环糊精
β-环糊精制剂应用研究
作者：佚名科研信息来源：本站原创点击数： 396 更新时间：2005-7-6 [关键词]：β-环糊精,制剂工艺
健康网讯：
β-环糊精（β-CD）及其衍生物（β-CDD）是近年来发展起来的新型药物包合材料，β-CD亲水性的甲基化和羟丙基化环糊精与难溶性药物形成包合物后，可以改善药物的溶解度、溶出速率和生物利用度，疏水性的乙基化β-CD与水溶性药物形成包合物后能控制药物的释放速率。环糊精种类很多，但目前仍以β-CD应用最广，因β-CD具有空腔内径大小适中，包力强，原料能大量生产，经济易得等优点。现将近年来β-CD在药学应用方面的情况作一综述。
1 增加药物的溶解度
β-CD分子内部以碳-氢键和醚键为主，具有疏水性。外部以羟基为主，具有亲水性。药物经β-CD包合后，可不同程度地改善其溶解性能。尼群地平在水中几乎不溶，口服生物利用度差，丁燕飞等利用正交试验法，制备了尼群地平β-CD包合物，以15%乙醇900 ml为溶出介质，转速100r· min-1，采用浆法测定其溶出度，45min时包合物的溶出百分率是原料药的5.4倍。崔山风研究了卡马西平普通片和β -CD分散片的溶出情况，结果采用包合技术制备的卡马西平分散片溶出速度明显增加，3min时药物已溶出90%，而普通片仅溶出6%。氯化血红素是难溶性物质，又有血腥味，将其制成β-CD包合物后，溶解度和溶出度都有显著提高，原药和包合物的溶出度参数t50分别为67.0和19.7 min。对乙酰氨基酚溶解度较小，体外溶出速率及体内吸收缓慢，黄莉等采用研磨法制备了对乙酰氨基酚-β-CD 包合物，熔融法制备了其固体分散体，并研究了其体外溶出，结果对乙酸氨基酚包合物（1: 1，W/W）（A）和PEG 600固体分散体(1:2, W/W)（B)的体外溶出参数K r,t50, t d分别为（A）：0.833min-1，3.9min，4.4min；（B）：0.506 min-1，4.4 min和5.1min。经t检验，对乙酰
氨基酚包合物及固体分散体与胶囊剂之间的t50、t d均有统计学差异（P＜0.01）。鱼腥草素水溶液易混浊，甚至出现油状物，显示其在水中溶解效能不佳及不稳定，又由于该药具有强烈鱼腥气味使其制剂的应用受到一定限制，魏世超等为改善鱼腥草素的不良性能，采用研磨法制备了鱼腥草素β-CD包合物，研究鱼腥草素包合前后物理性能变化。结果鱼腥草素β-C D包合物的主客分子比为1:1包合后，鱼腥草素的溶解度增大了11.4 倍，鱼腥草素、混合物及包合物的溶出速度参数经威布尔模型拟合,t50分别为1.7,1.2,1.0min,t d分别为3.0,1. 8,1. 4 min。呋塞米（FR）由于其在酸性条件下水溶性差，故生物利用度低，通过制备FR-β-CD包合物，使FR在pH 1.2时的溶解度由原药的30.2μg·ml-1提高到92μg·ml-1，FR 与μ -CD 制备包合物的方法不同，药物的溶出也不同。采用揉捏法制备的包合物，在180m in内药物全部溶出，而采用冻干法、物理混合法、共沉淀法制备时溶出度分别为82%,66%, 37% （原药为巧％），体内试验还表明采用揉捏法制备的1:1包合物，生物利用度比传统片剂增加了1.8倍。
2 提离药物的稳定性
β-CD以疏水性的空隙将客分子嵌入，对客分子起保护作用，由于客分子的反应活性部位包藏于β-CD之中，外在条件与环境如溶剂,pH、温度、氧等，不容易对其发生氧化水解等作用，而使药物保持稳定。如1，α-羟基维生素D3和它的β-CD包合物，经在60℃加温10h加速试验，1，α-羟基维生素D3的含量下降100%，而对照组仅下降29.8%。酮康唑不溶于水且结构中有酰胺基和醚基，极易氧化变色，化学性质不稳定，制成β-CD包合物后，制成O/W型软膏，在相同包装和室温条件下放置，未包合的酮康唑软膏1周后上层即有粉红色斑点，1月后完全变为粉红色；而包合物软膏颜色一直无变化，其稳定性明显提高。维甲酸水溶性差，遇光、空气和氧化剂不稳定以及外用时的刺激性等，使其在应用上受到很大限制，李国锋等用研磨法制成的维甲酸包合物与同基质配成含维甲酸0.05%的霜剂，并同0.05% 维甲酸霜剂作了比较。分别于0,1，3,6月测定含量，结果包合物霜分别是标示量的106.5%，103.9%，100.4%,98.5%；维甲酸霜分别是标示量的104.7%，98.74%，92.53%。人
工麝香为国家一类新药，由于其含有大量挥发性成分，从而导致在制备和贮存过程中极易挥发，宋洪涛等利用研磨法将人工麝香制成β-CD包合物后，对包合物和按制备投料比制得的混合物进行了抗光解性试验、热稳定性试验、湿稳定性试验、挥发性试验，结果表明，在各种条件下，包合物稳定性都明显高于混合物，而挥发性明显低于混合物。大蒜油－β-CD 包合物经抗光解性试验，热稳定性及湿稳定性试验，挥发性试验和恒温加速试验均表明包合物的稳定性明显高于混合物。
3 液体药物粉末化
液体药物如维生素A或E与β-CD制成包合物后，可制成散剂、颗粒剂或片剂等固体制剂。以β-CD对VitE进行包合，用衍射法对包合物进行定性鉴定，并用正交试验法选择最佳工艺条件。β-CD:水：VitE=5g:80ml:0.5g,时间20 min。肉桂油是常用中药，易挥发，遇光和热不稳定，为了更好地发挥其治疗作用，提高其稳定性，并使其粉末化以便于制备各种剂型，宋洪涛等采用β-CD对肉桂油进行了包合，结果其主成分桂皮醛的溶解度提高了近4倍，溶出速率也有显著提高。稳定性试验表明：包合物对光、热、湿的稳定性显著高于混合物，而且使液体药物实现了固体粉末化。
4 防止挥发性成分挥发
巴特尔等用β-CD包合咽炎颗粒剂中的薄荷挥发油后，避免了在贮藏时挥发油的损失。在川芎茶冲剂制备时，挥发油经β-CD包合，放置90 d后挥发油仍保留投入量的 88%，而未包合的仅保留6.25%。缬草油的包合使痉痛胶囊的稳定性增加，含油量3个月内下降未超过10%，从而很好地解决了制粒困难及稳定性差的问题。细辛挥发油采用固-液法包合，通过正交优选的最佳工艺条件为：挥发油与β-CD的投料比为1:9 (ml:g），搅拌速度100r·m in-1，包合温度为40℃，β-CD与加人水的比例为1:7，挥发油回收率达 88.0%，该法加水不多，操作简便，挥发油稳定性提高。张洪等为提高复方丹参片的质量，用β-CD包合冰片，
经含量测定、稳定性试验、高温试验（50℃）和溶出速率试验证实:用β-CD包合冰片制备的复方丹参片能较好地保存冰片，各项试验指标均优于药典方法制备的复方丹参片。
5 遮盖药物的不良臭味，降低刺激性
刘西瑛等制备了磷酸苯丙哌林β-CD包合物并研究了其性质。磷酸苯丙哌林是一种非麻醉性镇咳药，由于它具有使口腔黏膜麻木的不良反应，多制成包衣片或胶囊剂，对于有吞咽困难的病人或儿童应用很不方便，限制了该制剂的开发和应用。而将它制成包合物后，消除了不良反应，制成颗粒剂或泡腾片后服用方便，市场前景很好。盐酸雷尼替丁具有不良臭味，国外有用包衣法、树脂吸附法掩盖其臭味的报道。候曙光等利用盐酸雷屁替丁在酸性和碱性环境中存? 在状态的不同将其制成了包合物，既掩盖了其不良臭味，又可以调节释药速度，再进一步压片或装胶囊后，病人乐于使用。盐酸氯胺酮口服后存在肝脏首过效应，生物利用度仅为16％，故不利于制成片剂口服给药，并且味极苦。用饱和水溶液法制成β-CD 包合物后无苦味而略有甜味。
6 提高药物的生物利用度
包合物的形成，导致药物的溶解性、膜的透过性、蛋白结合性发生改变，从而提高药物的生物利用度，增强药效和减轻副作用。吕万良等为了研究CD包合后对酮洛芬从胃肠道转运到体循环有何影响，设计了大鼠体循环试验，以比较经超声使溶解的酮洛芬与酮洛芬β-CD包合物两者从肠道转运到体循环有无差异，并探讨其转运过程中的速度类型和限速步骤。结果显示:包合物中酮洛芬与单体吸收曲线相一致，可知药物从包合物中释放过程不是药物吸收的限速步骤，肠生理膜限速是酮洛芬β-CD包合物中药物吸收的决定性因素。β-C D包合物中酮洛芬的吸收t1/2为43.86min,酮洛芬单体吸收t1/2为33.64min,吸收曲线呈平行趋势，可见药物经CD包合后可提高生物利用度的主要原因是由于包合物增加了难溶性药物溶解度。王列群等采用电刺激痛阈值法、扭体反应法及足趾肿胀法测定奈普生及奈普生β－ CD包合物对大鼠和小鼠的抗炎镇痛作用，结果表明:奈普生β-CD包合物有显著的镇痛、
