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第四章相溶解度法研究β-环糊精衍生物包合作用

4.1主客体分子识别—包结作用原理

4.1.1环糊精的性质

环糊精(Cyclodextrin，CD)是由淀粉酶经环合而得的6-8个D-吡喃葡萄糖单元以α-(1，

4)糖苷键连接成的低聚糖化合物。环糊精的葡萄糖单元已知有6-12个，按顺序命名的α，β，

γ，δ…CD，最常见的三种是α，β，γ-CD，其中β-CD被广泛应用。

β-环糊精(β-CD)是由7个(α)-D-葡萄糖单元通过α-1,4二苷键连接的环状低聚糖，分子

结构呈空心圆台型。β-环糊精具有很好的分子识别功能，对客体分子识别主要有两种方式：

一种是“内识别”(Endorecognition)，作用力主要是范德华力、疏水作用力、色散力等，此时，

CD与客体形成“笼型”包络物。另一种是“外识别”(Exorecognition)，作用力主要是氢键力，

CD与客体形成“管道型”表面作用产物[73]

。通常在主客体的识别过程中，两种识别方式共存。

当β-环糊精与对映体作用时，通过手性匹配和识别作用，产生非对映异构体差异，表

[74]

现出良好的手性识别功能。颜承龙等将β-环糊精的手性分子识别机理归总为以下四大类：

①包结作用机理：对映体分子和β-CD及其衍生物形成程度不同的包结物而使它们分离；②

缔合作用机理：在分离过程中手性分子与改性β-CD形成部分的或不完全的包结结构,即形

成一种缔合物；③构象诱导作用机理：当手性分子靠近β-CD时，对手性区域的基团产生诱

导作用,使其构象适合该手性分子的构象,从而加强了相互之间的作用；④主客体相互作用

机理:手性分子与β-CD之间发生相互作用，主要涉及氢键作用、偶极-偶极相互作用及范

德华力等。

环糊精与客体分子可以形成二元、三元及多元包合物。包合物的计量比通常可用等摩尔

[75]

连续变化法和Benesi-Hidebrand方程求。包合物体系中只存在一种客体分子时，易形成二

[76][77]

元包合物，CD与客体分子的包合比一般为1:1，也有2:1、1:2及2:2。三元包合物一般

[78]

为1:1:1或2:1:2。环糊精在特定的条件下形成的多元包合物，结构主要有两种类型：(a)、

笼型，CD分子是笼形排列，客体分子充塞于CD腔内；(b)、管道型，CD分子沿管道堆积，

空腔形成隧道，客体分子寄宿于隧道内。

4.1.2包合物包合行为的表征手段

环糊精主客体分子形成包合物的表征手段有很多，仪器监测包合物形成原理是利用包合

物在形成过程中产生若干物理化学性质变化，如热力学性质、光学性质、电化学性质及溶解

度等。目前主要的表征手段有：

(1)显微镜法和电镜扫描法

由于晶格排列发生变化，故在显微镜下含药的包合物习惯形状不同，可通过分析包合物

晶格变化及物相变化做出判断。

(2)相溶解度法

因难溶性药物包合溶解度大，通过测定药物在不同浓度的环糊精溶液中的溶解度，绘制

溶解度曲线，可从曲线判断包合物是否形成，并得到包合物的溶解度，计算其稳定常数。如

[79]

邓少敏等用溶解度法测定芦丁包合物的形成常数。

(3)薄层色谱法

选择合适的溶剂系统，进行药物、药物环糊精的薄层层析，观察色谱展开后的斑点位置。

[78]

在同样条件下，包合物无展开斑点。如张玉叶等应用于酮康唑β-CD包合物的制备中的检

测。

(4)紫外可见分光光度法

[78]

从紫外可见吸收曲线与吸收峰的位置和高度来判断。如张玉叶等采用