环糊精性质和应用
环糊精的作用主要有哪些
环糊精在许多的大型行业中被适量使用。
其中在食品、香料、医药、化合物拆分等方面有着很关键的作用，同时也可以模拟酶研究。
由于在各个行业中起的作用不同，需要结合实际的应用行业来分析。
环糊精耐热，熔点高，加热到约200℃开始分解，有较好的热稳定性；无吸湿性，但容易形成各种稳定的水合物，所以对于一些食品或者药品起到了的固定和乳化的作用。
因此我们的各个行业中也是离不开环糊精，同时也在不断研究环糊精的应用前景。
它的疏水性空洞内可嵌入各种有机化合物，形成包接复合物，并改变被包络物的物理和化学性质；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。
1、在食品饮料中，还可以起到乳化剂的作用，使香料油形成包结复合物，直接引入水溶液中使用，使食品内不相容的成份均匀混合，对着色剂可起到保护作用，免受日光、紫外光、气体、氧化、热冲击等彩响，大大延长褪色时间。
此外对改进在食品系统中的加工工艺复合成分的传递性能以及改变固体食品的质地及密度、改善食品口感等方面均有显著功效。
2、在医药行业：环糊精能有效地增加一些水溶性不良的药物在水中的溶解度和溶解速度，提高药物的稳定性和生物利用度；减少药物的不良气味或苦味；降低药物的刺激和毒副作用；以及使药物缓释和改善剂型。
3、在分析化学上: 环糊精是手性化合物，它对有机分子有进行识别和选择的能力，已成功地应用于各种色谱与电泳方法中,以分离各种异构体和对映体;在环保上：环糊精在环保上的应用是基于其能与污染物形成稳定的包络物，从而减少环境污染。
水溶性环糊精衍生物具有更强的增溶能力，对于不溶性香料、亲脂性农药有非常好的增溶效果；不溶性环糊精衍生物可应用于环境监测和废水处理等环保方面，如将农药包结于不溶性环糊精聚合物中,在施用后就不会随雨水流失；环糊精交联聚合物能吸附水样中的微污染物。
农业上用改性环糊精浸种可能会改变作物生长特性和产量。
β环糊精结构
β环糊精结构β环糊精是一种特殊的环糊精分子，由七个葡萄糖分子组成，形成一个空心的圆环状结构。
它具有很多特殊的物理和化学性质，因此在许多领域都有广泛的应用。
本文将介绍β环糊精结构的特点及其在不同领域的应用。
β环糊精结构的特点β环糊精的结构非常特殊，它由七个葡萄糖分子通过特定的化学键连接而成，形成一个空心的圆环状结构。
这种结构使得β环糊精具有许多独特的性质。
β环糊精的空心结构使其可以通过包结作用与其他分子相互作用。
这种包结作用可以使β环糊精与一些有机物形成稳定的包合物，从而改变它们的溶解度、稳定性和化学活性。
β环糊精具有良好的溶解性。
它在水中溶解度很高，可以形成稳定的水溶液。
这使得β环糊精在药物输送、环境修复和化妆品等领域有广泛的应用。
β环糊精还具有良好的稳定性和生物相容性。
它不易分解，可以长时间稳定存在于环境中。
同时，由于其结构与天然糖类相似，β环糊精在生物体内不易产生毒性反应，因此被广泛应用于药物输送和生物医学领域。
β环糊精在不同领域的应用由于其特殊的结构和性质，β环糊精在许多领域都有重要的应用价值。
β环糊精在药物输送领域有广泛的应用。
由于β环糊精可以与药物形成稳定的包合物，它可以提高药物的溶解度和稳定性，延长药物的作用时间，并减少药物的毒副作用。
因此，β环糊精被广泛用于制备口服药物、注射剂和眼药水等药物制剂。
β环糊精在环境修复领域也有重要的应用。
由于β环糊精可以与一些有机物形成包合物，它可以用来去除水中的有机污染物。
通过加入适量的β环糊精，可以提高有机污染物的溶解度和稳定性，从而加速其降解和去除。
β环糊精还被广泛应用于食品和化妆品工业。
由于其稳定性和生物相容性，β环糊精可以用作食品添加剂和化妆品成分。
例如，它可以用来改善食品的口感、延长食品的保质期，并减少化妆品中的有害成分。