抗炎作用（P＜0.01），其镇痛作用优于奈普生单体（P<0.05）。普罗布考脂溶性高，体内吸收程度小。张正等研究了普罗布考包合物胶囊在家犬体内的药代动力学与相对生物利用度。用高效液相色谱法测定6条健康犬po 250mg普罗布考片或普罗布考包合物胶囊后不同时间血浆中活性药物的浓度。结果普通片和包合物胶囊的药时曲线符合二室模型，其C max分别为（1.5±1.0）μg·ml-1和（2.3±0.9）μg·ml-1,AUCo -Za分别为（ 85±56）μg·m l-1·h和（134±55）μg·ml-1·h，以普通片为参比，包合物胶囊中普罗布考的相对生物利用度为（198±90）％，两种制剂的AUC0-24有显著性差异（P＜0.05）。炎痛昔康制成包合物后，经口服与原药相比吸收速度加快，对消化道刺激性小，能减轻消化道出血。生物利用度参数与原药相平行，但血药浓度达峰早。
7 降低药物的刺激性、毒性、副作用
吲哚美辛包合物制成的胶囊剂，无引起溃疡的副作用，无花果提取物刺激性大，嵌入CD后，有甜味，无刺激。奈普生-β-CD包合物利用CD的结构特点，改善奈普生的溶解度，提高溶出速率，促进吸收，降低胃肠道的刺激性。双氯芬酸钠（DS)为非甾体抗炎药，D S滴眼液能防止瞳孔缩小，减轻术后炎症反应等，已广泛用于临床，但该滴眼液对眼睛有烧灼感及刺痛等不良反应，徐治等将DS制成包合物，再加入NaCl、蒸馏水等，制成滴眼液，给家兔滴眼做刺激性试验，结果用X2检验统计，与不滴眼液的对照组比较无统计学差异。
8 用于药物的光谱分析
药物经CD包合后，能使包含药物的分子光谱学性质发生改变，有光谱增敏的现象。异丙嗪与异丙嗪β-CD包合物的紫外吸收光谱中λmax不同，前者为240nm，后者为214 nm，固定异丙嗪浓度，发现随着CD浓度的升高，其溶液吸光度也随之增大。利用β-CD能使荧光光谱、紫外光谱增强的特性，可建立药物分析方法，研究手性识别机制。庞志功等利用β-CD包含荧光法检测蛇床子素的血药浓度，取得满意的结果，且方法简便快速。
目前美、日等国药典已将β-CD收载为口服辅料，前列腺素和吡罗昔康β-CD包合物制剂已在日本和欧洲上市， HP-β-CD已被美国药典收载为注射用辅料，国内外研究结果表明，β-CD及其衍生物是一类非常有前途的辅料。
中文名称：β-环糊精
英文名称：β-Cyclodextrin
别名：β-环糊精；环麦芽七糖；环七糊精；BCD
低聚糖同系物，由7个葡萄糖单体经α-1,4糖苷键结合生成的环状物。
分子式：(C6H10O5)7
分子量：1135.0
理化性质：白色结晶性粉末，无臭，稍甜，溶于水（1.8 g/100 mL，20℃），难溶于甲醇、乙醇、丙酮，熔点290~305℃，内径（分子空隙）0.7~0.8nm，旋光度[α]25D+165.5°。本品在碱性水溶液中稳定，遇酸则缓慢水解，其碘络合物呈黄色，结晶形状呈板状。本品可与多种化合物形成包结复合物，使其稳定、增溶、缓释、乳化、抗氧化、抗分解、保温、防潮，并具有掩蔽异味等作用，为新型分子包裹材料。
来源与制法：淀粉糊化后经微生物产生的环状葡萄糖基转移酶
（Cyclodextrin-glycMyltransferase）作用，经脱色、结晶、分离而制得。
用途与注意事项：稳定剂、加工助剂。我国《食品添加剂使用卫生标准》
（GB2760―1996）中规定：可用于焙烤食品，最大用量为2.5g/kg，用于汤料，为100 g/kg。其他使用参考，用于包埋易挥发的香料使其稳定。香料与β-环状糊精的浓度比为1:1。用于包埋天然色素，使其稳定。去除异味，用于豆制品等除豆腥味，以及去除干酪素的苦味、甜菊苷的苦味、羊肉的腥味和鱼腥味等。用于制作固体酒和果汁粉。将含乙醇43%的威士忌100 mL，加水186 mL、环状糊精糖浆143 mL，混合搅拌30min，喷雾干燥成固体酒。饮用时稀释10倍即可。用于果蔬罐头，可防止汁液产生白色混浊。橘子罐头，添加量为糖浆量的0.2%~0.4%，可不产生白色沉淀。竹笋罐头，添加0.01%~2.0%，可防止产生白色沉淀。冷冻蛋白粉末，添加0.25%，可提高起泡力和泡沫稳定性。取75g环糊精乙醇溶液，于50℃，在搅拌中加入含200 mL洋葱汁的乙醇溶液，静置，析出包埋葱汁的结晶，经过滤、晾干后即为成品。冲汤时，取1g成品冲入沸水200 mL即为洋葱汤。取100g环糊精，加水75 mL，在搅拌中加入芝麻油85~90 mL，包埋后于60℃烘干，研细，过20目筛。取0.4g置于100 mL水中，加热至60℃，即有芝麻油香气，若加250 mL水加热至90℃，则全溶。
鉴定方法：
①本品水溶液（1+10）加1~3滴稀碘液，呈黄色。
②旋光度检验：旋光度[α]25D+165.5°±2.0°。
含量分析：用本酚硫酸法测定试样的总糖量，利用糖化酶只分解直链糊精和低聚糖，而不分解环状糊精的特性，以DNS法（3,5-二硝基水杨酸法）测出糖化酶
作用于试样产生的葡萄糖量，总糖与葡萄糖量之差与总糖之比，即为环状糊精的含量。
环糊精简介
环糊精系淀粉经酶解环合后得到的由六个以上葡萄糖连结而成的环状低聚化合物。其制备分二个阶段：第一阶段制备环糊精生成酶——碱性淀粉酶，第二阶段是由此酶制造环糊精。分子结构：为六个以上葡萄糖以α—1,4—糖苷键连结的环状低度聚合物，其中最常见的是α-环糊精（α-cyclodextrin）、β-环糊精（β-cyclodextrin）、γ-环糊精（γ-cyclodextrin），分别由六个、七个和八个葡萄糖分子构成。
经X射线衍射和核磁共振研究证明了环糊精的立体结构是中空圆筒形，为葡萄糖的C-1椅式构型，在它的圆筒内部有-CH-葡萄糖苷结合的O原子，故呈疏水性。葡萄糖的2位和3位的-OH基在圆筒的一端开口处，6位的-OH基在圆筒的另一端开口处，所以圆筒的二端开口处都呈亲水性，这样，环糊精的筒形体的内部上层、中层、下层由不同的基团组成，β-环糊精的结构见图。
性状：白色结晶性粉末，非还原性，β-环糊精熔点300-305°C，纯度99%，水分9%+-1%，灰分0.02%以下。在三种环糊精中，β-环糊精水的溶解度最低，最易从水中析出结晶，其一般性质列于下表。
环糊精的一般性质
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项目α-环糊精β-环糊精γ-环糊精
葡萄糖单体数 6 7 8
分子量 973 1135 1297
空间内径，nm 0.5-0.6 0.7-0.8 0.9-1.0
空洞深度,nm 0.7-0.8 0.7-0.8 0.7-0.8
晶形（从水中得到）针状棱柱状棱柱状
溶解度25°C,g/100ml) 14.5 1.85 23.2
[α]25D +150.5 +162.5 +177.4
碘显色青黄褐紫褐
环糊精圆筒内为疏水区，圆筒直径随其种类而异，约为0.6、0.8和 1.0nm。由于这种结构，使它具有容纳其他形状和大小适合的疏水性物质的分子或基团而嵌入洞中，形成包合物的特性。环糊精在包合物中作为“主分子”，在其圆筒内将其他物质的分子作为“客分子”包合起来，通过微弱的范德华力将填充进空洞的客分子组合成单分子包合物，故人们形象地称之为“分子囊”，也有称为“超微囊”。这种包合物与尿素和硫脲分子与分子间晶格空洞形成的包合物不同，因环糊精形成的包合物是在单分子空洞内，而不是在晶格中，所以它在水中溶解时，包合物的形式仍然稳定，并不分裂。
能被环糊精包合的物质范围很广，包括稀有气体、卤素等无机化合物和许多有机化合物。当各种物质被环糊精包合后，其稳定性、挥发性、溶解性等各种理化性质会发生显著的变化，环糊精的这种非凡作用，使它成为具有广泛应用价值的包合材料，引起了世界上多种行业，尤其是医药和食品行业的极大注意。
