甜菜碱的制备_特性和用途

1986年第3
期日用化学工业译丛

甜菜碱的制备、特性和
用途

甜菜碱是一种多功能性的表面活性剂,在化妆品和盟洗制品特别是在香波制品中的用量一直在稳定增长最近三十年来发现,甜菜碱因其温和性,去污作用和良好的增泡稳泡性能不失为优良的头发和皮肤制品用表面活性剂甜菜碱是内季按化合物,类似于氨基酸两性离子其水溶液特性与氨基酸相同,取决于溶液沟pH值,与氨基酸不同的是当接近或在等甩点时依然具有高溶解度但此时的抗菌能力要比在酸性条件时差,这一点与季按化合物相同甜菜碱的表面活性取决于烷基链长,随着链的增长去污力提高,而起泡能力下降,在碱性条件下,甜菜碱具有最好的起泡和去污能力,在酸性条件下,对头发具有较好的调理作用实际上是两者兼顾。甜菜碱的去污和起泡性能一般不受硬水的影响,这是配制泡沫浴和香波时一个很重要的条件用磺基替代狡基所得的化合
物叫做磺

基
甜菜
碱

甜菜碱因具有酸碱两重性
,
可与大多

数化妆品组分配伍,在宽的pH范围内
稳

定,广泛用于个人制品中
。
不同甜菜碱的细微差别在于产品中的
碳链分布不同,更主要则是由于副产物的
类型和其含量不同所引
起

。

甜菜碱的纯
度
咪哇琳衍生物是两性表面活性剂中一
大主类,这些物质在水溶液中产生一种
由

环状和直链状化合物组
成的混

合
物,其中

包括甜菜碱。甜菜碱不同于这些物质,纯
度
高,副产物
很少

使用甜菜碱配制个人制品时,区分
烷
基
甜菜碱与烷基酞胺甜菜碱是有意义
的
。
两
者主要由甜菜碱氯化钠和未反应物组
成,在性能上无大的差别。然而
,
烷基跳

胺甜菜碱性
能更温和,调理作用更强

。

典型的甜菜碱有:N一取代烷基衍生
物,烷基酞胺衍生物
(图1)

中的水
份,因而降低了卷发的平直
程度

坏状硅氧烷液
与

Gant代z(G
AF
)

树

脂联用时很有限,这类树脂在无硅氧烧存在下用于头发,首先给人的感觉是头发相当粗糙,即使软化后,估计也要过05h才逐步产生滑爽的手感假如与硅氧烷合用,则一开始就使头发具有柔软的手感试验表明,硅氧烷存在时,有助于产生大盘的柔性膜。头发修饰荆油类乳液膏霜等制品的效用是通过改善头发的外观增加丝光,使之保持魅力,所以头发修饰剂特别受到重视,以前许多头发修饰剂都是凡士林和矿物油联用,油
腻性较大
含有硅氧烷液的头发修饰剂具有表
面

张力低,易于铺展的优点,并且不会给
人
以
油腻
感

。

今
考文
做
略

—
M
anufaetu
rin

g

1985,宋健译灿3Chemist,2
9
~
32
李焕珍
校
日
用化学工业
译

丛

第
3
期
2956

年

CH
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CH

一N一CH:C001”’¹一C一NH一(CH:)一N一
CH:(
二

】

00
0

CHoCH
:

图1典型的
甜菜碱左边:N一取代烷基衍生物,右边:烷基酸胺衍生
物

一
ZH:O+Z
H
:

RCOOH+NHs—,RC曰N—,RCH:NH

X
昌
H
U

2
+

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审

C
HCH
IN|

么
¹

CH
CO八+ClCHCOONa八丈,n户1了、J一一,工、、二王IN|HUR

CH
CH

图
2
烷基甜菜碱的制备

HN|CCH!RCOOH+NH:一(CH:)s一仗lCHO
一
H
:

0
1}

_
,
RCNH一(C

H

:)s

CH
“
I
¹

RCNH一(CH
:):一N一CH:
COO

!

八
+
CICHCOO
N
a

。
小

C
H
。

图
3
烷基酞胺甜菜碱的制备

磺基甜菜碱和磺基酸胺甜菜碱为相应的磺基衍生物甜菜喊的制备烷基甜菜碱和烷基酞胺甜菜碱的制备如图23所示美国Lonza公司提供下列烷基碳链C:。到C:.的烷基甜菜碱:癸基甜菜碱(Lonzaine105),椰油基甜菜碱(Lonzai-ne扭C)月桂基/肉豆葱基甜菜碱(L。二z-aine14)鲸蜡基甜菜碱(Lonzaine165)十八烷基甜菜碱Lonzaine185)该公司自称,上述物质象所有的甜菜碱一样酸性时呈阳离子性,碱性时呈阴离子性,它们具有显著的抗硬水性能
,
在

