甜菜碱盐酸盐的合成研究
甜菜碱的国内外合成专题研究及进展
甜菜碱旳国内外合成研究及进展将甜菜碱用作饲料添加剂旳始作俑者是芬兰旳大型甜菜糖业，她们成功地从甜菜糖蜜废水中提取了天然甜菜碱，并将其推向饲料、养殖行业。
可是，当饲料、养殖行业因使用这种非常安全旳饲料添加剂——甜菜碱获得了意想不到旳效果旳时候，却由于资源有限导致旳价格因素而无法在饲料行业大规模使用。
在这样旳背景之下，国内外旳专家学者开始尝试用化学合成旳措施制备甜菜碱。
目前甜菜碱旳制备措施重要有两种，一是从甜菜糖蜜中提取；二是由一氯乙酸与三甲胺化学反映而得到。
2.1 从甜菜糖蜜中提取甜菜碱存在于许多植物旳根、茎、叶及种子中，特别是糖用甜菜旳根中含量较大，新鲜甜菜根中甜菜碱含量为0.3%～0.7 %。
甜菜碱在制糖工艺过程中逐渐富集，在二次结晶蔗糖后旳废糖蜜中含量达3%～8%。
废糖蜜一般用来发酵生产酒精、味精、酵母、柠檬酸等产品，在此过程中甜菜碱不受破坏最后进入废液，这是提取甜菜碱旳重要原料。
在甜菜制糖后旳母液中，含甜菜碱12%～15%。
因此开发甜菜碱是一种低投入，高产出项目。
据文献记载，国内外基本上都是从废糖蜜中提取甜菜碱及其盐酸盐，其措施诸多，归纳起来有化学法、电解法、裂解法、离子互换树脂法（离子互换提取法）、色谱分离法（离子排斥提取法）等等。
甜菜碱最早由芬兰CALTER 公司采用裂解法从废糖蜜中提获得到。
目前甜菜碱旳提取工艺重要有离子互换提取法和离子排斥提取法。
2.1.1 化学法化学法：将300g甜菜制糖后旳母液加热到50℃在搅拌下加入80g旳CaCI2，趁热过滤，在滤液中加入盆酸，在20～30℃结晶、分离、干燥，得纯度为98.8%旳甜菜碱粗品。
2.1.2 离子互换提取法…2.1.3 离子排斥提取法…2.2 化学法合成2.2.1 甜菜碱旳合成化学合成法生产甜菜碱是用三甲胺与氯乙酸钠进行反映，制成甜菜碱与氯化钠旳水溶液，然后用合适旳措施将其分离从而得到产品。
目前，国内合成甜菜碱旳生产厂家均采用这一工艺路线，该措施虽然只有两步反映，但第二步旳合成反映机理较为复杂。
甜菜碱盐酸盐生产工艺
甜菜碱盐酸盐生产工艺甜菜碱盐酸盐是一种重要的工业化学原料，广泛应用于化工、农药、医药等领域。
以下是甜菜碱盐酸盐的生产工艺介绍，包括原料准备、反应过程、产品制取等步骤。
1. 原料准备：甜菜碱（β-甜菜碱）为工业生产的主要原料，通常以甜菜根或甜菜渣为原料进行提取和分离。
另外，还需准备氢氧化钠（NaOH）和盐酸（HCl）用于反应过程。
2. 反应过程：（1）提取纯甜菜碱：将甜菜根或甜菜渣经过处理、切碎、浸泡和提取等步骤，提取出含有甜菜碱的液体。
（2）碱化反应：将提取得到的甜菜碱液体与氢氧化钠进行混合反应，生成甜菜碱氢氧化钠溶液。
（3）热解反应：将甜菜碱氢氧化钠溶液进行加热，使其产生一定的压力和温度，使甜菜碱分解为甲醛和亚硝酸钠。
（4）酸化反应：将亚硝酸钠与盐酸进行反应，生成甜菜碱盐酸盐。
（5）沉淀与分离：将甜菜碱盐酸盐溶液进行冷却和沉淀处理，使其产生固体沉淀物。
通过离心或过滤等操作，将沉淀物与溶液分离。
3. 产品制取：将分离得到的甜菜碱盐酸盐进行洗涤和干燥处理，得到干燥的甜菜碱盐酸盐产品。
产品可以进一步进行获得纯度高的甜菜碱盐酸盐，通过结晶、晶体分离和过滤等工序。
4. 注意事项：在甜菜碱盐酸盐的生产过程中，需要控制反应的温度、压力和pH值等参数，以保证反应的顺利进行和产品的质量。
此外，还需注意安全生产，防范火灾和爆炸等事故的发生。
总结：甜菜碱盐酸盐的生产工艺包括原料准备、反应过程和产品制取等步骤。
通过提取纯甜菜碱、碱化反应、热解反应、酸化反应和沉淀与分离等操作，最终得到甜菜碱盐酸盐产品。
在生产过程中要注意反应参数的控制和安全生产。
这些工艺步骤可以实现大规模、高效、安全的甜菜碱盐酸盐生产。
论文-甜菜碱的合成及其工艺改进的研究
甜菜碱的合成及其工艺改进的研究摘要：甜菜碱是一种季铵型生物碱，在饲料添加剂、医药工业、食品添加剂等领域都有十分广泛的应用。