总结β环糊精是一种特殊的环糊精分子，具有独特的结构和性质。
它可以通过包结作用与其他分子相互作用，具有良好的溶解性、稳定性和生物相容性。
环糊精的结构
环糊精的结构一、引言环糊精（cyclodextrin）是一种由葡萄糖分子组成的环状分子，由于其独特的结构和性质，在许多领域都有广泛的应用。
本文将介绍环糊精的结构特点及其在医药、食品、化妆品和环境等领域的应用。
二、环糊精的结构环糊精分为α、β、γ三种类型，其结构均由6个葡萄糖分子组成，形成一个空心的环状结构。
其中α环糊精是最常见的一种，其分子内部空腔直径约为0.7纳米。
这种特殊的结构使得环糊精具有良好的包结性能。
三、环糊精的应用1. 医药领域环糊精在医药领域有着广泛的应用。
由于其空腔结构可以包结药物分子，因此可以用作药物的载体，增加药物的溶解度和稳定性。
此外，环糊精还可以用于药物的缓释和控释，延长药物的作用时间。
2. 食品工业环糊精在食品工业中也有重要的应用。
由于其空腔可以包结食品中的异味物质和有害物质，因此可以用作食品添加剂，改善食品的口感和品质。
同时，环糊精还可以用于食品中的香精和色素的固定，增强食品的香味和色泽。
3. 化妆品领域由于环糊精具有良好的包结性能，可以包结化妆品中的油脂和异味物质，因此在化妆品领域也有广泛的应用。
环糊精可以用于调整化妆品的质地和口感，增加产品的稳定性和持久性。
4. 环境治理环糊精还可以用于环境治理领域。
由于其空腔可以包结有机物分子，因此可以用于水体和土壤中有机污染物的吸附和去除。
此外，环糊精还可以用于垃圾填埋场和污水处理厂中有机物的处理，减少对环境的污染。
四、环糊精的发展趋势随着科学技术的不断发展，对环糊精的研究也在不断深入。
目前，研究人员正在探索新型环糊精的合成方法和应用领域。
同时，还有人在研究如何调整环糊精的空腔大小和性质，以适应不同领域的需求。
可以预见，随着对环糊精的进一步了解和应用的推广，其在各个领域的应用将会更加广泛。
五、结论环糊精作为一种特殊的分子结构，在医药、食品、化妆品和环境等领域都有着重要的应用。
其独特的结构使得环糊精具有良好的包结性能，可以用于药物的缓释和控释、食品的改善和固定、化妆品的调整和环境的治理。
环糊精粘度
环糊精粘度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：环糊精是一种常见的食品添加剂，它常被用于增加食品的黏稠度和稠度。
环糊精是一种多聚糖，具有很强的吸水性和胶凝作用，能够在食品加工中起到增稠、增黏、保湿等作用。
今天我们就来探讨一下环糊精的粘度及其在食品工业中的应用。
让我们来了解一下环糊精的基本特性。
环糊精是由葡萄糖分子通过α-（1→ 4）和α-（1→6）键连接而成的聚糖，分子结构呈环状。
它的水溶液表现出高度粘稠性，在水中形成黏稠的胶体溶液。
环糊精能够与水分子之间形成氢键，从而使水分子结构变得更有序，形成一种稠密的网络结构，从而增加水的黏度。
环糊精的黏度受多种因素影响，最主要的影响因素是环糊精的浓度。
一般来说，环糊精的浓度越高，其黏度也会越大。
温度也会影响环糊精的黏度。
一般来说，环糊精在较低的温度下会表现出更高的黏度，而在较高的温度下则表现出较低的黏度。
环糊精的分子结构和固态颗粒大小也会影响其黏度。
环糊精在食品工业中有广泛的应用。
由于其优异的增稠、增黏作用，环糊精被广泛应用于食品加工中。
在奶制品加工中，环糊精可以增加奶制品的黏稠感，使其口感更加丰富。
在果酱和果冻的生产中，环糊精可以增加果酱和果冻的黏稠度，使其更易于涂抹和食用。
环糊精还可以用于调制糖浆、酱料、调味料等，起到增稠、保湿、口感改善等作用。
值得一提的是，虽然环糊精在食品工业中有着广泛的应用，但其使用也存在一定的争议。
有人担心环糊精可能会对健康造成风险，尤其是对于一些对食品添加剂敏感的人群。
