化学合成法制备甜菜碱
甜菜碱的应用
每一循环消耗一个ATP，转运出3个Na+，转进2个K+。
动用离子泵将会消耗大量能量，造成机体用于维持 的能量增加。
⑵ 通过甜菜碱维持细胞内外渗透压平衡。 甜菜碱具有双极两性离子特征和很好的水溶性，对动、植 物和细菌来说，甜菜碱是最重要的渗透压感受因子之一。 当细胞内渗透压激变时，如外部渗透压升高时，细胞开 始产生或吸收甜菜碱以维持正常的渗透压平衡，同时防 止细胞水分流出和盐分的入侵。
蛋氨酸在代谢中的主要作用：
★作为必需氨基酸(EAA) 直接用于蛋白质合成。
★蛋白质合成过程中还需要半胱氨酸，而后者也必 须由蛋氨酸转化而来。 ★蛋氨酸提供甲基，用于合成磷脂酰胆碱、肌酸、 肉碱等,调节机体代谢过程。
甜菜碱通过两个途径节约蛋氨酸 作为有效的甲基供体，替代蛋氨酸的供甲基 作用。 通过甲基化反应合成内源性蛋氨酸。
Hall(1995)报道，长途运输前后给牛饲喂甜菜碱，可明 显降低运输中的应激，并以2倍的速度恢复体重。
甜菜碱抗应激的机理 γ -氨基丁酸(GABA) 在动物体内，GABA几乎只存在于神经组织中 ，参与多 种代谢活动，具有很高的生理活性 ⑴ 镇静神经、抗焦虑 医学家已经证明GABA是中枢神经系统的抑制性传递物质 ，是脑组织中最重要的神经递质之一。其作用是降低神 经元活性，防止神经细胞过热，GABA能结合抗焦虑的脑 受体并使之激活，然后与另外一些物质协同作用，阻止 与焦虑相关的信息抵达脑指示中枢；
ATP
O
R-C-SCoA
ADP (AMP+2Pi)
b、脂肪酸从线粒体膜外至膜内的转运
线粒体膜
外侧
内侧
β -氧 化
脂酰辅酶A
肉碱脂酰转移酶 I
肉碱
肉碱
脂酰辅酶A
甜菜碱的营养作用和效果
甜菜碱的营养作用和效果甜菜碱(Betaine)是首先在欧洲被发现的，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，近年来，欧美一些国家相继在畜禽生产和水产养殖中进行了大量的研究，证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体，参与氨基酸和脂肪的代谢，调节动物体内渗透压，具有促进生长、改善胴体组成、提高肉质、提高水产饵料的诱食性等功效。
随着甜菜碱化学合成方法的进一步成熟，生产成本不断降低，已广泛应用于畜禽配合饲料中，在水产饲料和观赏动物饲料中使用也已十分普遍，大量试验研究表明，甜菜碱是一种无毒、害、无污染的新型多功能添加剂。
一、甜菜碱的理化特性。
(一)、甜菜碱的化学结构甜菜碱是—种季铵型生物碱，又名甘氨酸甜菜碱、三甲基甘氨酸等，化学名称为N-N-N-三甲基甘氨酸内盐，分子式C5H11NO2,分子量117.15，其化学结构与氨基酸、胆碱相似(二)、甜菜碱的理化特性纯品天然甜菜碱为微棕色流动性结晶粉末，能耐高温，熔点293℃；合成纯品甜菜碱则为白色或淡黄色结晶粉末，熔点301℃～305℃；有较强的吸水性，极易潮解，并释放出三甲胺；在水中极易溶解(160g／100g水)，易溶于甲醇，微溶于乙醇，在氯仿或乙醚中不溶。
(三)、甜菜碱的xx甜菜碱本身是动物体内的代谢中间产物，经大量实验证明，甜菜碱及其盐类无毒、无害、无污染，其小鼠半数致死量(LD50)在11，000m9／kg，对动物无致畸、致癌、致突变作用，是公认的安全物质。
