甜菜碱

自然 | 化学物质 | 广泛存在于动植物体内的生物碱

甜菜碱是一种生物碱,化学名称为N,N,N-三甲基甘氨酸,化学结构与 氨基酸 相似,属 季铵碱 类物质,分子式为C₅H₁₁NO₂。

甜菜碱广泛存在于动植物体内。在植物中,枸杞、豆科植物均含有甜菜碱。 甜菜 的糖蜜是甜菜碱的主要来源。在动物中, 章鱼墨鱼 、虾等软体动物,以及脊椎动物(包括人)的肝脏、脾脏和羊水均含有甜菜碱。

应用案例

甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的,19世纪以来,甜菜同 甘蔗 一样起初是被用于提取 蔗糖 使用,它主要存在于甜菜糖的糖蜜中,故而得名,但其功效直到二十世纪七十年代才逐渐被认识。甜菜碱普遍存在于动植物体内,是动物代谢的中间产物,在营养物质的代谢中起着十分重要的作用。为代谢的次生产物,是非常重要的 渗透调节 物质,对于植物增强抗逆性,比如抗盐碱,耐旱均十分重要。人们在甜菜中发现有一种成分能够起到很好清洁作用,又不伤害肌肤,非常安全,被命名为甜菜碱,近代被用于清洁类护肤品安全有效。

物理性质

甜菜碱的学名为 三甲基甘氨酸 ,为白色鳞状或棱状结晶粉末,有轻微特征气味(甜味),化学式为 $$$$formula$$$$ ,分子量117.15,熔点293℃(分解),溶解度(20℃)160g/100G水。甜菜碱分子具有三个有效甲基,呈中性,熔点高达200℃,极易溶于水,易溶于 甲醇 ,溶于 乙醇 ,难溶于 乙醚 。经浓 氢氧化钾 溶液的分解反应,能生成 三甲胺 ,具有吸湿性,极易潮解,并释放出三甲胺。耐高温。常温下容易吸湿潮解,保湿性强。

成分来源

甜菜碱可从天然植物的根、茎、叶及果实中提取或采用三甲胺和 氯乙酸 为原料化学合成。

分类

三甲 铵 乙酸盐是由Scheibler(Scheibler C.1869,Scheibler C.1870)发现,并将其从甜菜碱中分离出来的一种天然产物,根据其拉丁名称 beta vulgaris 将其命名beta-in,其结构如: $$$$formula$$$$ 。Scheibler将这种从甜菜中分离所得,具有季铵内盐结构或称作铵鎓结构的化合物称为"甜菜碱"。当天然菜碱中的甲基可以被其他取代基取代,得到诸多烷基芳香甜菜碱或烷基 酰 胺丙基甜菜碱等;连结正、负电荷中心的碳桥可以增长,得到丙基甜菜碱、丁基甜菜碱等; 乙酸基 也可被其他基团取代,得到磺 乙基磺丙基甜菜碱硫酸 (乙)基甜菜碱、 磷酸 (乙)基甜菜碱等 两性表面活性剂

烷基甜菜碱

采用脂肪族叔胺的季铵化作用,即将 N-烷基 -N,N二甲胺与 氯乙酸钠 在水溶液中反应。分子式: $$$$formula$$$$ 式中R是碳数为12~18。

本类产品有优良的发泡能力,能使毛发柔软,适用于配制香波、泡沫浴、敏感皮肤制剂、儿童清洁剂等。因耐水性好,用于制备硬水洗涤剂。还可作为杀菌剂,用于杀灭包括 结核菌 在内的多种细菌,用作纤维、织物柔软剂和 抗静电剂 、钙皂分散剂、杀菌消毒洗涤剂及橡胶工业的凝胶 乳化剂 、兔羊毛 缩绒剂 、灭火 泡沫剂 等,亦是农药 草甘膦 的增效剂。也用于生产染色助剂、 防锈剂金属表面加工 助剂。

