Кокамидопропилбетаин¶
Кокамидопропилбетаин (КАБ, cocamidopropyl betaine, CAPB) — амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) класса бетаинов, производное кокосового масла. Относится к категории ионогенных ПАВ амфолитного типа: молекула содержит одновременно катионную (кватернарный азот) и анионную (карбоксильную) группы, что определяет её свойства в зависимости от pH среды. Широко применяется в составе моющих и косметических средств — шампуней, гелей для душа, жидких мыл, средств для бритья.
¶Строение и физико-химические свойства
Кокамидопропилбетаин получают химической реакцией кокамидопропиламина (продукта взаимодействия жирных кислот кокосового масла с диметиламинопропиламином) с хлоруксусной кислотой или её натриевой солью. Итоговая молекула состоит из длинной углеводородной цепи (C12–C18, преимущественно лауриловой, C12), гидрофильной амидной связи и бетаинового зарядного центра.
При нейтральном и слабокислом pH КАБ проявляет преимущественно катионные свойства, в щелочной среде — анионные. В концентрированных растворах образует вязкие прозрачные жидкости с характерным слабым запахом. Хорошо растворим в воде, совместим с большинством других ПАВ, включая анионные (лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия) и неионогенные.
¶Получение
Промышленный синтез КАБ включает две стадии:
- Ацилирование диметиламинопропиламина жирными кислотами кокосового масла с образованием кокамидопропиламина.
- Квартернизация амина хлоруксусной кислотой или натриевой солью монохлоруксусной кислоты.
В качестве сырья обычно используется кокосовое масло (содержит до 50 % лауриновой кислоты) или пальмоядровое масло с близким составом жирных кислот. Технический продукт представляет собой смесь бетаинов с разной длиной цепи, а также содержит остаточные реагенты и побочные продукты — прежде всего 2-имидазолины и 3-аминопропиламин, которые рассматриваются как потенциальные кожные сенсибилизаторы.
¶Применение
¶В косметике и бытовой химии
Основная область применения КАБ — мягкие моющие средства. В отличие от сульфатов, бетаин образует менее агрессивную пену, не подсушивает кожу и волосы, обладает низким раздражающим действием на слизистые. Поэтому КАБ включают в формулы:
- шампуней для частого применения, в том числе для детей;
- гелей для душа и жидкого мыла;
- средств для бритья и после бритья;
- очищающих средств для лица;
- пенок и гелей для умывания.
Кокамидопропилбетаин часто используется в комбинации с лаурил- или лауретсульфатом натрия: бетаин смягчает агрессивное действие сульфатов, снижает их концентрацию и улучшает стабильность формулы. В системах с анионными ПАВ КАБ образует комплексы, снижающие иригантность (раздражающий потенциал) смеси.
¶В промышленности
Помимо косметики, КАБ применяется как:
- пенообразователь и стабилизатор пены в составах для пожаротушения;
- деэмульгатор в нефтедобыче (в составе буровых растворов);
- антистатик и мягчитель в текстильной промышленности;
- добавка в составы для очистки промышленного оборудования.
¶Токсикология и безопасность
Кокамидопропилбетаин относится к веществам с низкой острой токсичностью. LD50 при пероральном введении для крыс превышает 2 г/кг массы тела. В стандартных концентрациях использования (обычно 1–10 % в готовом средстве) вещество не проявляет мутагенных и канцерогенных свойств.
Основной спорный вопрос — наличие примесей 2-имидазолинов и 3-аминопропиламина, которые в ряде исследований связывали с контактным аллергическим дерматитом. Регуляторы ЕС и США признают КАБ безопасным при условии контроля содержания этих примесей. В России вещество включено в перечень компонентов, допущенных к использованию в косметической продукции, и не имеет ограничений по концентрации в смываемых средствах.
¶Обозначения на этикетках
На упаковке косметики КАБ может обозначаться как:
- Cocamidopropyl betaine;
- Cocamidopropyl dimethyl glycine;
- Coconut oil amide propyl betaine;
- INCI-название по международной номенклатуре косметических ингредиентов.
¶Экономика
Основные производители КАБ — компании в Китае, Индии, Европейском союзе и США. В России производство бетаинов налажено на нескольких предприятиях, в частности на базе переработки кокосового и пальмового сырья. Объём мирового рынка ПАВ категории бетаинов оценивается в сотни тысяч тонн ежегодно, причём доля КАБ среди амфолитных ПАВ остаётся одной из наибольших.
Источники:
- «Поверхностно-активные вещества: справочник» (под ред. Р. Л. Ошаровой)
- Международная номенклатура косметических ингредиентов (INCI)
- Cosmetics Ingredient Review (CIR) — отчёты по безопасности кокамидопропилбетаина
- «Химия и технология поверхностно-активных веществ» (Л. М. Курлыкина, В. А. Прокопенко)