二、甜菜碱的生产工艺(一)、天然提取法甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，提取工艺主要有两种，一是离子交换法，此方法是将稀释的糖蜜流经强阳离子交换树脂柱和其它成份分离而留在柱内，后用稀氨水洗脱甜菜碱，洗脱液再流经强阴出了交换树脂，洗出液经蒸发、脱色、结晶、过滤制得甜菜碱；另一种普遍使用的方法是离子排斥法，此方法是将糖蜜导入填充有聚乙烯-二乙烯树脂的色谱分离柱(树脂交联二乙烯苯5.5％，柱温80℃左右，料液流速接近色谱系统临界速度)，用水洗脱色谱分离树时，盐、糖及甜菜碱依次排出得以分离，再将收集液经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98％的无水或一水甜菜碱。
[医学]甜菜碱的营养机理
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2.甜菜碱节约蛋氨酸作用
甜菜碱通过二个途径节约蛋氨酸： • 作为甲基供体，替代蛋氨酸的供甲基作用。 • 通过甲基化反应合成内源性蛋氨酸。
（二）甜菜碱促进脂肪代谢
甜菜碱能降低动物肝脏中脂肪的含量， 大幅度降低猪的胴体背膘厚度和家禽的腹 脂率。甜菜碱参与了机体内脂肪的代谢， 具有抗脂肪肝和减少体脂沉积的作用。
作用机理
• 甜菜碱通过促进体内磷脂的合成，一 方面降低了肝脏中脂肪生成酶的活性， 另一方面，又促进了肝脏中载脂蛋白 的合成。
•Hale Waihona Puke 甜菜碱能提高肌肉和肝脏中肉碱的含 量。
甜菜碱作为动物体内一种代谢中间产物，间
接参与了动物蛋白质和脂肪代谢。其作用机制 如图所示：
(三). 甜菜碱对神经内分泌的 影响
• 冯杰(1996)研究发现，甜菜碱能显著 提高育肥猪血清中生长激素(GH)水平。
甜菜碱的营养机理
报告内容
• 一．甜菜碱简介 • 二. 甜菜碱的应用 • 三. 甜菜碱的作用机理 • 四. 甜菜碱、胆碱、蛋氨酸的关系 • 五. 甜菜碱应用前景展望
一．甜菜碱简介
1. 甜菜碱 2. 甜菜碱来源 3. 甜菜碱生产方法
1. 甜菜碱
CH3 ｜ CH3－N+－CH2－COO｜ CH3
甜菜碱分子结构的独特性： • 电荷在分子内的分布平衡， • 分子不大，但它含有三个活性甲基，因
(五).甜菜碱的细胞渗透调节功 能及对抗球虫药药效的影响
• 甜菜碱对渗透压的激变具有缓冲作用，可
作为细胞的渗透保护剂。 • 甜菜碱能和离子载体类抗球虫药一起作用
保护肠道粘膜细胞，确保细胞膜的正常功 能和营养吸收，提高抗球虫药疗效。
(六).甜菜碱的诱食效应
• 甜菜碱是鱼虾味觉最大的刺激物之一，同时 甜菜碱还能增强其他氨基酸的味觉感受反应。
甜菜碱水杨酸 合成
甜菜碱水杨酸合成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：甜菜碱水杨酸，即阿司匹林，是一种常见的非处方药，具有镇痛、消炎、退烧等作用。
在本文中，我们将介绍甜菜碱水杨酸的合成方法及其用途。
甜菜碱水杨酸是由甘草、甜菜碱等原料合成的物质。
其合成方法主要包括以下几个步骤：将甘草和甜菜碱粉碎研磨成细粉。
然后，将细粉加入具有加热功能的反应釜中，加入适量的溶剂进行搅拌溶解。