1. 环糊精包合物制法
（1）饱和水溶液法在环糊精的饱和水溶液中加客分子化合物，混合30min以上，大多数的包合物几乎是定量地沉淀分离，但是有些溶解度大的分子，相当数量的包合物溶解在溶液中，不能定量地沉淀分离。对于那些难溶难分散的固体客分子，需要少量适当的溶剂（如丙酮等）溶解后，再混合，就可得到均匀的包合物，将析出的包合物过滤，同水洗涤后，根据客分子的性质，再用适当的溶剂洗涤，干燥，即得稳定的包合物。
（2）研磨法取环糊精加入2-5倍水，混匀后加入客分子物质（必要时将客分子物质溶于有机溶剂中），在研磨机中充分混和，研成糊状物，干燥后，用适当溶剂洗净，即得稳定的包合物。
（3）冷冻干燥法如得到的包合物溶于水或在加热干燥条件下易于分解和变色，但又要求得到粉末状包合物的情况下，可通过冷冻干燥法去除溶剂，使粉末化。此法得到的包合物，溶解性好，可制成注射剂。
十六醇
中文名称：十六醇
英文名称： hexadecanol
中文名称2：棕榈醇
英文名称2： 1-hexadecanol
CAS No.： 36653-82-4
分子式： C16H34O
分子量： 242.50
外观与性状：白色叶片状结晶。
熔点(℃)： 50
沸点(℃)： 344
相对密度(水=1)：0.8176(50/4℃)
相对蒸气密度(空气=1)： 8.36
闪点(℃)： 135
引燃温度(℃)： 250.6
爆炸上限%(V/V)： 8.0
爆炸下限%(V/V)： 1.0
溶解性：不溶于水，易溶于苯、乙醚、氯仿，溶于丙酮，微溶于乙醇。
主要用途：用于制造香料、化妆品、洗涤剂、增塑剂等，适用于各类化妆品中，作为基质，特别适合于膏酸及乳液；在医药中，可直接用于W/O 乳化剂膏体，软膏基质等，平平加的原料，也可用于消泡剂，水土保温剂，成色剂，气相色谱固定液。
其它理化性质： 1.4392(60℃)
健康危害：本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。
环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。
燃爆危险：本品可燃，具刺激性。
危险特性：粉体与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险
β-环糊精在室温条件下水里的溶解度很小，而在热水中溶解度很大，因此可以用水重结晶。具体操作：1、在80-90℃条件下用蒸馏水配制其饱和溶液，然后冷却到室温，过滤，得到β-环糊精结晶体2、将得到的β-环糊精结晶体重复操作1，最后在100℃条件下真空干燥，即可得到纯度很高的β-环糊精结晶体。称取16.716g 经重结晶的β-环糊精，按每克环糊精加水27ml加入去离子水，加热溶解，冷却后，加2.7ml 月见草油，在磁力搅拌器上搅拌3 h ，于冰箱中放置48h，抽滤，干燥，称重得产品13.124g，收率为78.5%
试验原理环糊精作为主体, 维生素类药物作为客体形成包合物主要是客体分子大小与环糊精分子空腔大小相匹配, 通过范德华力、氢键等,客体分子全部或部分嵌入环糊精空穴内而形成。用于制备维生素- 环糊精包合物的主要方法有:冷冻干燥法、共沉淀法和研磨法。在制备包合物的过程中,如果在普通条件下容易脱包,就需要用冷冻干燥法, 用此法得到的包合物溶解性较好。Yannis 等用冷冻干燥法制备了核黄素(R) 同-CD[ ] 、-CD[6] ,抗坏血酸钠( sodium ascorbate) 同-CD[ 7] 的包合物。共沉淀法通常是利用搅拌手段混合客体化合物或其溶液于热的或冷的环糊精水溶液中, 使之达到包合平衡, 然后缓慢冷却约几小时完成, 过滤、去除母液, 经冷冻干燥或喷雾干燥,去除水分得到包合物。研磨法则是将客体与环糊精置于混合器或研磨机中,加少量水使其成糊状, 然后碾磨, 随着碾磨的进行,混合物的粘度逐渐增加, 得一膏状物, 将其干燥、粉化后即可制成包合物。
实验十四薄荷油β环糊精包合物的制备和检查
实验十四薄荷油β环糊精包合物的制备和检查 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
实验十四薄荷油β-环糊精包合物的制备和检查一、实验目的 1．掌握饱和水溶液法制备包合物的工艺和包合物形成的验证方法。 2．熟悉β－环糊精的性质及包合物的其他制备方法。 3．了解β－环糊精包合物的应用。 二、实验原理 1．含义 薄荷（Metha haplocalyx Brig）是一种广泛用于医药和烹调的草药。薄荷油是一种从新鲜的薄荷茎叶中用水蒸汽蒸馏出来挥发油后，再经过冷冻和除去部分薄荷脑之后所得到的油。薄荷叶中含有大约%～%的挥发油，其最主要的组分是薄荷脑。 中国药典规定薄荷油应符合下列标准：含酯量，按醋酸薄荷酯计算，不得少于%（w/w）和不得大于%(w/w)；总醇量，按薄荷脑计算，不得少于50%。 薄荷油是一种祛风药、芳香剂和调味料。用于皮肤黏膜能产生清凉的感觉，可以减轻不适和疼痛。薄荷油通常在西方国家用于治疗各种消化不适，可以缓解消化道痉挛。 薄荷油可以制成各种剂型，例如肠衣制剂、口含片、芳香水剂、软膏和微囊。含有挥发性物质的固体应该有适当地保护措施以免由于受热和长期储存遭受损失。环糊精包合物技术可以用于固化挥发性物质。 环糊精（cyclodextrin，CYD）是一种新型的水溶性包合材料，是淀粉经酶解得到的一种产物。这些分子中有6~13个葡萄糖分子以α－1，4糖苷键连接而成的环筒状结构的低聚糖化合物，其分子结构中具有一定大小的空穴，有环筒内疏水、环筒外亲水的特性。环糊精包合物是指借助分子间的作用力（包括静电引力、氢键、偶极子间引力等），药物分子包含或嵌入环糊精的筒状结构内形成的超微粒分散物。形成的包合物服用后在体内经渗透、扩散、竞争性置换等作用释放出药物分子而发挥药效。β－环糊精由于其分子的空间结构和便宜的价格在药学有重要的实际意义。在包合物中的难溶性疏水分子的溶解度可以提高。因此，其溶出速度也能提高。环糊精包合能将一种液体物质转变成一种固体复合物并且固定芳香物质和挥发性物质。 2．制备方法 环糊精包合物制备方法很多，有饱和水溶液法、研磨法、喷雾干燥法、冷冻干燥法等，可根据环糊精和药物的性质，结合实际生产条件加以选用。
羟丙基环糊精的性质及包合技术的原理
羟丙基环糊精的性质及包合技术的原理 1环糊精的定义及发展近况 环糊精是由淀粉经环糊精葡萄糖转移酶作用环合后得到的由六个以上葡萄糖连接形成的环状低聚化合物。它是一种白色、结晶粉状，味甜、不吸湿，其稳定性同甘蔗或淀粉相似，可保存数年不变性或降解。环糊精的分子结构为六个以上葡萄糖以α-1，4-糖苷键连接而成的环状低聚糖。其中常见的是α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精三种（见图1-1），分别有六个、七个和八个葡萄糖分子结构。 其中β-环糊精生产工艺简单，成本较低，是目前唯一工业上能大量生产且应用广泛的环糊精产品。但是，由于β-环糊精在C2、C3羟基之间形成分子内氢键，导致其在水中溶解度较低（1.85g/100ml, 20℃），限制了β-环糊精的应用。研究者通过化学改性的方法打开环糊精分子内氢键，对其结构进行修饰，使得环糊精能复合较大分子的客体物质, 并改善其功能特性。这些化学改性环糊精被称为第二代环糊精。目前，能工业级生产且有一定应用的化学改性环糊精主要有甲基-β-环糊精、羟丙基-β-环糊精、硫乙基-β-环糊精和乙酰基-β-环糊精等。特别是羟丙基-β-环糊精，水溶性大大提高，溶血性更低，可用作注射制剂添加物，并且已经通过美国食品药品管理局(FDA)的审批，是目前最有应用潜力的环糊精材料。 羟丙基环糊精(Hydroxypropylcyclodextrin, HPCD)是环糊精的一类无定型多组分化学衍生物，由羟丙基取代环糊精2、3或6位羟基的H原子而得到。由于环糊精主要有α、β和γ三种，羟丙基环糊精也有HP-α-CDs、HP-β-CDs和HP-γ- CDs三类。环糊精自上世纪末发现以来，由于良好的包合性能，并且基本没有毒性，价格也逐步降低，其应用领域不断扩大，应用量逐年增加，相关文献的数量也直线上升。 本文将详细介绍羟丙基环糊精的结构、功能和安全性性，分析羟丙基环糊精包合物的形成与客体分子释放的机理，对其包合产品的目的进行简单阐述及对环糊精的应用进行前景展望。 2羟丙基环糊精的结构与功能 环糊精与环氧丙烷在强碱性环境下反应易形成6位取代物6-羟丙基环糊精，弱碱性条件下则易形成2-羟丙基环糊精（见图2-1）。