利用化学合成法合成甜菜碱具有产率高、成本低的优点，但是传统化学合成法由于在合成过程中需使用氢氧化钠，使产品中的副产物氯化钠难以去除，严重影响了产品的纯度，限制了其在药物方面的应用。
基于此，本论文提出了一种新的生产工艺：离子交换工艺。
该工艺利用强碱离子交换树脂的特殊性能，依次将反应物氯乙酸、三甲胺与树脂交换反应，即得到甜菜碱产品。
本文分别考察了交换过程中氯乙酸流量、三甲胺反应温度、反应时间、反应物初始摩尔比等因素对反应收率的影响。
结果表明，控制氯乙酸流量在2~4 mL/min之间，三甲胺与氯乙酸浓度为3﹕1，40 ℃反应3 h后收率可达99.8%，产品纯度为99%。
因此，本论文提出的工艺具有流程简单、收率高、纯度高、环境友好等特点，所研究的结果为工业化生产提供了有效的理论依据。
关键词：甜菜碱；离子交换树脂；氯乙酸；三甲胺；合成；工艺改进1 引言1.1 选题的目的和意义甜菜碱(Betaine)是具有R-(CH3)2N+CH2COO-结构化合物的总称。
较常见的如十八烷基甜菜碱，它是用途广泛的两性表面活性剂；N,N,N- 三甲基甘胺酸内盐，又称三甲胺内酯或甜菜素，是一种季胺型水溶性生物碱，因最初从甜菜中提取而得名，广泛地存在于动植物体内，是良好的饲料及食品添加剂。
分子式为C5H11NO2。
吸水后的存在态为C5H11NO2•H2O，分子量为117.15，熔点293℃，分解点为310℃，故对热、酸碱非常稳定，而且不会发生褐变，所以在烹调或食品加工条件下是完全稳定的。
甜菜碱在常温下易吸潮呈鳞状或棱状白色结晶，味甜，其10％溶液的甜度相当于同浓度蔗糖的一半；极易溶于水，易溶于甲醇，溶于乙醇，难溶于乙醚，经浓KOH溶液的分解反应生成三甲胺，常温不易保存。
甜菜碱在饲料添加剂方面的应用早已被人们所认识和推广，且有不断增长的趋势。
【精品论文】以甜菜碱盐酸盐和尿素合成低共熔溶剂的研究
第35卷第6期2010年12月昆明理工大学学报(理工版)http ://www．kustjournal．com /Journal of Kunming University of Science and Technology (Science and Technology )Vol．35No.6Dec．2010收稿日期:2010－04－23．基金项目:国家自然科学基金(50864009);高等学校博士学科点专项科研基金(20070674001)作者简介:卢海君(1982－)，女．硕士．主要研究方向:离子液体冶金．E －mail :luhaijun2001@163．comdoi :10．3969/j．issn．1007－855x．2010．06．003以甜菜碱盐酸盐和尿素合成低共熔溶剂的研究卢海君，华一新，李艳，张笑盈(昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093)摘要:以甜菜碱盐酸盐和尿素为原料合成了一种低共熔溶剂．测定了该低共熔溶剂的熔点、密度、电导率等物理性质．结果表明:90ħ，摩尔百分数为60% 90%Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂的密度范围在1．273 1．521g /cm 3．低共熔溶剂的电导率随温度的升高而增大，黏度随温度升高而减小，且均符合Arrhenious 规律．尿素与甜菜碱盐酸盐的摩尔百分数为85%时低共熔溶剂的熔点最低，为27ħ，在此浓度下，60ħ时低共熔溶剂的电化学窗口为2V．关键词:黏度;电导率;低共熔溶剂中图分类号:TF11文献标识码:A 文章编号:1007－855X (2010)06－0011－04Study of Deep Eutectic Solvents Based Betaine Hydrochloride and UreaLU Hai-jun ，HUA Yi-xin ，LI Yan ，ZHANG Xiao-ying(Faculty of Metallurgical and Energy Engineering ，Kunming University of Sicience and Technology ，Kunming 650093，China )Abstract :Deep eutectic solvents was synthesized with Betaine Hydrochloride and Urea and its physical proper-ties such as melting point ，density ，conductivity were investigated．