Związkami czwartorzędowymi nazywane są związki z ładunkiem dodatnim na atomie azotu, połączone z czterema grupami zawierającymi węgiel. Podstawniki związane kowalencyjnie z atomem azotu mogą być alifatyczne, aromatyczne lub mieszane. Inna nazwa tej grupy to czwartorzędowe sole amoniowe, które nazywane są również skrótem „quats” pochodzącym od ich anglojęzycznej nazwy (quaternary ammonium compounds). Związki te należą do grupy kationowych związków powierzchniowo czynnych.

Jak powstają związki czwartorzędowe?

Czwartorzędowe kationy amoniowe są stale naładowane, niezależnie od pH ich roztworu. Powstają w wyniku alkilowania amin trzeciorzędowych (kwaternizowania). Najszerzej stosowana metoda otrzymywania czwartorzędowych związków amoniowych polega na metylowaniu grup aminowych za pomocą chlorku metylu lub benzylu. Większość soli amoniowych jest odporna na działanie silnych elektrofili, utleniaczy i kwasów.

Właściwości i zastosowanie związków czwartorzędowych

Czwartorzędowe sole amoniowe wykazują działanie przeciwdrobnoustrojowe, przez co stosowane są w preparatach dezynfekujących i antyseptycznych. Dzięki obecności dodatnio naładowanego atomu azotu w strukturze oraz długich łańcuchów węglowych, związki te są efektywnymi środkami antyelektrostatycznymi. Właściwości te są wykorzystywane przede wszystkim w przemyśle włókienniczym do kondycjonowania materiałów oraz w produkcji tworzyw sztucznych. Ponadto, związki czwartorzędowe charakteryzują się zdolnością adsorpcji na powierzchniach metalowych, co nadaje im właściwości antykorozyjne.

Związki czwartorzędowe są szeroko stosowane jako środki do dezynfekcji powierzchni w służbie zdrowia, hotelarstwie i wielu innych branżach, ze względu na zdolności likwidacji szerokiego spektrum bakterii i grzybów. Znalazły zastosowanie również w przemyśle metalurgicznym jako inhibitory korozji, w produkcji tworzyw sztucznych oraz CASE. Możliwość projektowania różnorodnych struktur związków czwartorzędowych spowodowała, że znajdują one również zastosowanie jako produkty specjalistyczne w wąskich sektorach przemysłu.