关于环糊精的研究状况剖析
关于环糊精的研究状况 摘要：本文综述了环糊精的发现过程，环糊精的理化性质，提出了环糊精的改性，阐述了环糊精在现阶段医药、食品、环境保护、电化学、以及化妆品等方面的广泛应用，特别是食品的应用，展望了其广泛的利用空间，提出了环糊精可能的应用领域。 Abstract:This paper reviews the discovery process cyclodextrin, physical and chemical properties ,put forward the modified cyclodextrin and use of cyclodextrin in medicine food,environmental protection ,electrochemical at present stage and cosmetics and so on are wide.Especially the application of food.The paper do not omly prospecte its extensive ues of space,but also show us the possibility application fields about cyclodextrins . 关键词：环糊精应用进展 Key words: cyclodextrin application progress 一环糊精的发现与发展 自1891年Villiers发现环糊精至今已逾百年，它已经发展成为超分子化学最重要的主题，其间包含着许多科学家和科技工作者的智慧和劳动。Villiers最早从芽孢杆菌属（Bacillus）淀粉杆菌（Bacillus amylobacter）的1kg淀粉消化液中分离出3g可以从水中重结晶的物质，确定其组成为（C6H10O5）2*3H2O,称其为—木粉。1903年，Schardingei用分离的菌株消化淀粉得到两种晶体化合物，确认他们与Villiers分离出的—木粉是同一物质，并用碘—碘化钾反应区别了a-环糊精（a-cyclodextrin）和b-环糊精(b-cyclodextrin)，这种用碘液反应判断a-,b-环糊精的方法至今沿用。Schardinger成功的分离出春芽孢杆菌，取名软化芽孢杆菌（Bacillus macerans），至今仍然是生产和研究中经常使用的菌种。为了纪念他对建立环糊精化学基础的贡献，环糊精也曾经叫沙丁格糊精。继Schardinger之后在环糊精化学研究中起领导作用的是Pringsheim，他发现这种结晶性糊精和它的乙酰化产物能结合各种有机物生成复合体（complexes），由于使用不合适的冰点降低法确定分子量，以及许多推测缺乏事实依据，这一时期的研究工作进展很慢[1]。 从发现到20世纪初Schardinger发表他的第一篇关于α-CD和β-CD后，由Norman Haworth领导的英国环糊精研究小组详细的解释了组成环糊精的个小物质的大小和形成过程。直到1932年，环糊精和各种有机物形成复合物的性质已经被发现[2]。从20世纪30年代中期到60年代末是环糊精化学发展的第二阶段。Freudenberg最先得到纯环糊精，并和他的合作者根据乙酰溴和多甲基化反应产物的水解结果汇同文献报道的数据，提出Schardinger糊精是葡萄糖单元以麦芽糖方式结合的环状分子，分子内只含a-1,4糖苷键。
环糊精
β-环糊精- 环糊精的结构 环糊精(简称CD)系环糊精聚糖转位酶作用于淀粉后经水解环合而成的产物。为水溶性、非还原性的白色结晶粉沫，常见的有α、β、γ三种，分别由6、7、8个葡萄糖分子构成。其中以β-CD在水中溶解度最小，最易从水中析出结晶，故最为常用。 β-环糊精- β-环糊精包合的作用 ①可增加药物的溶解度，如薄荷油、桉叶油的β-CD包合物，其溶解度可增加30倍；②增加药物的稳定性，特别是一些易氧化、水解、挥发的药物形成包合物后，药物分子得到保护; ③液体药物粉末化，便于加工成其他剂型，如红花油、牡荆油β-CD包合物均呈粉末状：④减少刺激性，降低毒副作用，如5-氟尿嘧啶与β-CD包合后可基本恶心、呕吐状等反应：⑤掩盖不良气味，如大蒜油包合物可掩盖大蒜的嗅味；⑥可调节释药速度，提高生物利用度。β-环糊精- 环糊精的性质 β-环糊精 β-CD呈筒状结构，其两端与外部为亲水性，而筒的内部为疏水性，借范德华力将一些大小和形状合适的药物分子(如卤素、挥发油等)包含于环状结构中，形成超微囊状包合物外层的大分子(如β-CD、胆酸、淀粉、纤维素等)称为“主分子”，被包合于主分子之内的小分子物质称为“客分子”。 中文名称:β-环糊精中文别名:β-环状糊精;水合β-环状糊精;水合β-环糊精英文名称:beta-cyclodextrin英文别名:B-cyclodextrin crystalline; B-cyclodextrin cell culture tested; betadex; b-Cyclodextrin (1.02127); beta-Cyclodextrin hydrate; 5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxa octacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~.2~13,16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37 ,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-tetradecol (non-preferred name); (1S,3R,5R,6S,8R,10R,11S,13R,15R,16S,18R,20R,21S,23R,25R,26S,28R,30R,31S,33R,35R,36R, 37R,38R,39R,40R,41R,42R,43R,44R,45R,46R,47R,48R,49R)-5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydr oxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxaoctacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~. 