The result indicated that :90ħ，the density range of Urea /C 5H 12NO 2Cl deep eutectic solvent is 1．273 1．521g /cm 3with the 60% 90%molar per-centage of urea．Conductivity increased fast with the increa sin g of temperature ，vis cos ity decreased rapidly with the increa sin g of temperature ，and both of them could be described with Arrhenious equation．The eutectic point is 27ħwith the molar fraction of 85%Urea ，and its electrochemistry window is 2V at 60ħ．Key words :viscosity ;conductivity ;deep eutectic solvents0引言低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents ，DESs )的概念是由英国Leicester 大学的Abbott 教授于1999年首次提出的［1］．低共熔溶剂由于具有低挥发性、低熔点、高热稳定性、选择性溶解力和可设计性等优点，其作为一种新型的绿色溶剂目前已经引起了人们广泛的关注．1988年，M．Gambino 等研究表明尿素和碱金属卤化物可以形成熔点小于150ħ的低共熔共熔溶剂［2，3］．但是由于此种低共熔溶剂的熔点较高限制了其作为溶剂的应用．2003年，Abbott 课题组发明了一类含有尿素的低共熔溶剂［4］．此种低共熔溶剂的熔点较低，尤其以两分子尿素和一分子氯化胆碱通过氢键结合可形成最低熔点为12ħ的混合物．此种低共熔溶剂对氧化锌、氧化铜、氧化钴等金属氧化物具有良好的溶解性［5］．Zn ，Cr ，Sn ［6］，Cu 和Ag ［7，8］已经成功的从此类低共熔溶剂中电沉积出来．2005年，德国的K nig 课题组也加入了低共熔溶剂的研究行列，并且报道了糖(糖醇)－尿素－盐三元体系低共熔物中的Diels －Alder 反应［9］，Stille 反应［10］和Suzuki 反应［11］．本文采用甜菜碱盐酸盐和尿素合成低共熔溶剂．甜菜碱盐酸盐具有酸碱两性结构，是一种内盐，可以提供氢键和尿素形成较低熔点的混合物．由于对低共熔溶剂的研究在国内尚少，更缺乏其理化性质的基础数据．因此，本文用甜菜碱盐酸盐和尿素合成了低共熔共熔溶剂，并表征了此低共熔溶剂的物化性质，测定了此种低共熔溶剂的熔点、密度、黏度以及电导率并讨论了密度、黏度以及电导率随温度变化的关系．1实验部分1．1低共熔溶剂的合成首先将甜菜碱盐酸盐(C 5H 12NO 2Cl )(分析纯)和尿素(分析纯)进行真空干燥，然后将两种试剂按照设定比例混合，用加热磁力搅拌器(广州仪科实验室技术有限公司)加热100ħ恒温，磁力搅拌2h ，获得无色透明低共熔溶剂．1．2电导率的测定采用电导率仪测定低共熔溶剂的电导率．电导率仪为DDS －307型(上海精密科学仪器有限公司)，电导电极为DJS －10型(电导电极规格常数J 0=1．014)．1．3黏度的测定采用数字旋转黏度计测定低共熔溶剂的黏度．粘度计型号为SNB －2(上海地学仪器研究所)．1．