椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB/CAPB)是一种以季铵盐基团为阳离子部分、羧基为阴离子部分的两性离子表面活性剂,分子式为C19H38N2O3,分子量342.52,CAS号为86438-79-1。该物质以椰子油及其衍生物为主要原料,具有低刺激性、增稠性、抗静电性、柔软性、杀菌性、抗硬水性及生物降解性,易溶于水且pH稳定性强,常与各类表面活性剂复配使用,能显著提升洗涤产品的柔软、调理和低温稳定性,广泛应用于洗发水、沐浴露、洗面奶等日化产品和油田驱油剂领域。 [1] [3] [5] [7]
该化合物于1940年由美国杜邦公司首次报道,德国GOLDSCHMIDT-AG公司在20世纪60年代实现工业化生产。中国自20世纪70年代起开展两性表面活性剂研究,生产工艺包括缩合反应与季铵化反应两步,通过酰胺化缩合反应制备中间产物叔胺。 [2-4] [6]
研发历程
播报编辑
1940年,美国杜邦公司开发并首次报道了甜菜碱系两性表面活性剂。德国GOLDSCHMIDT-AG公司在20世纪60年代开发了Tego betaine L7。随着应用范围越来越广泛,产量持续增长,在欧洲市场已占据主导地位,逐步成为两性表面活性剂中的一个重要产品。
国内自20世纪70年代后开始对两性表面活性剂开展研究,品种和数量都不多,因此,在两性表面活性剂的研究和应用方面,我国仍处于起步阶段。 [2-3]
名称结构
播报编辑
简称:CAB或CAPB [3]
英文别名 N-Cocamidopropyl-N,N-dimethylglycine inner salt; N-(3-Cocoamidopropyl)-betaine
生产工艺
播报编辑
椰油酰胺丙基甜菜碱的合成根据不同的碳链来源可以分为多种不同的合成工艺 [3]。主要分为缩合反应和季铵化反应两步完成:
1.缩合反应
RCOX+NH2(CH2)3N(CH3)2→RCONH(CH2)3N(CH3)2+HX
RCO=椰油酰基;RCOX可以是椰子油,也可以是椰油羧酸、椰油酰卤、椰油酸甲酯。
以椰子油为例,将椰子油与 N,N-二甲氨基丙胺进行酰胺化缩合反应,以氢氧化钾作催化剂,搅拌回流,反应5h~8h,反应温度为140℃~180℃,得到中间产物叔胺。 [3]
2.季铵化反应
RCONH(CH2)3N(CH3)2+ClCH2COONa→RCONH(CH2)3N(CH3)2-CH2COO-+NaCl
将叔胺与氯乙酸钠进行季铵化反应,搅拌回流,在70℃~80℃下反应2h~6h 至 pH 值不再变化。反应终点时,叔胺质量分数低于2%。得到的最终产品是无色至淡黄色透明液体,即为CAPB。
通过对工艺的优化,国内文献报道的产率均在90%以上。 [4]
技术指标
播报编辑
状态: 淡黄色透明液体(30%)
游离胺(%): ≤0.5
氯化钠含量(%): ≤6.0
pH: 4.5-5.5
色泽(Hazen): ≤200
固含量(%): 35±2
甘油(%): ≤3.0 [1]
性能与应用
播报编辑
产品特性
播报编辑
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;
用途
播报编辑