2~13,16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,4 8,49-tetradecol (non-preferred name); (1S,3R,5R,6S,8R,10R,11S,13R,15R,16S,18R,20R,21S,23R,25R,26S,28R,30R,31S,33R,35R,36R, 37R,38R,39R,40R,41R,42R,43R,44R,45R,46R,47R,49R)-5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxym ethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxaoctacyclo[31.2.2.2~3,6~.2~8,11~.2~13, 16~.2~18,21~.2~23,26~.2~28,31~]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-t etradecol (non-preferred name); 5,10,15,20,25,30,35-heptakis(hydroxymethyl)-2,4,7,9,12,14,17,19,22,24,27,29,32,34-tetradecaoxa octacyclo[31.2.2.23,6.28,11.213,16.218,21.223,26.228,31]nonatetracontane-36,37,38,39,40,41,42, 43,44,45,46,47,48,49-tetradecol hydrate (1:1) (non-preferred name)CAS:7585-39-9;68168-23-0EINECS:231-493-2分子式:C42H72O36分子量:1152.9995安全术语:S24/25:; 物化性质:外观白色晶体粉末 熔点:298-300℃相对密度:-溶解性:18.5 g/L (25℃)用途:广泛应用于分离有机化合物及用于有机合成,也用作医药辅料、食品添加剂等 β-环糊精- 环糊精的制备方法
环糊精作为超分子结构的构筑单元
环糊精作为超分子结构的构筑单元 刘 雪1 , 曹克玺2 , 骆定法1 , 孙德志 1 (1.聊城师范学院化学系,山东聊城252059;2.临沂兰山职工中专,山东临沂276000) 摘 要:对环糊精的来源和分子结构特点作了简单介绍,论述了环糊精及其衍生物在超分子化学领域中的地位。理论研究上,环糊精是研究弱相互作用的模型分子化合物,化学工业中环糊精及其衍生物具有广泛用途,显示出环糊精化学研究和应用的无限潜力。关键词:环糊精;超分子结构;包合物 中图分类号:TQ 463+ .3 文献标识码:A 文章编号:0367-6358(2001)06-0321-04 修稿日期:2000-11-20 作者简介:刘 雪(1966～),女,学士.主要从事无机及结构化学研究. Cyclodextrins as Building Blocks of Supramolecular Structure LIU Xue 1, CAO Ke-xi 2, LUO Ding-fa 1, SU N De-zhi 1 (De p artment of Chemis try ,Liaoch eng N ormal University ,Shandong Liaocheng 252059,China ; 2.Liny i Lanshan P olytechnic School ,Shangd ong Liny i ,276000,China ) Abstr act :Synthesis and molecular structure of cyclodextrin (CD)were briefly introduced.T he status of CDs and derivatives of CD in supramolecular stucture were described .In research areas ,CD is a type of model compound being used for the study of weak interaction .In industry ,CD can be utilized for various purposes.T his review indicates that the chemistry of cyclodextrins has potentiality is research and applica-tion Key wor ds :cyclodextrin ;supramolecular structure ;inclusion 环糊精是直链淀粉的生物降解产物,于1891年由Villiers 首次分离出来,1904年Scharidinerge 表征它们为环状低聚糖,1938年Fr eudenberg 等人把它们描述成由吡喃葡萄糖单元通过1,4-糖苷键连接构成的大环化合物 [1-3] 。自从此类化合物发现以 来,人们对它们的兴趣日益浓厚[3] 。合成化学家们对它们感兴趣,是由于它们具有良好的稳定性和可以 区域选择性修饰,从而获得许许多多很有实用价值的新型化合物;理论化学家们对它们感兴趣,是由于它们的分子具有特殊的孔结构、光学活性和拓朴结构可诱导变形性;化学、化工工作者们对此类化合物普遍感兴趣,还由于它们来源于可再生廉价原料——淀粉,并几乎无毒。近年来,人们又发现环糊精对超分子化学十分重要,它们及相应的衍生物构成一大类水溶性不同的手性主体(host )分子,这些主 体分子可用来与客体(guest)分子结合成超分子体系,从而作为研究弱相互作用的模型化合物,自1979年Saeger W 发表题为“在研究和工业中的环糊精包 合物”以来[4],又有1万多项研究工作见诸报导。1 环糊精的合成、结构和物理性质 1.1 合成 用环糊精糖基转化酶可以由直链淀粉获得相对分 子质量大小不同的环糊精和直链寡聚麦芽糖的混合 物,然后用不同的沉淀剂将特定相对分子质量的环糊精分离出来,常见的A 、B 和C 环糊精分别用1-癸醇、甲苯和十六环-8-烯-1-酮捕集、收率为50%左右。1.2 结构 首先,来源于生物物质的环糊精是旋光性的,且直链淀粉只能降解出右旋对映体的环糊精。这类大环化合物的分子(图1)为中空圆台或截头圆锥形, ? 321?第6期化 学 世 界
药用环糊精生产步入快车道 国际市场年增长3成
药用环糊精生产步入快车道国际市场年增长3成 随着环糊精在医药、食品、化妆品及其他行业的应用面不断扩大，其国际市场年增长率将高达20％～30％ 环糊精是一种在医药工业界用途非常广泛的新型药用赋形剂产品，其最主要用途是作为药物分子的包埋剂。迄今为止开发出α的环糊精约有七八种，但具有实际工业应用价值的环糊精只有α环糊精、β环糊精和γ环糊精三种。而在α、β、γ三种构型的环糊精中，以β环糊精最适合作为药用辅料。 β环糊精不仅能将V A、VE等油状药物直接加工成便于压片的粉末剂，还可将一些难溶药物加工成可溶性药物制剂。更可贵的是，一些有一定毒性的药物分子经β环糊精包埋后可大大降低其毒性，这就为β环糊精在医药制剂业中的推广应用开创了广阔的天地。 日本是全球最早开发生产环糊精的国家，但后来，美国、德国、荷兰和匈牙利等欧美国家的环糊精生产也开始飞速发展，并在产量上与日本分庭抗礼。据统计，目前全球各种环糊精总产量已超过25万吨，日本约占其中40％份额。目前日本环糊精总产量在10万～12万吨之间，但其国内相当一部分环糊精产量用于出口，内销可能不到一半。 环糊精还被收录进欧美各国药典。据不完全统计，西方各国制药厂商已开发
上市的含环糊精的制剂产品数量至少有数百种之多，如地塞米松、硝酸甘油缓释片、大蒜油、更昔洛韦、匹罗卡品等。由此可见，环糊精业已成为国外制药工业界最常用的药用赋形剂之一。 在亚洲，除了日本，中国和韩国也是环糊精生产大国。我国环糊精生产在近几年发展较快，在亚洲国家中我国环糊精生产规模仅次于日本。此外，印度也有一些环糊精生产，但规模远小于中日韩。 据简单推算，随着环糊精在医药、食品、化妆品及其它行业的应用面不断扩大，世界环糊精市场一直以超高速增长，国际市场年增长率将高达20％～30％。 产品深开发取得进展 由于β环糊精在国际医药市场上非常畅销，我国厂商陆续开发出环糊精的多种衍生新产品，其中最受国际市场欢迎的是“羟丙基β环糊精”。 据了解，羟丙基β环糊精的水溶性极佳，比普通β环糊精高几倍。将其用于制剂类产品中可大大提高难溶药物的溶解度，无需再使用有机溶剂、表面活性剂和脂类作为助溶剂。羟丙基β环糊精可用于口服液、注射剂、粘膜给药系统以及透皮释放剂等，此外，还可用于蛋白质类药物的保护剂和稳定剂。由于国际市场对羟丙基β环糊精需求量较大，因此国内不少企业已开始转产水溶度高的环糊精产品。据悉，我国已能生产多只β环糊精衍生物新产品，除羟丙基β环糊精之外，还生产甲基环糊精、一氯三嗪环糊精、羟乙基环糊精、磺丁基环糊精、硫代丁基环糊精等等。国内企业在β环糊精产品的深度
