1.甜菜碱型两性表面活性剂

甜菜碱最初是从植物甜菜中分离而得，故以此命名这类表面活性剂。天然甜菜碱是三甲胺乙内酯(CH₃)₃N⁺CH₂C00^-，最普通的烷基甜菜碱可以看成是其同系物，阳离子部分为季铵盐，阴离子部分为羧酸盐。此外，按阴离子不同，还有羧基甜菜碱、烷基甜菜碱、磺基甜菜碱及硫酸酯甜菜碱等。

1.1羧基甜菜碱

羧基甜菜碱的典型品种是N-烷基二甲基甜菜碱，工业上主要采用烷基二甲基叔胺与卤代乙酸盐进行反应制得。其中最常见的产品N-十二烷基甜菜碱（BS-12)的合成反应如下：

首先用等物质的量的氢氧化钠溶液中和氯乙酸至pH为7，得到氯乙酸钠盐；然后一次加入等物质的量的十二烷基二甲基胺，在50～150℃反应5～10h，即得目的产品，浓度为30％左右。

按类似的方法可制得不同烷基的N-烷基二甲基甜菜碱，也可制得十二烷基二羟乙基甜菜碱。利用天然脂肪酸与低相对分子质量二胺反应生成酰胺基叔胺，再与氯乙酸钠处理，得酰胺甜菜碱。利用长链的卤代醚或卤代亚硫酸酯与带有叔胺基的氨基酸反应，可以生成通过醚键或亚硫酸酯键连接的两性表面活性剂。

1.2烷基甜菜碱

另一类型的甜菜碱是长碳链不在氮原子上，而是在羧基的α-碳原子上，称为烷基甜菜碱。其合成首先由长链脂肪酸与溴反应生成溴代脂肪酸，然后再与三甲胺反应而得。反应式与工艺如下：

（1)将棕榈酸460份和三氯化磷在水溶液上加热，然后在90℃下缓慢滴加454份溴素。加完后，再继续搅拌6h，再加入250份水，并通入二氧化硫，使反应由暗褐色逐渐变为浅黄色，分去水分，可得溴代棕榈酸653份（溴含量为23.83％)。

(2)取α-溴代棕榈酸100份熔融，在30℃下，控制2h左右滴入300份25％三甲胺溶液，然后放置48h，除水及回收三甲胺，即可得上述目的产品α-十四烷基甜菜碱130份。

1.3磺基甜菜碱

当烷基化剂改为2-氯乙基磺酸钠或2-溴乙基磺酸钠、2,3-环氧丙磺酸或1,3-丙磺酸内酯，可得到磺基甜菜碱。由于磺酸内酯是致癌物，现今己很少采用1,3-磺酸内酯作烷基化剂。近年有关磺基甜菜碱的合成研究较多，磺基甜菜碱的主要应用是作为纺织工业的染色、匀染、润湿工序，其对聚丙烯纤维、尼龙有足够的抗静电效果。
此外，硫酸酷甜菜碱可由叔胺和氯醇等化合物反应引入羟基，然后再进行酯化反应生产。

2.咪唑啉型两性表面活性剂

咪唑啉型两性表面活性剂是以脂肪酸和适当的多胺为原料，经两步法合成得到。反应的第一步是脂肪酸与多胺缩合，经酰化、环合消除两分子水形成咪唑啉环，脂肪酸通常为C₈～C₁₈的脂肪酸，多胺通常是羟乙基乙二胺、多亚乙基多胺等。第二步是将咪唑啉环与氯乙酸钠或其他能引入阴离子基团的烷基化剂进行季铵化反应。引入羧基阴离子常用的烷基化剂为氯乙酸钠、丙烯酸酯和丙烯酸；引入磺酸基阴离子常用3-氯-2-羟基丙磺酸、2,3-环氧丙磺酸等。在咪唑啉环的两个氮原子中，只有与双键相连的氮原子才能发生季铵化。

最常用的咪唑啉型两性表面活性剂是在咪唑啉环上带有β-羟乙基的品种，其合成与咪唑啉季铵盐类似，只是在最后季铵化时采用氯乙酸钠或丙烯酸等。例如，月桂基乙酸钠型咪唑啉的合成原理如下：

生产工艺流程（参见图2-11)如下：

(1)烷基咪唑啉中间体的合成（环化反应）加入170kg月桂酸到反应釜D101内，加热熔化后，再从F101泵入90kg羟乙基乙二胺（AEEA)。在一定时间内升温到指定温度，开启真空泵J102,在氮气保护下不断蒸出反应生成的水，反应完成后，分析中间体的质量，达到预定的指标后进入下一步反应。

(2)氯乙酸钠的制备在另一配料罐D103内加入计量的水，在一定温度和搅拌下加入160kg氯乙酸，全部溶解后，用碳酸钠调节到预定的pH (9～11)，即得到反应所需的氯乙酸钠溶液。

(3）产品的生产（季铵化反应）将氯乙酸钠溶液泵入季铵化反应釜D102中，升温到85～90℃后，搅拌下慢慢泵入环化反应制得的咪唑啉中间体，加完后，保温反应一定时间。当体系的pH从13降至8～8.5时，为反应终点。

图2-11月桂基乙酸钠型咪唑啉生产工艺流程图

羟甲基型两性咪唑啉表面活性剂具有低的表面张力、良好的发泡性、增溶性和耐硬水性，与其他表面活性剂配伍性好、毒性低、刺激性小、易生物降解，是配制婴儿香波、浴液和个人清洁用品(如香波、浴液、化妆品等)的优质原料，还可作为洗涤剂、抗静电剂、柔软剂、钙皂分散剂等广泛用于其他工业。