4循环伏安实验采用电化学工作站(PCI /300型)对Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂进行循环伏安研究，工作电极为玻碳电极(有效面积0．1257cm 2)，对电极为铂电极(有效面积0．0079cm 2)，参比电极为银丝(有效面积0．1215cm 2)．工作电极和对电极用α－氧化铝抛光粉进行打磨、用丙酮清洗、高纯水清洗处理，参比电极经金相砂纸打磨、依次用2% 30%盐酸、水和丙酮清洗2 10min．2实验结果与讨论2．1Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂熔点与成分的关系熔点是评价低共熔溶剂的一个关键参数．因此，本研究首先测定了Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂熔点随成分的变化，结果如图1所示．由图可见，甜菜碱盐酸盐与尿素可以形成低共熔溶剂，当尿素与甜菜碱盐酸盐的摩尔百分比为85%时，体系的最低共熔点为27ħ，比纯的尿素和甜菜碱盐酸盐的熔点降低了很多．甜菜碱盐酸盐与尿素形成低共熔溶剂的原因是由于尿素上的质子，即N－H 键上的氢和季铵盐中的卤素离子通过氢键相互作用，使它们之间的电荷离域，从而降低了季铵盐的熔点．此外，甜菜碱盐酸盐本身的低对称性及较强的氢键形成能力也会降低体系的熔点．2．2Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂密度与成分的关系使用比重瓶法测得不同成分下的Urea /C 5H 12NO 2Cl低共熔溶剂在90ħ时的密度，结果如图2所示．从图2可以看出，此低共熔溶剂的密度随着尿素含量的增大而降低，密度范围在1．273 1．521g /cm 3．密度和低共熔溶剂的成分的关系表示如下:密度和偏摩尔体积之间的关系式如下:21昆明理工大学学报(理工版)http ://www．kustjournal．com /第35卷ρ=n C 5H 12NO 2Cl M C 5H 12NO 2Cl +n Urea M Urea n C 5H 12NO 2Cl V —C 5H 12NO 2Cl +n Urea V —Urea (1)由(1)式可以得出ρ=M C 5H 12NO 2Cl +(M Urea －M C 5H 12NO 2Cl )x UreaV —C 5H 12NO 2Cl +(V —Urea －V —C 5H 12NO 2Cl )x Urea(2)其中ρ表示低共熔溶剂的密度，M 表示分子量，n 表示摩尔数，珔V 表示摩尔体积，x 表示摩尔百分数．将M Urea 、M C 5H 12NO 2Cl 代入(2)式，得到ρ=153－93x Urea V —C 5H 12NO 2Cl +(V —Urea －V —C 5H 12NO 2Cl )x Urea (3)将实验数据按照式(3)进行非线性最小二乘法拟合，得到描述Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂在363.15K 时的密度与组分x Urea 相关性的函数关系，见图2，通过拟合计算得出珔V C 5H 12NO 2Cl =81.70975cm 3/mol ，珔V Urea =55．5423cm 3/mol ，从而得出密度与摩尔分数的函数关系如下:ρ=153－93x Urea81.71－26.17x Urea (4)2．3Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂电导率与温度、电导率与组成的关系在成分一定的条件下，实验测定了Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂电导率与温度的关系，其结果如图3(a )所示．由图可见，成分一定时，随着温度的升高，低共熔溶剂的电导率显著增大．温度与电导率的关系可用下式表示:ln k =ln k 0－E kRT (5)其中k 0为常数，E k 为活化能．Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂电导率随温度变化的Arrhenius 图见图3(b )中的插图．通过对图3(b )中的Arrhenius 图计算得出不同组成的活化能，见表1．从表1中看出活化能大致存在着随尿素摩尔百分比增大而变小的规律．这是因为尿素含量增大，熔点降低，导致体系黏度下降，离子迁移速率变快，电导率变大，活化能降低．从图3(b )可以看出，在同一温度下，电导率随着Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂的摩尔百分比增大而逐步增大，这是由于随着Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂中尿素的摩尔百分比增大，离子迁移速率变快，从而电导率逐渐变大．31第6期卢海君，华一新，李艳，等:以甜菜碱盐酸盐和尿素合成低共熔溶剂的研究表1不同组成的Urea /C 5H 12NO 2Cl 的活化能Tab．1Activation energy of Betaine Hydrochloridewith Urea as a function of composition 摩尔百分比组成/%607075808590活化能/(kJ ·mol －1)85.5295.1767.3271.0557.8345.282.4电化学窗口采用电化学工作站(PCI /300型)对Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂进行循环伏安研究，结果如图4所示．从图4可以看出，相对于Ag /Ag +电极，低共熔溶剂的电化学窗口为2V 左右．此种低共熔溶剂的电化学窗口比水的电化学窗口(1.229V )要宽很多，说明在电解时低共熔溶剂比水溶液稳定，因此，许多在水溶液中电解不出来的活泼金属可以在低共熔溶剂中进行电解．3结论1)用甜菜碱盐酸盐(C 5H 12NO 2Cl )和尿素(Urea )按适当的比例混合可以形成低共熔溶剂．2)尿素和甜菜碱盐酸盐的摩尔百分含量为85%时，低共熔溶剂的最低熔点为27ħ．90ħ，摩尔百分含量60% 90%Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂的密度范围在1.273 1.521g /cm 3．3)相同成分的Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂电导率随着温度的升高而升高，相同温度条件下，不同成分的Urea /C 5H 12NO 2Cl 低共熔溶剂电导率随着尿素含量的增加而降低．此低共熔溶剂的黏度则随着温度的升高而降低．电导率和黏度随温度变化均符合Arrhennius 规律．4)相对于Ag /Ag +电极，低共熔溶剂的电化学窗口为2V 左右．参考文献:［1］M Avalos ，R Bbiano ，P Cintas ，et al．Greener Media in Chemical Synthesis and Processing ［J ］．Angew．Chem ，2006，45:3904．［2］M．Gambino and J．P．Bros．Heat capacities of urea and of some eutectic urea －based mixtures between 30and 140degree［J ］．Thermochim．Acta ，1988，127:223．［3］M．Gambino ，P．Gaune ，M．Nabavian ，M．Gaune －Escard and J．P．Bros．Enthalpies of fusion of urea and of some urea －basedeutectic mixtures ［J ］．Thermochim．Acta ，1987，111:37．［4］A．P．Abbott ，G．Capper ，D．L．Davies ，et al．Novel solvent properties of choline chloride /urea mixtures ［J ］．