椰油酰胺丙基甜菜碱

椰油酰胺丙基甜菜碱 (Cocamidopropyl Betaine) 全面科学评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称

Cocamidopropyl Betaine (CAPB)

化学分类

两性离子表面活性剂

来源与制备

通过三步合成工艺制备：

• 原料来源：椰子油脂肪酸（主要为月桂酸）
• 第一步：脂肪酸与N-(3-氨丙基)-N,N-二甲胺缩合形成椰油酰胺丙基二甲胺
• 第二步：与氯乙酸钠季铵化反应形成甜菜碱结构

(依据：Journal of Surfactants and Detergents, 2003)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

核心作用机制

同时携带正电荷季铵基团与负电荷羧酸基团，在宽pH范围维持电荷平衡：

• 酸性环境中：质子化呈阳离子特性
• 碱性环境中：去质子化呈阴离子特性
• 等电点(pH≈4.8)：净电荷为零

(依据：Colloids and Surfaces A: Physicochemical Engineering Aspects, 2015)

功效科学评估

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键发现	起效浓度
清洁发泡	降低表面张力，形成胶束包裹油污	★★★★☆ (充分证实)	临界胶束浓度(CMC)≈0.03-0.1%，协同提升SLS发泡力40%	1-15%
降低刺激	与阴离子表面活性剂形成复合物，减少角质层脂质溶解	★★★★☆ (充分证实)	在含SLS配方中降低红斑指数27%(斑贴试验)	≥3%(占表面活性剂总量)
粘度调节	通过分子间静电作用形成网状结构	★★★★☆ (充分证实)	与阴离子表活协同可提升粘度5-10倍	2-8%
抗静电	电荷中和与亲水膜形成	★★★☆☆ (中等证据)	头发摩擦电压降低65%(vs纯SLS体系)	≥4%
保湿修护*	推测通过角质层水合作用	★☆☆☆☆ (有限证据)	离体皮肤TEWL值降低15%(需临床验证)	无明确数据

*注：保湿修护功效主要为厂商宣称，缺乏高质量人体试验证据支持

详细作用机制：电荷依赖行为

分子中的甜菜碱基团(-N⁺(CH₃)₂-CH₂-COO^-)在pH4-9区间维持两性离子态：

• pH<3：羧基质子化呈阳离子特性
• pH>10：胺基去质子化呈阴离子特性

此特性使其能与各类表面活性剂形成稳定复合物。(依据：Journal of Cosmetic Science, 2009)

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	功能角色
主活性物	椰油酰胺丙基甜菜碱	分子量：342.5 g/mol HLB值：18-20	主要表面活性成分
典型杂质	氯乙酸钠 3-二甲氨基丙胺(DMAPA)	残留量：<100 ppm (欧盟限值)	主要致敏源
脂肪酸分布	C12: 45-55% C14: 15-20% C16: 8-12% C18: 2-7%	碳链长度影响： - 泡沫细腻度 - 溶解性	性能调节剂

(参考：ISO 2871-1:2010 杂质检测标准；IFSCC Monograph No.7)

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 洗发水 (使用率>85%)：核心减刺激成分
• 洁面产品 (沐浴露/洗面奶)：温和清洁体系基础
• 儿童护理品：低敏配方关键组分
• 牙膏：发泡稳定剂

协同增效组合

• 阴离子表活体系：
  • 与SLES复配：降低刺激指数达50% (Dermatitis, 2012)
  • 与皂基复配：改善钙皂分散性
• 阳离子聚合物：
  • Polyquaternium-10：增强沉积效率
• 非离子表活：
  • 椰油酰单乙醇胺(CMEA)：协同增稠

5. 安全性与适用性

安全性评估

• CIR评级：安全浓度≤10% (CIR, 2019)
• 致敏争议：
  • 0.5-3%致敏率(北美斑贴数据)
  • 主要致敏源：杂质DMAPA/氯乙酸 (Dermatitis, 2010)
• 眼刺激性：兔眼试验评分2.3/110(轻度刺激)

适用人群注意

• 推荐：
  • 敏感性头皮(复配体系)
  • 儿童配方(pH5.5-7.0体系)
• 谨慎使用：
  • 椰油酰胺丙基甜菜碱过敏史患者
  • 特应性皮炎急性期

6. 市场定位与消费者认知

市场数据

• 全球年需求量：>50万吨
• 在温和表活市场份额：≈35%
• 价格区间：$1.8-2.5/kg(2023)

消费者认知特征

• 正面认知：
  • "天然来源"(椰子油关联)
  • "温和无刺激"(实际为复配效果)
• 认知误区：
  • "100%植物来源" (实际为半合成化学品)
  • "独立保湿功效" (缺乏独立证据)

7. 总结与展望

核心价值总结

• 不可替代性：阴离子体系最佳减刺激增效剂
• 性价比优势：单位性能成本低于多数两性表活
• 配方基石：现代化妆品清洁体系核心组分

技术发展趋势

• 高纯化工艺：DMAPA控制≤50ppm
• 定制化碳链：单酸CAPB(C12主导)提升泡沫性能
• 可持续发展：生物基原料比例提升至100%

研究空白与挑战

• 独立保湿机制需临床验证
• 长期使用对皮肤微生态影响未知
• 过敏原精准检测标准缺失