 Me4N BH4 Na HO 类似其它季铵盐 四甲基铵盐是一种相转移催化剂 但由于其高亲水性而表现得异常 9 四甲基铵阳离子是亲水性的 10 在四甲基铵阳离子中 四个甲基以四面体排列在中心氮原子的周围 这从其盐的X射线晶体学研究中就可以明显看出 11 12 根据对分子模型的测量 估计四甲基铵阳离子的直径约为 0 6 nm 13 更准确的物理化学测量显示四甲基铵阳离子的离子半径为 0 322 nm 也记录了这种离子的几个热力学参数 14 15 毒性 编辑四甲基铵盐的人类毒理学研究主要是在摄入香螺属后意外中毒的情况下进行的 4 四甲基铵盐中毒症状包括恶心 呕吐 头痛 眩晕 头晕 视力受损 暂时失明 复视 畏光 缺乏平衡 有中毒感和荨麻疹 这些症状会在 30 分钟内出现 但通常会在几个小时后完全恢复 只有一个人在摄入来自Courbonia virgata的四甲基铵盐后死亡的记录 6 虽然这些症状中大多可以根据自主神经系统中的神经传递受损来解释 但似乎也有明显的中枢影响迹象 4 在动物研究中 将含有四甲基铵盐的香螺属提取物对小鼠 猫和鱼进行肠胃外给药 主要表现出涉及骨骼肌的影响 肌肉震颤 抽搐 失去平衡 运动麻痹 最终呼吸停止 4 四甲基铵盐对人类的致死量估计为 3 4 mg kg 口服 4 6 对大鼠的致死量则估计为 45 50 mg kg 口服 和 15 mg kg 腹腔注射 16 参见 编辑四乙基铵盐参考资料 编辑 1 0 1 1 Nomenclature of Organic Chemistry IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 Blue Book Cambridge The Royal Society of Chemistry 2014 1086 ISBN 978 0 85404 182 4 doi 10 1039 9781849733069 FP001 R J Lewis Ed 2004 Sax s Dangerous Properties of Industrial Materials 11th Ed p 3409 Wiley Interscience Wiley amp Sons Inc Hoboken NJ http toxnet nlm nih gov cgi bin sis search a dbs hsdb term DOCNO 7987 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 Anthoni U Bohlin L Larsen C Nielsen P Nielsen N H Christophersen C Tetramine Occurrence in marine organisms and pharmacology Toxicon 1989 27 707 716 doi 10 1016 0041 0101 89 90037 8 Dolan L C Matulka R A Burdock G A Naturally occurring food toxins Toxins Basel 2010 2 2289 2332 PMC 3153292 PMID 22069686 doi 10 3390 toxins2092289 6 0 6 1 6 2 Henry A J The toxic principle of Courbonia virgata its isolation and identification as a tetramethylammonium salt Br J Pharmacol Chemother 1948 3 187 188 PMC 1509833 PMID 18883998 doi 10 1111 j 1476 5381 1948 tb00373 x Tsubaki H Nakajima E Komai T Shindo H The relation between structure and distribution of quaternary ammonium ions in mice and rats Simple tetraalkylammonium and a series of m substituted trimethylphenylammonium ions J Pharmacobio Dyn 1986 9 737 746 doi 10 1248 bpb1978 9 737 Banus M D Bragdon R W Gibb T R P Preparation of quaternary ammonium borohydrides from sodium and lithium borohydrides J Am Chem Soc 1952 74 2346 2348 doi 10 1021 ja01129a048 Fedorynski M Ziolkowska W Jonczyk A Tetramethylammonium salts highly selective catalysts for the preparation of gem dichlorocyclopropanes from electrophilic alkenes and chloroform under phase transfer catalysis conditions J Org Chem 1993 58 6120 6121 doi 10 1021 jo00074a047 Koga Y Westh P Nishikawa K Subramanian S Is a methyl group always hydrophobic Hydrophilicity of trimethylamine N oxide tetramethyl urea and tetramethylammonium ion J Phys Chem B 2011 115 2995 3002 doi 10 1021 jp108347b McLean W J Jeffrey G A Crystal structure of tetramethylammonium fluoride tetrahydrate J Chem Phys 1967 47 414 417 doi 10 1063 1 1711910 McCullough J D The crystal structure of tetramethylammonium perchlorate Acta Crystallogr 1964 17 1067 1070 doi 10 1107 s0365110x64002687 McCleskey E W Almers W The Ca channel in skeletal muscle is a large pore Proc Natl Acad Sci USA 1985 82 7149 7153 PMC 391328 PMID 2413461 doi 10 1073 pnas 82 20 7149 Aue D H Webb H M Bowers M T A thermodynamic analysis of solvation effects on the basicities of alkylamines An electrostatic analysis of substituent effects J Am Chem Soc 1976 98 318 329 doi 10 1021 ja00418a002 Palomo J Pintauro P N Competitive absorption of quaternary ammonium and alkali metal cations into a Nafion cation exchange membrane J Membrane Sci 2003 215 103 114 doi 10 1016 s0376 7388 02 00606 3 Anthoni U Bohlin L Larsen C Nielsen P Nielsen N H Christophersen C The toxin tetramine from the edible whelk Neptunea antiqua Toxicon 1989 27 717 723 doi 10 1016 0041 0101 89 90038 x 取自 https zh wikipedia org w index php title 四甲基铵盐 amp oldid 71202437, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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