β-环糊精的结构、制备、功能及在化工中应用
内容提要首先介绍环状糊精地发展现状，在详细说明β环状糊精地结构，再详细说明β地制备方法，由β地结构所决定地其性质和功能，最后介绍β在精细化工工业中地应用. 关键词环状糊精β 淀粉包络 名词解释[淀粉]淀粉是白色无定形粉末，它是由直链淀粉支链淀粉两部分构成. [糊精]淀粉经不同方法降解地产物（不包括单糖和低聚糖）统称为糊精，工业上生产地糊精产物有麦芽糊精、环状糊精和热解糊精三大类.个人收集整理勿做商业用途 [淀粉酶]水解酶地一种，可以催化水解反应. 虽然早在世纪初就已有关于环状糊精地报道，但对于环状糊精地结构和其独特地理化性质地研究还是近几十年地事.世纪年代初，随着生产环状糊精酶（环状糊精葡萄糖基转移酶，简称）地细菌被发现，环状糊精才开始进入工业化生产.目前，日本在环状糊精地生产与应用方面处于世界领先水平，是国际市场上环状糊精地主要出口国，其环状糊精年增长率在左右，主要应用于医药、食品等行业.我国自世纪年代起也开始进行了少量试产，但产量和质量都难以满足市场需求，因此，在环状糊精生产和应用研究方面前景都十分广阔.个人收集整理勿做商业用途 一、结构 淀粉经用嗜碱芽孢杆菌发酵发生葡萄糖基转移反应(工业上用软化芽孢杆菌（）和嗜碱芽孢杆菌（）产生环糊精葡萄糖基转移酶)得环状分子，称为环状糊精，有三种产品，分别由、和个脱水葡萄糖单位组成，称为α、β和γ环状糊精，具有独特地包接功能.生产以上糊精用湿法工艺.个人收集整理勿做商业用途 环状糊精（，简称）是由六个以上葡萄糖通过α糖苷键连接而成地环状麦芽低聚糖.它一般由个葡萄糖组成，其中以含个葡萄糖分子地α、β及γ最为常见，其结构式见下图，其主体构型像一个中间有空洞、两端不封闭地圆桶.个人收集整理勿做商业用途 α–环糊精；β环糊精；γ环糊精 环状糊精结构式简图 β环糊精分子为立体结构，环中间有空洞，各伯羟基都位于空洞外面下边缘，各仲羟基都位于空洞外面上边缘，所以外边缘具有亲水性或极性.空洞内壁为氢原子和糖苷键氧原子，为疏水性非极性地.从水中结晶出来地β环糊精空洞被水分自占据.这部分水易被极性教水低地分子所取代，取代分子非极性越高，越易取代水分子，形成包接络合物.个人收集整理勿做商业用途 β外观是白色结晶粉末，带甜味，低浓度时比蔗糖略甜.它在水中溶解度随温度上升而升高，不溶于甲醇、乙醇、丙醇和乙醚等有机溶剂.β并无一定熔点，在摄氏度时开始分解.它与β淀粉酶反应不能水解，它与无机酸反应可以水解成葡萄糖和一系列麦芽低聚糖.个人收集整理勿做商业用途 二、制备 环状糊精生产地主要原料为淀粉，其生产工艺分三个阶段.第一阶段是制备生产环状糊精地环糊精葡萄糖基转移酶；第二阶段是利用该酶作用于淀粉糊产生环状糊精；第三阶段是环状糊精地提取和精制.个人收集整理勿做商业用途 工艺流程 淀粉→调浆→酶液化酶液化及转化→α淀粉酶液化→脱色→过滤→离子交换→真空浓缩→冷却结晶→结晶
单-6-OTS-β-环糊精的合成与表征实验报告
单-6-OTS-β-环糊精的合成与表征 摘要 环糊精是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT) 作用于淀粉所产生的6~12 个葡萄糖单元以1 4-糖苷键结合而成的环状低聚糖，具有“内腔疏水，外侧亲水”的特性，使其能作为“宿主”包络多种有机、无机分子“客体”形成特殊结的包络物。因此环糊精及经化学修饰得到的一些衍生物可以较好地模拟天然酶的一些特性，并被广泛地应用于制药、食品、环保、化妆品、生物医学、电化学、有机物的选择性合成等领域。6-OTs-β-cD是合成6位取代环糊精衍生物的一种必须经过的中间产物，由β-环糊精与对甲苯璜酰氯经过磺酰化反应得到，研究6-OTs-β-cD的合成方法在环糊精化学合成中占有极其重要的地位。 关键词：环糊精 6-OTs-β-cD 对甲苯璜酰氯 Abstract: Cyclodextrin by cyclodextrin glycosyltransferase ( CGT ) effect on starch produced by the 6~12 glucose unit with 1 4- glycosidic bond combination of cyclic oligosaccharides, with " inner lateral hydrophobic, hydrophilic " characteristics, which can be used as " host " envelope a variety of organic, inorganic molecules to form a special " object " junction complexes. Therefore the cyclodextrin and chemically modified by some derivatives can be used to simulate the natural enzymes in some properties, and is widely used in pharmaceutical, food, environmental protection, biomedicine, cosmetics, electrochemistry, organic matter selective synthesis etc.. 6-OTs- β-cD is a synthesis of 6 substituted cyclodextrin derivatives with a must pass through the intermediate product, byβ - cyclodextrin and toluene sulfonyl chloride through reaction of Huang, of 6-OTs- β-cD synthesis method in cyclodextrin chemistry occupies an extremely important position. Key words:cyclodextrin 6-0Ts-β-cyclodextrin P—toluenesuifonyl chloride 引言 β一环糊精由7个葡萄糖单元通过1，4一a甙键连结而成，这些单体以环状束
环糊精在环境污染治理中的应用_王佳蕾
第24卷第6期河北工业科技V ol.24,No.6 2007年11月Hebei Jour nal of Industrial Science a nd T echno log y N ov.2007 文章编号:1008-1534(2007)06-0355-06 环糊精在环境污染治理中的应用 王佳蕾1,赵地顺1,赵 莹1,陈 娟2,张志刚3 (1.河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;2.石家庄东方热电股份有限公司热 电一厂化学车间,河北石家庄 050000;3.河北科技大学理学院,河北石家庄 050018) 摘 要:针对环糊精在环境污染治理领域越来越广泛的应用前景,介绍了环糊精在环境污染治理方面的应用,主要包括环糊精对弱极性有机污染物的增溶作用、环糊精对环境中有机污染物的富集和治理、环糊精对有机污染物降解过程的影响、环糊精对污染物生物活性的影响等几个方面。 