1. 十二烷基二甲基甜菜碱

商品名: BS-12

英文名称:Dodecyl dimethyl betaine

化学名:十二烷基 二甲基 胺乙内 酯

分子式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃)无色至浅黄色透明液体

活性物含量(%) 50±2

pH 值(2%的水溶液)7±1

性能: 两性离子表面活性剂 ,能与各种类型染料、表面活性剂及化妆品原料配伍,对 次氯酸钠 稳定,不宜在100℃以上长时间加热。该品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性,配伍性良好。对皮肤刺激性低,生物降解性好,具有优良的去污杀菌、柔软性,抗静电性、耐硬水性和防锈性。

2. 十四烷基二甲基甜菜碱

商品名:BS-14

英文名称:Dodecyl dimethyl betaine

化学名:十四烷基二甲基胺乙内酯

分子式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃)无色至浅黄色透明液体

活性物含量(%) 50±2

pH 值(2%的水溶液)7±1

性能:两性离子表面活性剂,能与各种类型染料、表面活性剂及化妆品原料配伍,对次氯酸钠稳定,不宜在100℃以上长时间加热。该品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性,配伍性良好。对皮肤刺激性低,生物降解性好,具有优良的去污杀菌、柔软性,抗静电性、耐硬水性和防锈性。

3. 十八烷基二甲基甜菜碱 商品名:BS-18

英文名称:Dodecyl dimethyl betaine

化学名:十八烷基二甲基胺乙内酯

分子式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃)无色至浅黄色透明液体

活性物含量(%) 50±2

pH 值(2%的水溶液)7±1

性能:两性离子表面活性剂,能与各种类型染料、表面活性剂及化妆品原料配伍,对次氯酸钠稳定,不宜在100℃以上长时间加热。该品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性,配伍性良好。对皮肤刺激性低,生物降解性好,具有优良的去污杀菌、柔软性,抗静电性、耐硬水性和防锈性。

4. 十二烷基二羟乙基甜菜碱

别名:C12~14烷基二 羟乙基 甜菜碱

一、产品性能

是一种两性离子表面活性剂,在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性,分别呈现阳和阴离子性,常与阴、 阳离子 和非离子表面活性剂并用,其配伍性能良好。无毒,刺激性小,易溶于水,对酸碱稳定,泡沫多,去污力强,具有增稠性、杀菌性、抗静电性。

二、技术指标

外观:浅黄色粘稠液体

活性物含量(%):  50±2

pH值(5%水溶液): 5±1

未反应胺(%):  ≤0.5

氯化钠 含量(%):  ≤5

三、产品应用

该品用作增稠剂、 泡沫稳定剂 、乳化剂、 分散剂 、润湿剂。具有良好的增效、杀茵和抗静电作用。广泛用于高级洗涤剂和洗发香波、 护发素 、溶液中,适于复配粘性大的化妆品。

5.十八烷基二羟乙基甜菜碱

烷基酰胺甜菜碱

烷基酰胺甜菜碱只是起始原料 叔胺 不同,分子式: $$$$formula$$$$ ,式中R是碳数为12~18,n=2,3.其性能比烷基甜菜碱有明显提高:有优良的溶解性和配伍性,具有优良的发泡性和显著的增稠性,具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性,具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。

1. 月桂酰胺基丙基甜菜碱

化学名: 月桂酰胺 丙基 二甲胺 乙内酯

结构式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃):微黄色透明液体

活性物(%):50±2

pH值(1%水溶液):6±1

性能:

1.有优良的溶解性和配伍性;

2.具有优良的发泡性和显著的增稠性;

3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;

4.具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。

用途

广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等。

2. 椰油酰胺丙基甜菜碱

英文名:Cocoamidopropyl Betaine 简称(商品名):CAB

化学名:椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯

结构式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃):微黄色透明液体

活性物(%):50±2

pH值(1%水溶液):6±1

性能:

1.有优良的溶解性和配伍性;

2.具有优良的发泡性和显著的增稠性;

3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;

4.具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。

用途

广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等。

3. 十八酰胺基丙基甜菜碱

化学名:十八酰胺丙基二甲胺乙内酯

结构式: $$$$formula$$$$

技术指标:

外观(25℃):微黄色透明液体

活性物(%):50±2

pH值(1%水溶液):6±1

性能:

1.有优良的溶解性和配伍性;

2.具有优良的发泡性和显著的增稠性;

3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;