接着，将水杨酸酐加入到反应釜中，并进行加热反应。
反应结束后，将得到的产物进行过滤、洗涤、干燥，最终得到甜菜碱水杨酸的粉状产品。
甜菜碱水杨酸具有多种药理作用，主要包括镇痛、退烧、抗炎等。
其镇痛作用是通过抑制花生四烯酸合成，减少前列腺素的合成，从而减少炎症刺激引起的疼痛。
甜菜碱水杨酸还能抑制白细胞的激活和迁移，减少细胞因子的释放，从而具有明显的抗炎作用。
甜菜碱水杨酸还可以通过调节中枢神经系统的体温调节中枢，起到降温的作用。
甜菜碱水杨酸广泛应用于临床，主要用于治疗头痛、牙痛、关节炎、风湿症等疼痛性疾病。
甜菜碱水杨酸还可用于退烧、消炎、预防心血管疾病等。
但在使用甜菜碱水杨酸时需注意不良反应和禁忌症，避免产生不良影响。
甜菜碱水杨酸是一种重要的药物成分，具有广泛的药理活性和临床应用价值。
通过掌握其合成方法和药理作用，可以更好地理解和应用这一药物，在临床上发挥更大的作用。
希望本文对甜菜碱水杨酸的了解有所帮助。
第二篇示例：甜菜碱是一种生物碱，也被称为甜菜素或甜菜碘稀。
它主要存在于甜菜、甜菜叶和甜菜根中，具有许多生物活性和药用价值。
甜菜碱在医学上被广泛用作心血管疾病的治疗药物，可以降低血脂、扩张血管、降低血压。
甜菜碱也被用作兴奋剂和减肥药物的成分。
水杨酸是一种天然存在的有机酸，它是乙酰水杨酸的前体，也是阿司匹林等药物的原料之一。
水杨酸具有抗菌、抗炎和镇痛的作用，被广泛用于医药和化妆品领域。
甜菜碱水杨酸是一种合成化合物，合并了甜菜碱和水杨酸的特性，具有多种生物活性和药用价值。
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。
新型饲料添加剂甜菜碱
甜菜碱是渗透压激变的缓冲物质 ，当组织细 胞渗透压发生变化时 ， 甜菜碱能被细胞吸收，防
止 水分 流失及 盐类 的进入 ，稳 定 酶活性 及 生物 大
分子功能 。以调节细胞渗透压和离子平衡，防止
腹 泻 ｝ 的高 血钾症 ，维持 营养吸 收功 能 ，提 高 起 在 恶劣环 境下 的饲料 转 化率 ， 减少 腹泻 发 生 。 ３４ 改善 饲料 适 口性 ， 高饲料利 用率 ， 提 鱼类 摄食 ，除视觉 外 ，尚与 嗅觉 和味 觉有很
３ 甜菜 碱 的 作用机 理
３ １ 作 为 甲基 供体 ， 分取代 胆碱 和蛋氨 酸 ． 部
甜菜碱也称为甘氨酸三甲基内盐， 在化学结 构上与甘氨酸相似 ， 属于季胺型生物碱。分子式
为 已Ｈ ｚ ， 子量 为 ｌ７ １ ， Ｎ 分 ｌ．５ 熔点 ２ ３ ， 潮 ９ 易 解 ， 易溶于水 ， 极 易溶 于 甲醇 ， 微溶 于醚 ， 水溶 液 呈 中性 。外 观 为流 动性 、 棕色结 晶性 粉末 ， 甜 微 有 味 ， 无 毒类物 质 ， 为 具有 较 强 的抗氧 化性 能 。 ２ 甜菜 碱 的 制备方 法
提取 工 艺 主要 有 两 种 ：一种 是离 子 交换 提 取 法 ， 回收 率达 ７ ％左 右 ；另一 种是离 子 排斥 法 ， ０ 可制 得纯 度 约 ９ ％ 的无水 或 一水 甜菜 碱 ， ８ 回收率 ７ ％ ０ ８ ％ 。两 种方 法相 比 ，离子 排斥 法具 有极 大 的 ０
游离肉碱的比例 ， 促进脂肪分解 ， 减少体脂沉积， 增强背 最 长 肌 中 Ｄ Ａ转 录 Ｒ Ａ， 高 Ｒ ／ Ｎ Ｎ Ｎ 提 ＮＡ Ｄ Ａ