关键词:环糊精;有机污染物;增溶;降解;生物活性 中图分类号:X506 文献标识码:A A pplication of cyclodextrins in managing organic pollutants WANG Jia-lei1,ZH AO Di-Shun1,ZHAO Ying1,CH EN Juan2,ZH ANG Zhi-gang3 (1.College o f Chemical and Pharmaceutical Enginee ring,Hebei Unive rsity of Science and T echnology,Shijiazhuang Hebei 050018,China;2.Wo rksho p o f Chemical Plant,Shijiazhuang Do ng fang T he rmoelec tric Company Limited,Shijiazhuang Hebei 050000,China;3.Co llege o f Sciences,H ebei U niv ersity of Science a nd T echnolog y,Shijiazhua ng Hebei050018,China) A bstract:A pplicatio n of cy clo dex trins is because of its co mmon use fo r ealing w ith enviro nmental o rg anic pollutants Fo r evam-ple,it co uld solublize o rg anic co ntaminants or ganic contaminants,e nriche s and remo ves or ganic po llutants.Beside s,it could wo rk on deg radatio n pro cesses and the biological activ ity of contaminants. Key words:cy clodex trins;o rg anic co ntamina nts;so lubilization;degr adation;bio log ical ac tivity 环糊精(cyclodex trins,CDs)是由环糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉形成的一类环状低聚糖,是由6个或6个以上的D-(+)-吡喃型葡萄糖单元经α-1,4位连接起来的环状化合物。目前已发现的环糊精一般含6～12个葡萄糖单元。常见的有α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精,分别由6,7,8个葡萄糖单元组成,其中又以β-环糊精产量最高,应用最广泛。环糊精类化合物的特点是分子结构中存在一个亲水的外缘和一个疏水的空腔。其疏水的空腔能与许多有机物结合形成主客体包合物,这一特点是它 收稿日期:2007-01-17;修回日期:2007-04-11 责任编辑:张士莹 作者简介:王佳蕾(1983-),女,河北保定人,硕士研究生,主要从事农药降解方面的研究。 联系人:赵地顺,男,教授。E-mail:zhao-ds h@https://www.wendangku.net/doc/bf6786831.html, 们获得广泛应用的结构基础。随着人们对环糊精研究的深入,近年来研究人员又开发了一系列β-环糊精的衍生物。例如:甲基环糊精、羟丙基环糊精、羧甲基环糊精等,这些环糊精衍生物的溶解性能比β-环糊精好,因而用途也更广泛。 环糊精的特点使其在诸多领域得到了广泛应用。1978年,BENDER报道了利用与环糊精形成包合物来增加弱极性有机化合物在水中的溶解度的可能性[1]。此后,环糊精在制药、食品、电化学、水处理等方面得到了广泛的应用。 1 环糊精在环境科学研究中的应用 近年来,环糊精在环境科学研究领域取得了较大进展,主要应用在增溶弱极性有机污染物、富集和
水性环糊精
水性环糊精 随着生物技术的发展，P?环糊精的生产成本将进一步下降，产量迅速上升，为水溶性P?环糊精的大规模工业生产提供了有利条件。随着我国精细化学工业，水处理技术的迅猛发展，水溶性环糊精将得到广泛应用。 理化性能 环糊精简称CD,是由直链糊精两端的葡萄糖分子以β-1,4糖苷连接而成的环状结构的麦芽低聚糖，是软化芽孢杯菌作用于淀粉的产物。其最显著的结构特点是存在一个立体手性疏水空腔，其分子独特的环状空间结构和极稳定的化学性质，它包括以6,7或8个葡萄糖分子组成的1-CD、2-CD或3-CD。分子结构呈环形圆筒状，不易受酶、酸、碱，热等条件的作用而分解。CD内部的空洞内部有-CH-与葡萄糖甙结合的氧原子，呈疏水性。生产工艺环糊精是由淀粗经环糊精葡萄糖转移酶作用，形成由1-1,4糖苷键接而成的环形结构的糊精，工业生产用软化芽孢杆菌等菌株产生环糊精葡萄糖基转移酶，生成三种异构体，其三种产物的生成比率因菌种和反应条件的不同而不同，软化芽孢杆菌的主产品为1-CD,嗜碱芽孢杆菌的主产物为2-CD。 环糊精是以淀粉为原料，经糊化、液化、糖、酶作用转化而生成的。生产方法有无溶媒法、乙醇法、有机物法、生物反应器法（固定化酶生产），其各生产
流程大同小异,以无溶媒法为例，随着生物工程技术的发展，新工艺的不断发展，将为CD产品的开发利用提供有利条件。 其生产过程是使玉米、马铃薯或其他种淀粉在盐酸和1-淀粉酶，环糊精葡萄糖基转移酶液化淀粉，经预水解，再用环糊精转移酶发酵，生成三种产品的混合物。 用脱枝酶水解淀粉乳中支链淀粉分子1-1,6糖苷键以提高产率，并应控制葡萄糖和麦芽糖的总含量，以免影响产率。工业生产可用有机络合物来控制发酵，可生产单一品种的CD,且产率高。由于络合物与一种环糊精生成不溶的络合物，与反应体系分离，促进平衡向生成这种CD的方向转移，可提高产率。 关于环糊精的生产方法已有很多报道，但都为酶法生产，到目前为止还未见用化学合成的报道。催化淀粉水解成环糊精的CG-Tase是一种具有几处催化功能的多糖类合成酶，可从多种微生物中分离得到，但目前常用于工业化生产的菌种一般只有嗜热脂肪芽胞杆菌、嗜碱脂肪芽胞杆菌、软化芽胞杆菌等少数几种。 环糊精的生产过程通常包括以下几个主要阶段：菌种的筛选、培养，CGTase 的制备、分离、纯化与结晶。制备环糊精的底物原料包括玉米淀粉，马铃薯淀粉，木薯淀粉等，不同的原料环糊精的收率不等。 环糊精的化学反应和酶反应性质与开链糊精有很大差别：环糊精只能被α-淀粉酶水解而不能被β-淀粉酶水解，而α-淀粉酶和β-淀粉酶均能水解开链糊精；无机酸能水解环糊精生成葡萄糖和一系列开链麦芽低聚糖，但水解第一个葡萄糖甙键使环形结构开裂的速度较水解开链糊精慢，并且水解速度因温度和酸度不同而发生改变。除此之外，环糊精还具有不同于直链糊精的特有性质：环糊精分子呈环状排列，既无还原端也无非还原端，没有还原性；在碱性介质中很稳定，但强酸可以使之裂解；对酸及一般淀粉酶的耐受性比直链淀粉强：在水溶液及醇水溶液中，能很好地结晶；能与有机化合物形成包接复合物；可以在环糊精分子上交链许多官能团或将环糊精交链于聚合物上，进行化学改性或者以环糊精为单体进行聚合。 环糊精是以淀粉为原料，经糊化、液化、糖、酶作用转化而生成的。目前，能用于生产环糊精葡萄糖基转移酶的细菌主要有软腐芽孢杆、好碱性杆菌、环状芽孢杆菌等。环糊精的生产方法有无溶媒法、乙醇法、有机物法、生物反应器法（固定化酶生产），其各生产流程大同小异，随着生物工程技术的发展，新工艺的不断发展，将为CD产品的开发利用提供有利条件。 采用封闭式生产新工艺的转化率为75%。2-CD的化学修饰可采用不同的修饰剂，最好用环氧丙烷，其与2-CD的反应产物是羟丙基2-CD,在水中的溶解性好，包接力强，且环氧丙烷的反应条件温和，反应速度快，其生产安全，价格低廉，
环糊精包合原理