4.具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。

用途

广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等。

包装与贮存:50公斤塑料桶;贮存于阴凉干燥处。

磺丙基甜菜碱

磺基甜菜碱 为季铵盐类两性表面活性剂,具有季铵盐阳离子及 磺酸 基阴离子, $$$$formula$$$$ ,R碳原子数12~18。

1. 十二烷基磺丙基甜菜碱

化学名称:十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱

化学结构:

一、 产品简介十二烷基磺基甜菜碱为季铵盐类两性表面活性剂,具有季铵盐阳离子及磺酸基阴离子,显示出优良的表面性能,具有出色的抗水性,良好的 钙皂 分散性、低刺激性,与其它表面活性剂复配具有明显的 协同效应 。对于硬表面及纺织品,它具有高的清洗性能,在 强酸 、强碱溶液中,有很好的化学稳定性。磺基甜菜碱类两性表面活性剂与其它表面活性剂在较宽的PH范围内复配时,还显示出了出色的泡沫性能及增稠效应.

二、技术指标

外观  淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 50±2

pH值(10%水溶液)  7±1

三、应用领域

磺基甜菜碱适用于以下领域:

1.洗发香波、 浴液 、清洗乳液、皮肤护理品

2. 液体皂

3.抗静电剂

4.强碱或强酸 工业清洗剂

5.油田、 纺织助剂

四、包装与贮存:

净含量50公斤/塑桶。应密封贮存在室内;在运输过程中,应小心轻放、防撞、防冻、以免损漏。

2. 十四烷基磺丙基甜菜碱

学名称:十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱 化学结构:

一、产品简介十四烷基磺基甜菜碱为季铵盐类两性表面活性剂,具有季铵盐阳离子及磺酸基阴离子,显示出优良的表面性能,具有出色的抗水性,良好的钙皂分散性、低刺激性,与其它表面活性剂复配具有明显的协同效应。对于硬表面及纺织品,它具有高的清洗性能,在强酸、强碱溶液中,有很好的化学稳定性。磺基甜菜碱类两性表面活性剂与其它表面活性剂在较宽的PH范围内复配时,还显示出了出色的泡沫性能及增稠效应.

二、技术指标

外观  淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 50±2

pH值(10%水溶液)  7±1

三、应用领域

磺基甜菜碱适用于以下领域:

1.洗发香波、浴液、清洗乳液、皮肤护理品

2.液体皂

3.抗静电剂

4.强碱或强酸工业清洗剂

5.油田、纺织助剂。

四、包装与贮存:

净含量50公斤/塑桶。应密封贮存在室内;在运输过程中,应小心轻放、防撞、防冻、以免损漏。

3. 十六烷基磺丙基甜菜碱

化学名称: 十六烷 基二甲基磺丙基甜菜碱

化学结构:

一、产品简介十六烷基磺基甜菜碱为季铵盐类两性表面活性剂,具有季铵盐阳离子及磺酸基阴离子,显示出优良的表面性能,具有出色的抗水性,良好的钙皂分散性、低刺激性,与其它表面活性剂复配具有明显的协同效应。对于硬表面及纺织品,它具有高的清洗性能,在强酸、强碱溶液中,有很好的化学稳定性。磺基甜菜碱类两性表面活性剂与其它表面活性剂在较宽的PH范围内复配时,还显示出了出色的泡沫性能及增稠效应.

二、技术指标

外观  淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 50±2

pH值(10%水溶液)  7±1

三、应用领域

磺基甜菜碱适用于以下领域:

1.洗发香波、浴液、清洗乳液、皮肤护理品

2.液体皂

3.抗静电剂

4.强碱或强酸工业清洗剂

5.油田、纺织助剂。

4. 十八烷基磺丙基甜菜碱

化学名:十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱

分子结构:

一、产品简介十八烷基磺基甜菜碱为季铵盐类两性表面活性剂,具有季铵盐阳离子及磺酸基阴离子,显示出优良的表面性能,具有出色的抗水性,良好的钙皂分散性、低刺激性,与其它表面活性剂复配具有明显的协同效应。对于硬表面及纺织品,它具有高的清洗性能,在强酸、强碱溶液中,有很好的化学稳定性。磺基甜菜碱类两性表面活性剂与其它表面活性剂在较宽的PH范围内复配时,还显示出了出色的泡沫性能及增稠效应.