Chem．Commun ，2003:70．［4］A．P．Abbott ，G．Capper ，D．L．Davies ，et al．Application of ionic liquids to the electrodeposion of metals ［J ］．Chem．Eng Data ，2006，51:4265–4271．［5］A．P．Abbott ，G．Capper ，K．J．McKenzie and K．S．Ryder．Electrodeposition of zinc –tin alloys from deep eutectic sol-vents based on choline chloride ［J ］．Electroanal．Chem．，2007，599:288．［6］A．P．Abbott ，S．Nandhra ，S．Postlethwaite ，K．S．Ryder and E．L．Smith．Electroless deposition of metallic silver from acholine chloride －based ionic liquid :a study using acoustic impedance spectroscopy ，SEM and atomic force microscopy ［J ］．Phys．Chem．Chem．Phys．，2007，9:3735–3743．［7］A．P．Abbott ，J．Griffith ，S．Nandhra ，C．O ’Connor ，S．Postlethwaite ，K．S．Ryder and E．Smith．Sustained electroless depositionof metallic silver from a choline chloride －based ionic liquid ［J ］．Surf．Coat．Technol．，2008，202:2033–2039．［8］G Imperato ，E Eibler ，J Niedermaier ，et a1．Low －melting sugar –urea –salt mixtures as solvents for Diels –Alder reactions［J ］．Chem．Commun ，2005:1170．［9］G Imperato ，R Vasold ，B K ?nig．Stille Reactions with Tetraalkylstannanes and Phenyltrialkyls tan nanes in Low Melting Sugar－Urea －Salt Mixtures ［J ］．Adv．Synth．Catal ，2006，348:2243．［10］G Imperato ，S x －inger ，D．Lenoir ，et a1．Low melting sugar –urea –salt mixtures as solvents for organic reactions －estima-tion of polarity and use in catalysis ［J ］．Green Chem ，2006，8:1051．41昆明理工大学学报(理工版)http ://www．kustjournal．com /第35卷。
甜菜碱制备工艺的研究
（ 快）
收 稿 日期 ：０ ８０ — 修 回 日期 ：０ ８ ９ ２ ０ －６３ ０； ２ ０ － ￣３ ０
基金项 目： Ｉ 四Ｊ ￣学 大学生创新实验计划项 目资助 Ｉ 联 系人简介 ： 高国伟 （ ９３ ） ， １６ ．男 副教授， 主要从事高性 能聚合物及其单体研究。Ｅ ｉ：ａｓｎ ａ＠ｙｈｏ ｃｒ ｃ ｍａ ｇｏｕ ｄｙ ａｏ．ｏ ． ｎ ｌ ｎ
关键词 ： 甜菜碱 ； 制备 ； 新工艺 中国分类号 ：６ ９ ３ ０ ２ ．８ 文献标识码 ： Ａ