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２０ 年第 ２ ０２ 期
江西饲料
变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价
变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价摘要：本文以甜菜碱为原料，采用一步法合成了一种新型的变黏酸稠化剂甜菜碱，并通过粘度和稳定性测试对其性能进行了评价。
结果表明，该稠化剂具有较好的变黏性能和稳定性，易于使用和稳定性高，可广泛应用于化妆品和个人护理产品中。
关键词：变黏酸、稠化剂、甜菜碱、性能评价、化妆品、个人护理产品一、引言化妆品和个人护理产品的稠度和黏度对于产品的使用体验和性能有着重要的影响，而稠化剂的选择和使用则是实现稠度和黏度调节的重要手段。
随着人们对化妆品和个人护理产品质量要求的不断提升，更高效、更安全的稠化剂的需求也越来越大。
甜菜碱是一种天然植物提取物，具有良好的保湿保水功能和抗菌作用。
同时，甜菜碱也具有较好的稠化性能，可以用于制备稠度和黏度不同的化妆品和个人护理产品。
在本文中，我们采用一步法合成了一种新型的变黏酸稠化剂甜菜碱，并对其性能进行了评价。
通过实验检测，我们发现该稠化剂具有较好的变黏性能和稳定性，可以广泛应用于化妆品和个人护理产品中。
二、实验方法（一）合成甜菜碱将甜菜根表皮和叶片分离并晒干，粉碎后加入水中煮沸，过滤后得到甜菜根、茎、叶的提取液。
将提取液过滤后，加入硝酸银水，并用氢氧化钠溶液调节pH值至7~8，静置4h，离心分离得到沉淀，洗涤后干燥得到甜菜碱。
（二）合成甜菜碱稠化剂将甜菜碱与丙二醇、丙酮、乙醇以2：1：1的比例混合并在室温下搅拌30min，悬浮液先加入甲酸以10%质量分数稀释，然后在37℃下搅拌20h，过滤后、用1L甲醇溶解，真空蒸发除去溶剂，干燥得到甜菜碱稠化剂。
（三）性能评价1. 粘度测试将0.5g甜菜碱稠化剂加入10ml去离子水中，混合搅拌并静置12h，测量样品的粘度。
测量条件：温度25℃，测量范围0~100Pa·s。
使用同浓度的羟丙基甲基纤维素（HPMC）为参照样品。
2. 稳定性测试将甜菜碱稠化剂样品置于50℃、4℃环境下72h，观察样品在不同温度条件下的稳定性。
甜菜碱的分类及测定
甜菜碱的产品分类及测定方法甜菜碱(Betaine)是一种能为动物提供高效活性甲基的类维生素的营养添加剂，19世纪最早发现于欧州，因它主要存在于甜菜的糖蜜中，故而得名。
甜菜碱的化学名称是1-羧基-N，N，N- 三甲基乙内脂，分子式为C5H11NO2，化学结构与甘氨酸类似，属于季胺碱类。
甜菜碱具有多种功能，作为高效甲基的供体，可以促进动物脂肪代谢，缓和应激，调节渗透压，促进家禽生长，增加体重及产蛋量，稳定维生素，预防球虫病，提高瘦肉率，防止脂肪肝，提高饲料利用率等多种功效。
目前，随着生物制药技术的不断进步，在发酵中添加适量甜菜碱可提供甲基供体，促进菌体生长，从而大大改善药品的质量并降低生产制造成本。
甜菜碱也是良好的饲料及食品添加剂。
目前，市场上甜菜碱的种类很多，根据生产工艺不同分为天然甜菜碱、化工合成甜菜碱及其制剂。
化学合成甜菜碱根据分子结构不同可分为甜菜碱和甜菜碱盐酸盐;按产品功能和生产工艺上可分为复合甜菜碱和吸附甜菜碱。
