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对于环糊精的研究

作者：陈凤萍，杨小雨，曹荭

环糊精(Cyclodexdrin，CD)是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)作用于淀粉所产生的一组

环状低聚糖。首次发现于1891年．薛定锷(Schardinger)完成了确定CD结构的研究，由于

CD具有“内疏水，外亲水”的分子结构，又因CD是手性化合物，这种特殊分子结构赋予CD

与多种客体化合物形成包合物的能力，由此而形成主客体分子化学，从而使CD在各个领域

中得以应用。本文着重介绍CD在医药、荧光和磷光、及食品环保方面的应用。

由于其分子结构特殊，故能与多种小分子形成包结配合物，大多数聚合物都具有良好

的机械性能，易于加工成型。以化学键合或物理混合方法将环糊精引入聚合物结构中，则

[1]

可形成一类既具有聚合物的良好性能，又保持环糊精结构特点的含环糊精聚合物。因此，

环糊精及其衍生物在化学分离、化学分析、医药、食品、农药等多种领域有着广泛的应用。

目前，国内外学者对环糊精的研究大多数集中在环糊精分子的包结功能、合成功能新材料

等方面。近年来，将环糊精引入到高分子膜内，利用环糊精的空腔等性状来强化膜分离性

能成为了一个新的研究热点。

1.环糊精的种类

天然常见的环糊精有三种，即β-CD、α-CD、γ-CD。含6个葡萄糖单位的α-CD因环筒

太小(内径约5.2A)，不适于大多数药物分子被包合；α-CD、γ-CD则有足够的环筒空间(内

径分别约为6.4A和8.3A)来包合体积相对较大一些的客体，因而能与许多药物分子形成稳

定的包合物。其中，又以β-CD应用最广，这是因为目前只有β-CD具有工业化大生产规模：

但是，β-CD的水溶解度较低(25℃，1.8g／100m1)因此药物β-CD包合物的水溶解度最大也

不过1.8g／100m1。这也就使得β-CD在应用受到限制。

2.环糊精目前的现状

2.1环糊精在生态环境中的应用

由于13一环糊精的空腔内侧的两圈氖原子(H一3和H一5)及一圈糖苷键的氧原子

处于C—H键屏蔽之下，环糊精内腔是疏水的，而环糊精分子的外侧边框则由于羟基的

聚集而呈亲水性。利用这种特殊的分子结构，环糊精可以与多种客体化合物形成包合

物，因而在生态环境领域，p环糊精的应用研究也成了热点。农药污染物治理、农药残

留检测随着科技的进步，农药在农业上得到了广泛应用，但由于多数属于疏水性农药，

[2]

易被土壤胶体吸附，导致其在土壤中传输、降解困难，从而造成农药的积累、残留。

[3]

8-环糊精及其衍生物在分解农药残留物方面已显示了其巨大的潜力。Kamiyam等研究

发现8_环糊精对对氧磷的降解有明显的促进作用。他们通过实验表明，8-环糊精在含

有腐殖酸的水溶液中可促进光诱导自由基的生成，并对其具有包结作用，从而引发农药

光降解反应。近年来，农药在水体、粮食、食品、果蔬等方面的残留已引起人们高度

重视，对农药残留量进行的快速准确的检测已成为当今研究的一个重点。李满秀等[4]

在p环糊精与氯氰菊酯的超分子相互作用的基础上，建立了氯氰菊酯的荧光分析法。其

实验表明，当氯氰菊酯浓度在o．04～o．2弘g／mL范围内，荧光强度与其符合较好的

线性关系，检测限为o．024肚g／mL。1．2土壤改性由于污染的加剧，土壤中沉积

了大量的有害重金属离子，严重降低了土壤质量。

2.2现代药物技术应用

随着现代科学技术和生物学技术的发展，环糊精工业化的生产中得到广泛应用，大大

降低了生产成本，尤其是在中药学领域的应用与发展，其应用范围更加普遍。传统的中药

提取方法工作量、耗时长、工艺繁杂、效率低，且易造成挥发性成分损失、热敏成分降解

[5]

等问题，而