甜菜碱 ［ Ｃ ， Ｎ Ｈ Ｃ ０ ］是一种季铵型 （ Ｈ ） Ｃ Ｏ ， 水溶性 生物 碱 ， 作 为 甲基 供 体 ， 可 具有 促 进 动物 蛋 白质 和脂肪 代 谢 、 和 应 激 、 节 渗 透 压 、 进 食 缓 调 增 欲、 稳定维生索 、 参与预防球虫病¨ 也可作 为多 引，
甜 菜 碱 制 备 工 艺 的研 究
杨 昆 ， 王 稼 谭 亿。吴狄峰 麦 彪 高 国伟 ， ， ， ，
（ ．四川成都 ６００ ； １２ ７ ６０６ ； １０４ ６０６ ） １０４
３ ．四川 大学生命 科学 学 院 ， 四川 成都
为 ０６ ％ 。 。７
Ｋｃ ｌ ］ 。Ｈ Ｉ ｌ 。， ｏｌ 。 — ｏ Ｉ ｃ
一
Ｏ
。ｏ
Ｈ
２
＋ Ｐ（） ｃ 慢
Ｈ ２
Ｏ
。 Ｏ
Ｈ ＋ ＮＣ ３ ２ （Ｈ） ３
图 １ 合 成路 线
Ｆ ｇ １ Ｔ ｅ ｓ ｎｈ ｔ ｏ ｔ ｉ ． ｈ ｙ ｔｅ ｉ ｒ ｕ ｅ ｃ
氯 乙酸 （ 成都 市科 龙化 工试 剂厂 ， 析纯 ） ３． ％ 分 ，３３ 三 甲胺 （ 成都市 科龙化 工试 剂厂 ， 分析 纯 ） 无 水 乙 ， 醇（ 成都 市长联 化工试 剂有 限公 司 ， 分析 纯 ） 。 Ｘ Ｃ—Ｉ 显 微 熔 点 测 定 仪 （ Ｒ 型 四川 大 学 科 仪 厂， 温度 计未校 正 ）７ １ 分光光 度计 （ ，２ ． 上海天 普分 析 仪器 有限公 司 ） 。 １２ 甜 菜碱 的合成 ． 将 ４ ．５ （ ．ｍ １ 氯 乙酸 置 于 ５Ｏ Ｌ三 颈 ７２ ｇ ０５ ｏ） ０ｒ ａ 瓶 中 ， 入 ｌＯ Ｌ去 离 子 水搅 拌 溶 解 ， 溶 解 后 ， 加 Ｏｍ 待 缓 慢滴 加 ｌＯ （ ．ｍ １氢 氧 化 钾 溶 液 ， 制 反 ＯｍＬ ０５ ｏ） 控 应 室 温 ３℃ ， 加 完 后 补 加 ５ ｍ Ｏ 滴 ０ Ｌ去 离 子 水 。 用 冰水 冷却 至 １℃ ， ０ 再缓 慢滴 加 ６ ｍ ３．％ 三 甲 ０ Ｌ ３３
甜菜碱合成反应条件的研究
甜菜碱合成反应条件的研究甜菜碱合成反应条件的研究甜菜碱由于其独特的功能，已经成为我国饲料行业采用的一种重要的饲料添加剂。
天然甜菜碱产量有限使得化学合成甜菜碱受到重视，其中以氯乙酸、烧碱或纯碱以及三甲胺为原料化学合成甜菜碱的研究比较活跃。
关于甜菜碱合成反应的相宜条件存在差异，各生产厂家实际应用的合成条件也不相同；但均认为甜菜碱合成反应应先在低温下进行一段时间，然后在更高温度下完成反应。
合成条件研究结果不全都的根本原因是人们虽然很简单化学合成甜菜碱，但是即使是在试验室，人们也极难从反应完成的体系中分别出高纯度的甜菜碱。
甜菜碱和副产物氯化钠的分别一直都较困难；此外，当甜菜碱中存在着三甲铵盐、氯化钠等杂质时，用非水滴定法、比色法以及总氮法(杨官娥等，2000)定量测定甜菜碱不能得到精确结果。
由此可见，一方面很难获得高纯度的甜菜碱，一方面又要用重复性很差的收率来衡量合成条件的优劣，再加上没有牢靠的定量分析方法，这必定导致互不相同、甚至是错误的研究结果。
本试验研究了以氯乙酸、烧碱和三甲胺为原料化学合成甜菜碱的反应条件，且试验结果较牢靠，现提出谨供参考。
1材料与方法1．1试验主要材料、试剂和试验设备氯乙酸(工业级，含量实测值96．4％，产于石家庄)；三甲胺(工业级，含量实测值30．0％，密度0．891g／mL，产于X省)；氢氧化钠、氯乙酸钠、硫酸(均为化学纯，X市产)。
SC-15数控超级恒温槽、KELTECAU—T01030定氮仪、磁力搅拌器、容量瓶、烧杯、移液管、5mL注射器、水银温度计等。
1．2合成原理氯乙酸与氢氧化钠反应生成氯乙酸钠，然后与三甲胺反应生成甜菜碱，反应式如下：C1CH2COOH+NaOH=ClCH2COONa+H20；C1CH2COONa+(CH3)3N=(CH3)3NCH2C00+NaCl。
副产品为与甜菜碱等摩尔量的氯化钠，合成反应产物中一般还有未消耗完的三甲胺。
甜菜碱一旦生成就成为结构特别稳定的化合物，一般酸性、碱性或者高温环境下不会分解，更不会挥发。
以甜菜碱盐酸盐和尿素合成低共熔溶剂的研究