甜菜碱纯品为白色晶体，有甜味和特殊的蛋白质味，易潮解;甜菜碱属无毒物质，其外观因载体和生产工艺不同而有所差异。
以下就几种不同类型甜菜碱品质控制要点和甜菜碱含量的检测方法分别进行介绍和探讨。
1 不同形式甜菜碱产品的控制要点1.1 天然甜菜碱天然甜菜碱取自于甜菜制糖废液，一般是用离子交换提取和离子排斥提取分离加工而成。
按GB/T 21515-2008《饲料添加剂天然甜菜碱》规定的技术指标进行检测和品控制即可达到产品质量的要求。
1.2 化工合成甜菜碱1.2.1 甜菜碱、复合甜菜碱、吸附甜菜碱化工合成甜菜碱是用三甲胺与氯乙酸钠进行反应，然后用适当的方法将其分离从而得到甜菜碱产品。
复合甜菜碱和吸附甜菜碱从生产工艺上均属于化工合成甜菜碱，是与促甲基转化物质、营养增强剂、载体吸附或复合而成不同含量和剂型的产品。
化工合成甜菜碱及其制剂还未见相关产品标准出现，多以生产企业标准为主。
含量测定推荐采用NY/T 1619-2008《饲料中甜菜碱的测定离子色谱法》，后于2009年12月1日升级为GB/T 23710-2009《饲料中甜菜碱的测定离子色谱法》进行检测。
甜菜碱合成工艺(二)
甜菜碱合成工艺(二)甜菜碱合成工艺引言甜菜碱，又称为亚硝酸钠，是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、食品、染料等领域。
本文将介绍甜菜碱的合成工艺，并列举其主要的生产步骤。
合成工艺甜菜碱的合成工艺通常包括以下几个步骤：1.原料准备：–硝酸铀：作为甲基化媒体使用，需优选纯度较高的硝酸铀。
–亚硝酸钾：作为还原剂使用，需确保纯度达到要求。
–碳酸钠：用于调节反应的pH值，应选择合适的纯净度。
2.原料处理：–将硝酸铀溶解于适量的水中，并搅拌均匀。
–在适当的温度下将亚硝酸钾溶解于水中，形成亚硝酸溶液。
–将碳酸钠溶解于适量的水中，形成碱性溶液。
3.反应步骤：–将硝酸铀溶液逐渐加入亚硝酸溶液中，并保持搅拌，反应过程中需控制温度。
–在反应的同时，将碱性溶液缓慢地滴入反应体系中，保持pH值的稳定。
4.结晶和分离：–完成反应后，将混合溶液进行结晶，可以采用冷却结晶或蒸发结晶的方法。
–将形成的结晶体分离出来，并进行干燥处理。
–最后进行粉碎和包装，即可获得甜菜碱成品。
注意事项在甜菜碱的合成过程中，需要注意以下几个方面：•安全措施：操作人员应佩戴防护手套、眼镜等个人防护用具，以防止化学物质对身体造成损害。
•反应条件：反应过程中需要控制温度和pH值，确保反应的顺利进行。
•原料选择：选择高纯度的原料，以保证产品的质量和稳定性。
•设备清洁：反应设备和容器应事先清洁干净，避免杂质对反应的干扰。
结论甜菜碱合成工艺是一个多步骤的过程，需要严格控制各个环节，以确保产品的合格率和产量。
通过本文的介绍，希望能够对甜菜碱的合成工艺有一个基本的理解，并在实际操作中加以应用和改进。
十二烷基甜菜碱结构式
十二烷基甜菜碱结构式
十二烷基甜菜碱（Dodecyltrimethylammonium chloride，简称DTAC）是一种表面活性剂，它是由甜菜碱和十二烷基三甲基溴化铵合
成的四元盐类化合物。
它是一种阳离子表面活性剂，被广泛应用于化学、生物、医药等领域。
下面，我们来一步步分析十二烷基甜菜碱的