β环糊精及其衍生物包合原理与制药技术 资料来源：超星电子图书馆藏书\<药剂学>第四版\毕殿洲主编 第六章制剂新技术(P108-112)\陆彬编著 制剂新技术涉及范围广，内容多。本章仅对目前在制剂中应用较成熟，且能改变药物的物理性质或释放性能的新技术进行讨论，内容有包合技术、固体分散技术以及微型包囊技术。 包合技术在药剂学中的应用很广泛。包合技术系指一种分子被包嵌于另一种分子的空穴结构内，形成包合物(inClusion Compound)的技术。这种包合物是由主分子(host mo1eCule)和客分子(guest moleCule)两种组分加合组成，主分子具有较大的空穴结构，足以将客分子容纳在内，形成分子囊(mo1eCule Capsule)。药物作为客分子经包合后，溶解度增大，稳定性提高，液体药物可粉末化，可防止挥发性成分挥发，掩盖药物的不良气味或味道，调节释药速率，提高药物的生物利用度，降低药物的刺激性与毒副作用等。如难溶性药物前列腺素E 经包合后溶解度大大提高，并可制成粉针剂。盐酸雷尼替丁具有不良臭味，可制成包合物2 加以改善[1]，可提高病人用药的顺从性。陈皮挥发油制成包合物后，可粉末化且可防止挥发[2]。诺氟沙星难溶于水，口服生物利用度低。制成诺氮沙星-β环糊精包合物胶囊[3]，该胶囊起效快，相对生物利用度提高到141.6％。用研磨法制得维A酸-β环糊精包合物后[4]，包合物稳定性明显提高，副作用的发生率明显降低。硝酸异山梨醇酯-二甲基β环糊精包合物片剂血药水平可维持相当长时间，说明包合物具有明显的缓释性。目前利用包合技术生产且已上市的产品有碘口含片、吡罗昔康片、螺内酯片以及可遮盖舌部麻木副作用的磷酸苯丙哌林片等。 包合物能否形成及其是否稳定，主要取决于主分子和客分子的立体结构和二者的极性：客分子必须和主分子的空穴形状和大小相适应，包合物的稳定性主要取决于两组分间的范德华力。包合过程是物理过程而不是化学反应。包合物中主分子和客分子的比例一般为非化学计量，这是由于客分子的最大填入量虽由客分子的大小和主分子的空穴数决定，但这些空穴并不一定完全被客分子占据，主、客分子数之比可在较大的范围内变动。客分子比例极大时的组成式可用(nH)(mG)表示*其中H和G分别表示主分子和客分子组分，n为每一个单位中H的分子数，m为每一个单位空穴所能容纳G分子的最大数目。 包合物根据主分子的构成可分为多分子包合物、单分子包合物和大分子包合物；根据主分子形成空穴的几何形状又分为管形包合物、笼形包合物和层状包合物。 溶剂化物与包合物虽有许多相似处，但溶剂化物受化学计量约束，也不存在包合物的空穴结构。 包合物中处于包合外层的主分子物质称为包合材料，通常可用环糊精、胆酸、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等作包合材料。制剂中目前常用的，也是本节介绍的是环糊精及其衍生物。 (一)环糊精 环彻精(CyClodextrin，CYD)系指淀粉用嗜碱性芽胞杆菌经培养得到的环糊精葡萄糖转位酶(CyClodextrin g1uCanotransferase)作用后形成的产物，是由6-12个D-葡萄糖分子以l，4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物，为水溶性的非还原性白色结晶状粉末，结构为中空圆筒形，其俯视图如图6-1。对酸不太稳定，易发生酸解而破坏圆筒形结构。常见有α、β、γ三种。分别由6、7、8个葡萄糖分子构成。 经x射线衍射和核磁共振证实，α-CYD的立体结构如图6-2。由于2、3位上的-OH基排列在空穴的开口处或空穴的外部，而6位上的-OH基排列在空穴的另一端开口处，开口处呈亲水性。6位上的-CH2基以及葡萄糖苷结合的氧原子，则排列在空穴的内部呈疏水性。这表明CYD的上、中、下三层分别由不同的基团组成。
环糊精的性质
环糊精（CD） 环糊精（Cyclodextrin，简称CD）是淀粉在淀粉酶作用下生成的环状低聚糖的总称，从结构上看，它们是由6-8个D-（+）-吡喃葡萄糖以α1，4-糖苷键连接而成的一类环状低聚糖化合物。根据构象能的计算，小于六个低聚糖环形成的大环由于空间位阻是不稳定的。常见的环糊精有α-CD，β-CD和γ-CD，它们分别由六、七、八个吡喃糖环组成，其结构式及孔洞大小由图4-9所示。环糊精分子的外形象一个面包圈，环中所有葡萄糖单元都保持椅式构象。也有人把环糊精比喻成一个没底的盘，从侧面看呈倒梯形，上圈比下圈稍大。整个环糊精分子围成一个空腔，腔内除了醚键之外就是碳氢键，所以内孔具有相对憎水性。环糊精上的羟基向分子外伸展，使外表面具有亲水性，且能溶于水中。α-CD，β-CD 和γ-CD内空腔的直径分别为0.5nm、0.65nm和0.85nm。环糊精分子中每一个葡萄糖单元上的仲羟基与相邻葡萄糖单元上的仲羟基形成氢键，因此形成环糊精分子的动力也是由于氢键的作用。环糊精最吸引人的特点是其作为主体的能力，它可以和很多种客体物质形成包含化合物。在包合物中，化合物被包在环糊精的空腔中。从稀有气体，非极性及极性无机、有机化合物到有机、无机离子，以及众多芳香化合物的苯环和脂肪族化合物的非极性的烃链都可以进入环糊精的空腔，一般形成1 :1包合物。另外作为主体的环糊精与客体分子形成包合物的一个基本要求是尺寸的匹配，即对体积的选择性，见表4-3。 表4-3 环糊精空腔与客体分子体积之间的关系 环糊精葡萄糖 单元数空腔内部 直径/nm 环的 大小 匹配的客体分子 α- β- γ-6 7 8 0.5 0.65 0.85 30 35 40 苯，苯酚 萘，1-苯胺基-8-磺酸萘 蒽，冠醚，1-苯胺基-8-磺酸蒽 高分子和CD包含化合物的研究起步于70年代末。近来Harada的工作具有代表性。90年代初他们发现CD可以和一些极性高分子，如PEO，PPO及PVME 形成结晶性包含化合物，其产率和CD的大小及高分子的极性有关，基本数据如表4-4所示。+ 表示产率较高，+ + 表示很高，- 表示产率极低。这种选择性可以用来分离高分子混合物以及嵌段化合物和均聚物的混合物。在β-CD中合成的PAN具有立规度选择性，当β-CD和PAN比例增加时，等规度提高。CD和非极性及离子型高分子也可以形成络合物。 表4-4 环糊精与其它高分子形成的固态络合物 αβγ PEO PPO PVME PIB + + - - - - + + - + + + + + + + CD-高分子，和尿素-高分子的包含化合物的形成有很大差别。尿素-高分子包含化合物是一边形成主体网络，一边包含高分子链，而CD-高分子包含化合物是中空圆台形CD逐渐穿入高分子。这种超分子组装文献中又称为分子项链。这
环糊精
环糊精 胡小丹2009210660 摘要简单介绍了环糊精的概念、分类、常见环糊精结构和性质。重点综述β-环糊精的制备与应用。 关键词环糊精；分类；制备；应用。 1环糊精的概念 环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为alpha -、beta -和gama -环糊精(图1)。根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)- 吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。 由于环糊精的外缘(Rim)亲水而内腔(Cavity)疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体(Host)包络各种适当的客体(Guest)，如有机分子、无机离子以及气体分子等。其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，成为化学和化工研究者感兴趣的研究对象。这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别，其结果是形成主客体包络物(Host-Guest Complex)。环糊精是迄今所发现的类似于酶的理想宿主分子，并且其本身就有酶模型的特性。因此，在催化、分离、食品以及药物等领域中，环糊精受到了极大的重视和广泛应用。由于环糊精在水中的溶解度和包结能力，改变环糊精的理化特性已成为化学修饰环糊精的重要目的之一。