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。
甜菜碱(Betaine)是在欧洲被发现的，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。
烷基甜菜碱是采用脂肪族叔胺的季铵化作用，即将N-烷基与氯乙酸钠在水溶液中反应而获得的。通式为RC4H8NO2，其中R是碳数为12~18的烷基，如十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二甲基甜菜碱、十二烷基二羟乙基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱。烷基甜菜碱能与各种类型染料、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，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。
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。
烷基酰胺甜菜碱，通式为RCONH(CH2)nC4H8NO2，式中R是碳数为12~18，n=2,3，如月桂酰胺基丙基甜菜碱，椰油酰胺丙基甜菜碱，十八酰胺基丙基甜菜碱。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。
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，RC5H12NSO3，其中R为碳原子数12~18的烷基，如十二烷基磺丙基甜菜碱，十四烷基磺丙基甜菜碱，十六烷基磺丙基甜菜碱，十八烷基磺丙基甜菜碱。本类产品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。
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