结构式。
第一步，了解甜菜碱的结构式。
甜菜碱的分子式为C5H13NO2，是一种天然的季铵盐类物质。
其结构式为：
CH3-CH(N(CH3)3+)COO-
第二步，了解十二烷基三甲基溴化铵的结构式。
十二烷基三甲基
溴化铵的分子式为C15H34BrN，它是一种季铵盐类物质。
其结构式为：(C12H25)3N+Br-
第三步，合成十二烷基甜菜碱。
十二烷基甜菜碱是由甜菜碱和十
二烷基三甲基溴化铵合成的。
其合成方程式为：
C12H25N(CH3)3+Br- + CH3-COONa → C12H25N(CH3)3+Cl- + Na+ + CH3-COOH
第四步，了解十二烷基甜菜碱的结构式。
十二烷基甜菜碱的分子
式为C19H42ClN，其结构式为：
CH3(CH2)11N+(CH3)3Cl-
以上即为围绕“十二烷基甜菜碱结构式”写的一篇文章。
在生产
过程中，DTAC的结构可以通过实验室测试、质量控制等方式得到保证。
除了DTAC之外，许多其他的表面活性剂也被广泛应用在化学、生物、
医药等众多领域中，它们的结构式也是值得研究的。
一种有机酸甜菜碱类离子液体及其制备方法与应用
一种有机酸甜菜碱类离子液体及其制备方法与应用技术领域本发明涉及一种有机酸甜菜碱类离子液体，以及其制备方法与应用。
背景技术离子液体是一类具有良好溶解性、高化学稳定性、热稳定性、可控性和可再利用性的新型溶剂，因其独特的性质已被广泛应用于化学合成、化学分离、催化反应、电化学、涂料和生物化学等领域。
目前，研究的离子液体主要是以含有氮、磷、硫等元素的离子为主，其中以吡啶类和咪唑类离子液体研究最为广泛，但经典的离子液体的缺点是成本高、合成条件苛刻、粘度大、毒性大等。
甜菜碱是一种优良的天然物质，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、易得性等优点。
在生物化学、医药化学和环境化学等领域具有广泛的应用前景。
已有报道通过改性或添加其他化合物，将甜菜碱用于离子液体领域中，以减小其粘度和提高其热稳定性。
但目前尚没有报道将有机酸和甜菜碱组合成为新型的离子液体。
发明内容因此，本发明提供了一种有机酸甜菜碱类离子液体及其制备方法与应用。
具体地，本发明中所述的有机酸甜菜碱类离子液体包括以下结构式（I）的阳离子和搭配的阴离子。
其中，R1、R2和R3各自独立地为氢、烷基或芳基；R4为烷基、芳基或双键；X为阴离子。
本发明还提供了一种制备上述有机酸甜菜碱类离子液体的方法，包括以下步骤：将挥发性有机酸和甜菜碱混合，并根据需要在混合物中添加助溶剂；在温和条件下，通过旋转蒸发或真空挥发等方式将溶剂或助溶剂去除，然后对所得溶胶进行离子交换或热分解反应，以得到所需的有机酸甜菜碱类离子液体。
还提供了一种利用上述有机酸甜菜碱类离子液体制备催化剂、确定化合物的结构和分析等方面的应用。
本发明所述有机酸甜菜碱类离子液体具有如下有益效果：（1）具有优良的稳定性和流动性，能够替代传统的揮發性有机溶剂，在化学反应、催化反应等领域具有广泛的应用前景；（2）通过对甜菜碱的修饰和改性，成功地将甜菜碱与有机酸结合成为离子液体，并使其性能得到提高；（3）制备工艺简单，成本较低。
十二烷基甜菜碱的制备
烷基甜菜碱，即N-烷基-N，N-二甲基甜菜碱，是一种羧酸盐型两性离子表面活性剂，其结构式为:
CH3
|
R—N+—CH2COO—
|
CH3
烷基甜菜碱在相当宽的pH范围内均有良好的表面活性，能很好地与阴离子、阳离子及非离子表面活性剂通溶，可用洗涤剂，乳化剂，润湿剂，发型剂，发泡剂，柔软剂和抗静电剂等。由于它不刺激皮肤和眼睛，因而大量用于化妆品的配制中。
四、物理常数
物质
相对分子质量
性状
相对密度
熔点
沸点
折光率
溶解度
水
乙醇
乙醚
十二烷基胺
213.40
无色液体
0.775
-20
145
1.4375
不
易
易
乙醇
46.07
无色液体
0.7999
-144.5
78.3
1.3614
∞
/
∞
甲酸
46.03
无色液体
1.220
8.40
100.8
1.3714
∞
∞
/
甲醛
30.03
无色有刺激性气味气体
附：十二烷基二甲基甜菜碱性能与用途：
十二烷基二甲基甜菜碱无色至浅黄色透明粘稠液体,可溶于水，为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，泡沫多，去污力强，有可贵的增稠特性。对皮肤刺激性低，生物降解性好，具有优良去污杀菌、柔软性，抗静电性、耐硬水性和防锈性。十二烷基二甲基甜菜碱配制香波、泡沫浴、敏感皮肤制剂、儿童清洁剂等，也可用作纤维、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。
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。
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中国化工贸易
化学合成法制备甜菜碱
刘 悦1 闫 皙2
（1.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄 050018；
2.石家庄科英化工技术有限公司，河北石家庄 050018）
1课题研究的国内进展及现状
甜菜碱最初是甜菜制糖时留下的废液中提取而来的，新鲜甜菜中含甜菜碱，制糖废液中约含3%，糖蜜中含8%。
甜菜碱原为制糖过程中的一个副产品，其产品及产地有很大局限性，使用上也没有得到更加广泛的推广。
长期以来，人们对甜菜碱的研究主要集中在如何从甜菜中提取的工艺研究，规模比较有限，直到十九世纪七十年代，芬兰的CALTER公司才对其进行了专门研究，该公司通过天然提取法制得的天然无水甜菜碱产品质量好，并流入我国市场。
此后，许多国家都对甜菜碱进行了研究，取得了一定进展。
1.1 关于合成方法的研究
1999年，苏天铎等人以氯乙酸、氢氧化钠和三甲胺为原料合成 甜菜碱，其方法是：以室温为起始反应温度反应0.5 h，然后分别于50℃～55℃和80℃～85℃反应1 h，以强酸性阳离子交换树脂为反应液分离提纯物质。
其收率超过97%，产品纯度达到98.5%。
该法具有操作简便、反应时间短、反应条件温和、产品纯度高等优点，但离子交换法工艺繁琐，不利于工业推广。
2008年，杨昆等人以三甲胺及一氯乙酸、氢氧化钾为原料合成甜菜碱：利用实验确定合适的反应温度、时间及配比等优化条件，得到的反应液去除水溶剂后加适量乙醇趁热过滤，除去氯化钾，然后，将滤液冷却结晶，抽滤，干燥，得到甜菜碱，产率可达93.4%，纯度达99.33%.