一些研究显示，长期摄入高浓度的环糊精可能会对肝脏和肾脏造成影响，甚至可能会引起一些慢性疾病。
在使用环糊精时，需要严格按照食品添加剂的使用标准，避免过量摄入。
环糊精是一种常见的食品添加剂，其主要作用是增加食品的黏稠度和稠度。
环糊精的粘度受多种因素影响，主要包括浓度、温度、分子结构和固态颗粒大小等。
在食品工业中，环糊精被广泛应用于各种食品的生产加工中，如奶制品、果酱果冻、糖浆、酱料等。
环糊精的性质和应用(简版)
The Properties and Applications of Cyclodextrins
221寝室呈现 221寝室呈现
黄淮学院化学化工系
主要内容
环糊精的结构和主要性质 环糊精在分析分离中的应用
环糊精的结构和主要性质
环糊精（cyclodextrin，CD）的研究历史
1891年Villiers从淀粉杆菌（Bacillus amylobacter）的淀粉消化液 中分离出环糊精（木粉），但没有确证其结构 1903年，Schardinger用软化芽孢杆菌（Bacillus macerans）消 化淀粉，并用KI3鉴别，区分开α-环糊精（蓝灰色晶体）和β-环糊 精（红棕色晶体） 1932年，Pringshem发现环糊精具有识别客体分子的能力 1935年，Freudenberg和French表征了环糊精的结构，确定了环 糊精分子中只含α-1,4糖苷键 1971年，Szejtli对环糊精在医药、食品、化妆品、分析化学等领 域做了大量研究
超分子
多分子体系
自组装 自组织 有序聚集体 分子和超 分子器件
环糊精的结构和主要性质
环糊精空腔的性质 —— 包合作用
与客体分子形成包结复合物（简称包合物）是环糊精 最重要的性质之一 包合，即主体与客体通过分子间的相互作用和相互识 别，使得客体分子部分或全部嵌入主体内部的现象
CH3
CH3
+
CH3 CH3
环糊精的结构和主要性质
基于环糊精的超分子体系
超分子是基于分子间非共价相互作用而形成的有序的 分子聚集体 构成超分子结构的分子间作用力主要有氢键、配位键、 范德华力、静电相互作用以及亲水－疏水相互作用等
分子
A B 合成 受体 共价键 C D 底物 易位 功能组分 相互作用 分子间键 超分子 识别 转换
倍他环糊精特性及使用
中文名：倍他环糊精（β-环状糊精）英文名：β-Cyclodextrin简称：β-CD标准：《中国药典》2010年版、QB1613-92CAS编码：7585-39-9一、性能与特点倍他环糊精（β—环状糊精，简称β—CD）是由环状糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉乳，经α—1.4糖甙键连接7个葡萄糖单位而成的环状结构的糊精。
其分子式为：(C6H10O5)7，分子量为1135。
它是一种白色结晶状的粉末，无臭、微甜，溶于水及丙三醇中，但难溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂；结晶无一熔点，但加热到200℃时开始分解。
倍他环糊精的水溶解性是随温度上升而溶解度增高，不同温度的水溶解度详见下表。
倍他环糊精的溶解度表温度（℃）0.5 15 20 25 30 40 45 50 60 70 80 90倍他环糊精（g/100mlH2O）0.81.351.551.852.253.524.455.629.0215.325.339.7倍他环糊精的分子结构中间有一穴洞，其分子的葡萄糖甙键的仲醇羟基均位于穴洞环形结构的外则，具有亲水性或极性，而伯醇羟基位于穴洞环形结构的内则，具有疏水性（亲油性）或非极性。
由于这种结构上的两者的极性的特殊的性质，能与许多种较小的分子化合物包接于穴洞内，形成包接络合物。