软水硬水中都能产生丰富
的

泡沫

,
产
品

色浅味轻,含盐量低,性能温
和,可
生
物降
解

。

10%溶液的pH值为72~
7
5,p

H

值

在3~n范围内变化,泡沫性能基本上不
受影响
Lonzaine一ZC
和

L
on
zaine

,
4
泡

沫
性能最好

这些甜菜碱与阴离子表面活性剂复配
后的泡沫性能要比单一的阴离子
活

性
剂

好,这一点已由甜菜碱与十二烷
基
硫酸钠

复配(1,3)的效果曲线图得到证实
烷
基甜菜碱与阴离子活性剂复配
也可

使粘度增加一般地甜
菜碱与阴离
子活
1986年第3
期
日用化学工业译丛

S
吞
·

性剂的比例为1:1,活性物含最为10~七。%时,便可获得中高粘度的产品,如甜舞碱分别与十二烷基硫酸钠十二烷基醇醚硫酸钠脂肪酸甲基牛磺酸缩合物和握乙磺酸钠复配Lonza公司指出,甜菜碱含盐量低,将扩大产品的适应性,提高化妆品的低温稳定性一般认为甜菜碱性能温和,对眼睛刺激性低,且能有效地降低化妆品和盟洗制品如婴儿化妆品眼部化妆品中的烷基硫酸盐和炕基醇醚硫酸盐的刺激作用。Lonzaine12C的泡沫性能不受pH值变化的影响,被认为是一种适应于酸性香波和调理香波的表面活性剂,用于漂洗荆,给予优良的湿梳和干梳性能;与季钱化合物和碘杀菌剂复配可制备外科用清洁剂烷基甜菜碱与阳离子聚合物调理剂复配,直接效果要比烷基酞胺甜菜碱好。ThGold:。hmidtAleolae和Soher公司对烷基酞胺甜菜碱进行了大量的研究工作RH吐tinger在最近的一篇关于长链两性表面活性剂的文章中,广泛地论叙了它们的结构特性和应用,详细讨论了两性表面活性剂与十二烷基醇醚(2EO)硫酸钠复配体系的粘度增加问题,他认为,该混合体系的粘度增加是由于形成了混合胶束,他也指出,聚氧乙烯丙二醇二油酸醋可作为大多数物质的增稠剂,仅少数情况例外,如烷基酞胺甜菜碱C:。和烷基酞胺甜菜碱C::关于泡沫问题,T玩Goldsohmid七公司发现,烷基酞胺甜菜碱所产生的泡沫比烧基甜菜碱的高D邝坛e试验的替代Huttinger提出了应用光散射原理替代Drai”兔眼试验的可能性,该法主要是比较单一活性剂与混合活性剂的刺激值。经D魂ize试验发现,所有混合表面活性剂的Draize值都要比单一活性剂
的低
,
对于单一的烷基甜菜碱,Dra王ze值为
2
5
~

26,而与十二烷基醇醚硫酸钠以8,2
比

例复配后,D犯ize值降至5~10,烷基酞
胺甜菜碱的情况类似,自身的D扭主ze值
为

5~10,与十二烷基醇醚硫酸钠以8,2
复
配,Draize值降至

5
以
下

利用光散射原理发现烷基甜菜碱烷
基酞胺甜菜碱的胶束形状都是球形,而烷
基甜菜碱与SLES的混合物的胶
束形状是
圆盘形,烷基酞胺甜菜碱与SLES的混
合
物
的胶束则
为棒形
。
这说明单一表面活性剂的小球形胶束
朝混合表面活性剂的大棒形胶束变化
,
表

面活性剂混合物
的
刺
激性更低

H
ut她
g

er
预
言

,

光散射原理
将用于兔眼和皮肤
试

验,且能减少动物试验次数
表面活性剂混合物刺激性的降低也归
因于混合胶束,这种混
合胶束比单一活性
剂形成的胶束更大,更稳定
两性表面活性剂抑制
烷基硫酸盐对
皮
肤的刺
激
作
用
曾由

JGareiaD
Ominguez

等
人
报道过
。
作者研究了
烷基硫酸盐和烷基酸胺甜

菜碱与角阮基质
间的相互作用,试验用甜

菜碱
为.Teg卜L7,烷基酸胺甜菜碱
工

业品,以及含C,。C,:C:‘碳链的纯
净
化
合物
试验发现,在处理槽中,一定量的烷
基酞胺甜菜碱能显著抑制十二烷基硫酸钠
在
皮肤角质层上的吸附。这是因为形
成了

混合胶束,这样的混合胶束因聚集体
大

,

体系更稳定,只需
少量的两性表面活性
剂

便能稳定大量的
阴离子活性剂

,
p
H
值是

体
系稳定的一个因素而两性表面活性剂

的链长和活性剂的配比也是体系稳
定的辅

助
因素作者认为卜二烷基硫酸钠与
两
性

表面活性
荆如烷基酸胺甜菜碱

的

配
比

是
体