技术指标

外观  淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 50±2

pH值(10%水溶液)  7±1

羟 基磺丙基甜菜碱

本类产品因结构中同时带有羟基的阴离子和阳离子基团,结构式: $$$$formula$$$$ ,R碳原子数12~18。不仅具有两性表面活性剂的所有优点,还具有耐高浓度酸、碱盐,良好的乳化性、分散性和抗静电性,以及具有杀菌、抑霉性和粘弹性等,是恶性循环能优异的表面活性剂。已可以广泛应用于日用化工、油田驱油、压裂、酸化等多个领域。

磷酸脂甜菜碱

性磷酸酯表面活性剂分子由两部分组成,一部分是含氮的阳离子部分,由胺、季铵的长链衍生物构成;另一部分是阴离子部分,由磷酸酯盐构成, $$$$formula$$$$ ,分子式中R碳原子数12~18。

1. 十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱

化学名称:十二烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱

化学结构:

一、产品性质

两性 磷酸酯 表面活性剂分子由两部分组成,一部分是含氮的阳离子部分,由胺、季铵的长链衍生物构成;另一部分是阴离子部分,由磷酸酯盐构成。此结构决定其不仅具有两性表面活性剂的优良的润湿性、洗净性、增溶性、乳化分散性、抗静电性、热稳定性等,以及良好的配伍性,较低的刺激性,和优于一般 阴离子表面活性剂 的耐碱性、耐电解质性和抗静电性优点,而且具有较强的钙皂分散性,具有表面张力低,起泡性能优良特点。

二、技术指标

外观  无色、淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 35±2

pH值(10%水溶液)  7±1

三、产品用途

可广泛应用于纺织、印染、塑料、造纸、皮革和日用化学品等工业领域。它们结构不同,应用性质和范围各有侧重,常用于制备 渗透剂 、抗静电剂、 阻燃剂消泡剂加脂剂 、乳化剂等。

2. 十四烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱

化学名称:十四烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱

化学结构:

一、产品性能

两性磷酸酯表面活性剂分子由两部分组成,一部分是含氮的阳离子部分,由胺、季铵的长链衍生物构成;另一部分是阴离子部分,由磷酸酯盐构成。此结构决定其不仅具有两性表面活性剂的优良的润湿性、洗净性、增溶性、乳化分散性、抗静电性、热稳定性等,以及良好的配伍性,较低的刺激性,和优于一般阴离子表面活性剂的耐碱性、耐电解质性和抗静电性优点,而且具有较强的钙皂分散性,具有表面张力低,起泡性能优良特点。

二、技术指标

外观  无色、淡黄色、黄色液体

固含量,(Wt%) 35±2

pH值(10%水溶液)  7±1

三、产品应用

可广泛应用于纺织、印染、塑料、造纸、皮革和日用化学品等工业领域。它们结构不同,应用性质和范围各有侧重,常用于制备渗透剂、抗静电剂、阻燃剂、消泡剂、加脂剂、乳化剂等。

检测方法

非水滴定法 摘要)试样预先在105度 烘干箱 至恒重,称取干燥试样0.4克,加50mL 冰乙酸 ,加热至溶解。加25mL 乙酸汞 溶液,冷却,加结晶紫指示剂2滴,用高氯酸标准液(0.1mol/L)滴定至溶液呈绿色,并将滴定结果用空白试验校正。

作用功效

抗肿瘤,降血压,抗消化性溃疡及胃肠功能障碍,治疗肝脏疾病。作为饲料添加剂具有提供甲基供体功能,可节省部分蛋氨酸。具有调节体内渗透压,缓和应激,促进脂肪代谢和蛋白质合成,提高瘦肉率的功能,并能增强抗球虫药的疗效。在水产动物饲料中用作 诱食剂

维持细胞渗透压 :当受盐碱或 水分胁迫 时,细胞质中积累大量有机渗透调节剂如甜菜碱,而将细胞质中的无机渗透调节剂主要是助挤向液泡,使胞质与细胞内液泡)外环境维持渗透平衡,这样避免了细胞质高浓度无机离子对酶和代谢的毒害。盐胁迫下植物体内甜菜碱的积累是一种有利于植物在胁迫下生长的重要生理现象,其含量与植物耐盐性呈正相关。