工业上的应用正是利用穴洞具有的独特的这种性质倍他环糊精分子的结构图见图：二、应用范围β-环状糊精是工业生产中很好的赋形剂、矫味剂、稳定剂、乳化剂、防腐剂、品质改良剂，广泛应用于制药业、食品行业、日用化工等领域中开发提高产品的稳定性和产品质量。
1、在医药行业中的应用*增加药物的稳定性*降低药物的刺激性、毒性、副作用，掩盖异味*增加药物的溶解度2、在食品工业中的应用*香辣调料、食用香料、香精以及色素等物质的稳定剂、缓释剂*防潮保湿、增强防腐、去苦去臭、增泡乳化、延长货架期3、在日用化工方面的应用*减小副作用，提高稳定性，延长留香三、用法与用量1、湿法包合法例：饱和溶液法将环糊精产品加水加温溶解制成饱和溶液，然后加入客体分子化合物，充分搅拌混合制成包接络合物。
(医疗药品)环糊精在医药中的应用
糊精定义：淀粉在受到加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，人们就把它叫做糊精。
β-环糊精(简称β-CD)是一种新型的药物包合材料，具环状中空筒型、环外亲水、环内疏水的特殊结构和性质。
由于其特殊的空间结构和性质，能与许多物质、特别是脂溶性物质形成包合物，目前被广泛应用于医药业和食品业，环糊精的成分与作用：环糊精是环糊精转葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的产物，是由六个以上葡萄糖以α—1,4—糖苷键连结的环状寡聚糖，其中最常见、研究最多的是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，是相对大和相对柔性的分子。
经X射线衍射和核磁共振研究，证明环糊精分子成锥柱状或圆锥状花环，有许多可旋转的键和羟基，内有一个空腔，表观外型类似于接导管的橡胶塞。
空腔内部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键电子对指向中心，使空腔内部具有很高的电子密度，表现出部分路易斯碱的性质。
分子构型为葡萄糖的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．环糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。
在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。
由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。
环糊精在室温下的的溶解度从1.8-25.6克不等，水溶液具有旋光性。
环糊精的稳定性一般，200摄氏度左右时分解。
医药行业中糊精可作为药用糖的增稠剂和稳定剂也可作为片剂或冲剂的赋形剂和填充剂。
β—环状糊精及其应用一、性能与特点：倍他环糊精（β—环状糊精）是葡萄糖基转移酶作用于淀粉的产物，是白色结晶性粉末，是由7个葡萄糖单位经α-1.4糖键连接成环形结构的糊精。
药剂学知识点归纳：包合材料-环糊精
药剂学知识点归纳：包合材料-环糊精药剂学虽然是基础学科，但是很多学员都觉得药剂学知识点特别多，不好复习。
今天就带着大家总结归纳一下药剂学各章节的重点内容，以便大家更好地记忆。
包合材料-环糊精的分类、结构特点、性质及应用包合物中的主分子物质称为包合材料，能够作为包合材料的有环糊精、胆酸、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等。
药物制剂中目前最常用的包合材料是环糊精，近年来环糊精衍生物由于其能够改善环糊精的某些性质，更有利于容纳客分子，研究和应用日趋增加。
环糊精(CYD)是淀粉经环糊精葡萄糖转位酶(由嗜碱性芽孢杆菌产生)作用生成的分解产物，是由6～10个D-葡萄糖分子以萄糖，4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物，为水溶性、非还原性白色结晶性粉末。
