一、结构

十四烷基三甲基溴化铵（Tetradecyltrimethylammonium Bromide, TTAB）是一种季铵盐类阳离子表面活性剂。

其化学结构可以分为两个部分：

1. 亲水头基：一个带正电荷的季铵阳离子基团 [N⁺(CH₃)₃]。这是其作为阳离子表面活性剂的标志。

2. 疏水尾链：一个由14个碳原子组成的直链烷基 (C₁₄H₂₉-)。

溴离子（Br⁻） 作为抗衡离子，以保持整个分子的电中性。

化学式： C₁₇H₃₈NBr
简写式： CH₃(CH₂)₁₃N(CH₃)₃Br 或 C₁₄TAB
CAS号： 1119-97-7

结构式：

               Br⁻
                |
[CH₃-(CH₂)₁₃ - N⁺ - CH₃]
                |
               CH₃

二、特性

TTAB具备典型阳离子表面活性剂的物理化学性质：

1. 两亲性：分子中同时具有亲水基和疏水基，使其能够吸附在界面（如气-液、油-水界面），显著降低表面张力。

2. 表面活性：能够在水中形成胶束。其临界胶束浓度（CMC） 通常在 ~3-4 mM（毫摩尔/升）左右（25°C）。CMC是衡量表面活性剂效率的重要指标，CMC值越低，形成胶束所需浓度越低，效率越高。

3. 杀菌消毒性：作为季铵盐，其带正电的氮原子能吸附于带负电的微生物（如细菌、真菌）细胞壁，破坏细胞膜结构，导致细胞内容物泄漏，从而杀死微生物。

4. 柔软和抗静电性：能吸附在带负电的纤维（如棉、毛）表面，形成定向排列的膜，使纤维变得柔软，并中和电荷，起到抗静电作用。

5. 稳定性：季铵盐结构在酸、碱溶液中都比较稳定，不易水解。

6. 相容性：与大多数其他类型的非离子和两性离子表面活性剂相容，但与阴离子表面活性剂混合可能产生沉淀。

7. 物理形态：常温下通常为白色至微黄色的粉末或蜡状固体。

三、主要应用

基于以上特性，TTAB在多个领域有广泛应用：

1. 相转移催化剂（PTC）

   • 这是其非常重要的一个应用。TTAB能将水相中的反应物离子（通常是阴离子）转移到有机相中，大大加快两相之间的反应速率，提高产率和选择性。常用于有机合成、高分子聚合等领域。

2. 消毒剂和杀菌剂

   • 用于配制硬表面消毒剂、洗手液、湿巾等。它对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有较好的杀灭效果。但其效果通常不如更长碳链的同类产品（如十六烷基三甲基溴化铵/CTAB）。

3. 个人护理产品

   • 作为调理剂用于洗发水、护发素中，能吸附在头发上，改善头发的梳理性、柔软度和光泽。

   • 用于化妆品中作为乳化剂，帮助稳定油水混合物。

4. 纺织工业

   • 用作织物柔软剂的主要成分，使织物触感柔软。

   • 用作抗静电剂，防止合成纤维在加工过程中因摩擦产生静电。

5. 分析化学与科学研究

   • 胶束电动色谱（MEKC）：作为缓冲添加剂，形成胶束作为“准固定相”，用于分离中性分子。

   • 蛋白质纯化：用于细胞裂解缓冲液中，帮助溶解膜蛋白。

   • 在纳米材料合成中作为软模板，引导特定形貌（如纳米棒、纳米片）的形成。

6. 其他应用

   • 石油开采：作为缓蚀剂，抑制酸性物质对金属设备的腐蚀。

   • 造纸工业：作为助留剂、柔软剂等。

   • 水处理：作为杀菌灭藻剂使用。

总结

需要注意的是，TTAB与其他季铵盐一样，具有一定的毒性和生态毒性，对水生生物有害，在使用和处理时需要遵循相关安全规范。