该工艺用氢氧化钾代替氢氧化钠，反应过程中生成的副产物氯化钾较氯化钠
容易分离，有利于提高产品纯度，但氢氧化钾成本较氢氧化钠要高，会增加其生产成本。
1.2 对甜菜碱分离方法的研究
崔国辉利用离子交换法使甜菜碱得到提纯：将反应液利用阳离子强酸性树脂，吸附甜菜碱，杂质用纯水冲走，然后用氨水解析出甜菜碱，甜菜碱溶液减压浓缩后，降温到30℃析出晶体，过滤得到甜菜碱，母液回收套用，得到的甜菜碱再经过真空干燥，得到含量99％以上的甜菜碱。
该工艺纯度较高，分离效果较好，但分离前的准备较为复杂，而且离子交换柱容量较小，生产周期较长，效率低，产量受到限制，难以实现工业化。
靳登超等人对分离甜菜碱的萃取结晶法进行了研究：将反应液加入萃取剂构成四元体系，通过实验，画出四元相图，确定优化条件后的萃取剂用量，利用甜菜碱和氯化钠在萃取剂中的溶解度差异使甜菜碱得到分离提纯，其中，萃取剂应该尽可能的溶解甜菜碱，并且微溶或不溶氯化钠。
1.3 对甜菜碱分析方法的研究
李优琴等人利用比色法对甜菜碱含量进行测定：分别配制甜菜碱标准溶液、雷氏盐饱和液、丙酮溶液、乙醚洗液和甜菜碱样品溶液，吸取一定量的甜菜碱标准溶液，加入雷氏盐饱和溶液，将混合液在5℃下冷却30 min，然后在真空下用玻璃砂芯漏斗过滤，沉淀用乙醚洗涤3次，待乙醚挥发干后，用丙酮溶液溶解沉淀，定容至25 ml，在波长525nm处用1cm比色皿测其吸光度，然后用甜菜碱样品溶液代替甜菜碱标准溶液，重复以上步骤，对照标准曲线，依次算出样品中甜菜碱的含量。
2结论
化学合成法中，原料的选取：关于碱方面，如果用氢氧化钙，则副产物氯化钙难以分离，氢氧化钾成本较高，碳酸钠效果也不太好，选氢氧化钠较为合适；关于三甲胺，由于其气体成本较高且容易挥发，极易溶于水，选用30%-35%的三甲胺水溶液比较合适。
关于甜菜碱的生产方法，反应过程中：温度太高，会使三甲胺挥发，造成浪费，同时也会浪费能源；温度太低，反应速度较慢，反应不充分。
采用分段加热法，既避免了原料和能源的浪费，又能使反应进行得很充分，提高产率。
关于反应介质的选择，在甲醇和乙醇作溶剂时，反应速度都较水要慢，因此，选用水做反应溶剂比较合适。
关于分离，常用的方法有简单蒸馏法、离子交换法以及萃取结晶法：由于甜菜碱具有两性表面活性剂的性质，简单蒸馏中会与水形成缔合胶体，难以分离，得到的产品纯度较低；离子交换法工艺繁琐，容量小，成本较高，不适用于工业生产；萃取结晶法分离效果较好，同时可以较好的利用副产物，避免浪费。
关于萃取剂的选择，甜菜碱在甲醇中的溶解量较乙醇要高得多，但乙醇的成本较甲醇低，且氯化钠的溶解量也较甲醇要少得多，选用乙醇比较合适。
关于分析方法的选择，高效液相色谱法、凯氏法、重量法、比色法测量过程都比较复杂，成本较高，改进后的快速滴定法简化了测量过程，但相比之下，非水滴定法操作比较简单，精确度高，成本较低，更适合在工业上推广。
参考文献：
[1]苏天铎，柳恒，唐清福.三甲胺乙内酯的合成[J].陕西化工，1999，（3）：35
[2]郝立勇，朱晓慧，齐永秀，张恭孝，化学法合成甜菜碱工艺的改进[J]；中国甜菜糖业，2003年04期
[3]杨昆，王稼，谭亿等.甜菜碱制备工艺的研究[J].化学研究与应用，2008年11期
[8]崔国辉.甜菜碱的精制工艺研究.中国化工贸易，2012，4（7）；157-157
[9]靳登超，杨志才，冯素霞等.合成甜菜碱生产中的产品分离[J].化工进展，2002，21（1）：154-157.
[10]王双平，靳登超，胡俊峰.萃取结晶法分离合成甜菜碱中氯化钠[J].化学工业与工程，2007，24（5）：420-423.
[11]李优琴，高家骅，周维仁.比色法测定合成甜菜碱的含量[J].江苏农业学报，1999年02期
[12]胡彩虹，夏枚生，许剑峰.滴定法快速测定饲料中甜菜碱[J].分析试验室，1999年06期
化学合成法制备甜菜碱
作者：刘悦， 闫皙
作者单位：刘悦(河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄,050018)， 闫皙(石家庄科英化工技术有限公司,河北石家庄,050018)
刊名：
中国化工贸易
英文刊名：China Chemical Trade
年，卷(期)：2015(1)
本文链接：/Periodical_zghgmy201501105.aspx。