对酶的保护作用 :甜菜碱的溶解度很高,不带 静电荷 ,其高浓度对许多酶及其他生物大分子没有影响,甚至有保护作用。甜菜碱可以保护 甜菜根 细胞膜,防止热伤害,提高酶热变性所需的温度;可以保护 菠菜 类囊体 膜抵御冰冻胁迫;解除高浓度盐对酶活性的毒害;防止脱水诱导的蛋白质 热动力学 干扰;对 有氧呼吸 和能量代谢过程也有良好的保护作用。甜菜碱对PSH 外周多肤具有稳定作用。

抗盐的持久性 :甜菜碱在体内能迅速合成和积累到很高浓度,其在生物合成的反应中没有反馈抑制,并产生NAOH。在研究过的150 多种代谢物中,甜菜碱是最好的渗透调节剂,很低浓度的外源甜菜碱即有良好的作用。如培养基中含o8m (习几NaCI 时, 大肠杆菌 的生长完全停止,但加入10 阳lo ]几甜菜碱后,其生长完全恢复。当胁迫解除后,叶片和根中的 脯氨酸 含量立即下降,而甜菜碱的含量基本上保持稳定。这说明脯氨酸的积累是植物对胁迫的暂时反应,而甜菜碱的积累则可能是永久性或半永久性的。甜菜碱代谢缓慢的特点,说明甜菜碱代谢调节主要受合成决定。

影响无机离子的分布 :大麦在盐胁迫下可以积累甜菜碱。比田garoon 等在研究积累甜菜碱的红树林植物时发现,甜菜碱可以通过betaine / P roline 运输体进行运输。刘俊等通过施加外源甜菜碱来观察大麦对盐胁迫的缓解效应,结果表明,甜菜碱可以降低膜脂过氧化程度,提高盐胁迫下大麦幼苗根系含水量及幼苗的鲜重。甜菜碱处理时可以显著降低根系中的Na 水比。在叶片中,由于根系对凤!的大量截留,使得lm (习几甜菜碱处理的叶片中凤!解比显著低于盐处理。甜菜碱可以将ca2 +截留在根系,这种截留可能对根系抵抗盐害有重要意义。除此以外,甜菜碱对逆境条件下 气孔运动 、呼吸作用及相关 基因表达 都有一定的调控作用。

甜菜碱功能特点:

1、甜菜碱是一种高效的 甲基供体 ,能替代蛋氨酸和 胆碱 的供甲基功能;替代蛋氨酸添加量,提高生产性能,降低饲料成本;

2、甜菜碱可保证参与动物体内各种生化反应的甲基需要,以确保 核酸 、蛋白质的正常合成、代谢

3、甜菜碱能促进脂肪代谢、提高瘦肉率,防止脂肪肝;增强机体免疫力;提高 种猪 繁殖能力;

4、甜菜碱能调节细胞渗透压,减少应激反应,确保动物正常生长;缓解仔猪腹泻,提高断奶仔猪窝重;缓解鸡的 热应激 ,减少死亡率;保护肠道,提高抗球虫药的效果,促进生长;

5、甜菜碱能刺激动物的嗅觉和味觉,是一种很好的诱食剂,特别是在水产动物饲料中,能提高采食量和成活率,缩短摄食时间,降低饵料系数,促进生长等功效;

6、由于甜菜碱为 两性化合物 ,不易氧化,在预混料中甜菜碱与维生素配合,比胆碱更能保持维生素的稳定性;

7、甜菜碱熔点较高,可以达到200℃以上,可以在各类饲料中(尤其在高温制粒料)正常使用。

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):0.5

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:2

4.可旋转化学键数量:1

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积40.1

7.重原子数量:8

8.表面电荷:0

9.复杂度:87.6

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

..

中文名
甜菜碱
外文名
Betaine
别名
化学式
C5H11NO2
熔点
200℃
密度
水溶性
易溶于水,中性稳定
分子量
117.15
外观
无色透明液体
用途
发泡增稠
作用功效
易溶于水,.中性稳定
CAS号
107-43-7