Ｓ ｕｄｙ ｏ ｅ ｔ ｃ ｉ ｏ ｖ ｎ ｓ Ｂａ ｅ ｔ ｉ ｅ Ｈ ｙ ｒ ｃ ０ ｉ ｎ ｅ ｔ ｆ Ｄｅ ｐ Ｅｕ ｅ ｔｃ Ｓ ｌ ｅ ｔ ｓ ｄ Ｂｅ ａ ｎ ｄ Ｏ ｈｌ ｒ ｄｅ ａ ｄ Ｕｒ ａ
Ｌ ａ— ｎ ＨＵ ｉ ｉ ， Ｉ ａ ， Ｈ Ｇ Ｘａ —ｉｇ Ｕ Ｈ ｌｕ ， Ａ Ｙ— ｎ Ｌ Ｙ ｎ Ｚ ＡＮ ｉ ｙｎ ｊ ｘ ｏ
ｉ ２ ℃ ｗ ｔ ｈ ｌｒｆａ ｔ ｎ ｏ ５ ｓ ７ ｉ ｔ ｅ ｍｏ ａ ｃ ｉ ｆ ％ Ｕｒａ．ａ ｄ ｉ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｓｒ ｉ ｄ ｗ ｉ ２ ｔ６ ￣ ｈ ｒ ｏ ８ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔ ｈ ｍｉｔ ｗ ｎ ｏ ｓ Ｖ ａ ０ Ｃ． ｓ ｏ ｙ
的密度 范 围在 １２ ３～１ ５ １ｇ ｃ 低 共熔 溶 剂的 电导 率随 温度 的升 高而增 大 ， 度 随温度 升 高 ．７ ． ２ ／ ｍ ． 黏
而减 小 ， 且均 符合 Ａ ｒｅｉｕ 规律 ． 素 与甜 菜碱 盐酸 盐的摩 尔百分数 为 ８ ％ 时低 共熔 溶 剂的熔 ｒ ｎｏ ｓ ｈ 尿 ５
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｄｅ ｐ ｅ ｔｃ ｉ ｏｖ ｎ ｓ ｗａ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｔ ｔ ｉｅ Ｈｙ ｒ ｃ ｌ ｒｄ ｎｄ Ｕｒ ａ ａ ｄ ｉｓｐ ｓｃ ｌ ｐ ｏ ｅ － ｅ ｕ ｅ ｔ ｓ ｌ ｅ ｔ ｓ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｗｉｈ Ｂｅ ａｎ ｄ ｏ ｈ ｏ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｈｙ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｃ
甜菜碱的制备
实验六－1 十二烷基二甲基甜菜碱的合成一、实验目的1. 掌握甜菜碱型两性离子表面活性剂的合成原理和合成方法。
2. 了解甜菜碱型两性离子表面活性剂的性质和用途。
3. 学习熔点的测定方法。
二、实验原理十二烷基二甲基甜菜碱是用N,N-二甲基十二烷胺和氯乙酸钠反应合成的，反应方程式为：三、主要仪器和药品电动搅拌器、熔点仪、电热套、四口烧瓶（250ml）、球形冷凝管、玻璃漏斗、温度计；N,N-二甲基-十二烷胺、氯乙酸钠、乙醇、盐酸、乙醚四、实验内容将四口烧瓶、温度计、电动搅拌器、冷凝管组装好，称取10.7gN,N-二甲基十二烷胺，放入四口烧瓶中，再称取5.8g氯乙酸钠和30ml质量分数50%的乙醇溶液，倒入四口烧瓶中，在水浴中加热至60~80℃，并在此温度下回流至反应液变成透明为止。
冷却反应液，在搅拌下滴加浓盐酸，直至出现乳状液不再消失为止，放置过夜。
第二天，十二烷基二甲基甜菜碱盐酸盐结晶析出，过滤。
每次用10ml质量分数为50%乙醇溶液洗涤两次，粗产品用乙醚：乙醇=2:1溶液重结晶，得精制的十二烷基甜菜碱。
用熔点仪测其熔点。
五、注意事项1. 玻璃仪器必须干燥。
2. 滴加浓盐酸至乳状液不再消失即可，不要太多。
3. 洗涤滤波时，溶剂要按规定量加，不能太多。
六、思考题1. 两性表面活性剂有哪几类？它在工业和日化方面有哪些用途？2. 甜菜碱型与氨基酸型两性表面活性剂其性质的最大差别是什么？实验六－2 洗发香波的制备一、实验目的1. 掌握配制洗发香波的工艺。
2. 了解洗发香波中各组分的作用和配方原理。
二、实验原理1. 主要性质和分类洗发香波（shampoo）是洗发用发化妆洗涤用品，是一种以表面活性剂为主要加香产品。
它不但有很好的洗涤作用，而且有良好的化妆效果。
在洗发过程中不但去油垢、去头屑，不损伤头发、不刺激头皮、不脱脂，而且洗后头发光亮、美观、柔软、易梳理。
洗发香波在液体洗涤剂中产量居第三位。
其种类很多，所以其配方和配制工艺也是多种多样的。