常见苷键连接、苷键连接、苷键连接三种，分别由6、7、8个葡萄糖分子构成，其立体结构为上窄下宽两端开口的环状中空圆筒状，内部呈疏水性，开口处为亲水性，该结构易被酸水解破坏。
由于这种环状中空圆筒形结构，环糊精呈现出一系列特殊性质，能与某些小分子物质形成包合物。
三种类型环糊精的空穴内径及物理性质有很大差别。
它们包合药物的状态与环糊精的种类、药物分子的大小、药物的结构和基团性质等有关。
形成的包合物一般为单分子包合物，即药物包入单分子空穴内，而不是嵌入环糊精的晶格中。
环糊精包合物可以改善药物的理化性质和生物学性质，在药学上的应用越来越广泛。
三种CYD中YD包合最为常用，已被作为药用辅料收载入《中国药典》。
为常用，分子量1135，为白色结晶性粉末，其空穴大小适中，水中溶解度最小，最易从水中析出结晶，随着温度升高溶解度增大。
这些性质对于制备为白色结包合物提供了有利条件。
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溶解度/mg CD·g -1 水 -CD 16.4 18.8 22.8 28.3 34.9 44.0 52.7 60.5 72.9 101.8 120.3 148.0 196.6
-CD 185 256 320 390 460 585 — — — — — — —
环糊精的结构和主要性质
环糊精在有机溶剂中的溶解度
构成超分子结构的分子间作用力主要有氢键、配位键、 范德华力、静电相互作用以及亲水－疏水相互作用等
分子
A
B
合成
受体
共价键
C
D
底物
超分子
相互作用 分子间键
超分子
识别 转换 易位
多分子体系
自组装 自组织
有序聚集体
分子和超 分子器件
功能组分
环糊精的结构和主要性质
基于环糊精的超分子体系
包结复合物（inclusion complex） 分子索烃（molecular catenane） 轮烷类结构
4.3
-CD >0.1 208.0 >0.1 2.1 >0.1 >0.1 >0.1 — — — — — — —
环糊精的结构和主要性质
环糊精对热、酸、碱、酶的耐受性
对热稳定，无固定熔点，加热到约200 oC开始分解； 在常温下可长期保存
CD对碱稳定，在高pH下可以成盐 CD对酸的稳定性较差，在强酸中可发生水解，水解速
参数 葡萄糖单元数 分子量 室温下水中溶解度（g/100ml） 空腔直径（Å） 高（Å） 外圆周直径（Å） 空腔大致体积（Å3 ） 水中结晶形状 结晶水（wt.%）
-CD 6 972 14.5 4.70~5.30 7.9±0.1 14.6±0.4 174 六角板状 10.2
-CD 7 1135 1.85 6.00~6.50 7.9±0.1 15.4±0.4 262 单斜晶平行四边形 13.2~14.5
HO O OHOHO
OHO OH O
HO OH O OH
O
OHO OH
HO
O OH O OH
O
OH OOH
OH
OH
OH O
O
HO
O
HO
OH
HO
O OH OHO
OHO OH O
HO OH
O OH
O
OH O HO
OH
O OH
O OH
OH
O
OH
O
HO
OH
OH O OH O
OH
O
OHO
O OH
HO
-cyclodextrin
-环糊精的X-射线衍射图谱解析
环糊精的结构和主要性质
环糊精分子内的氢键
-CD分子大小适中，分子内C2—OH和C3—OH之间形
成环形的全氢键带，因此分子具有较强的刚性
-CD中一个葡萄糖环处于扭曲构象，只形成4组氢键 -CD不是严格的平面型结构，分子柔性较大
环糊精的结构和主要性质
环糊精的主要结构参数
化淀粉，并用KI3鉴别，区分开-环糊精（蓝灰色晶体）和-环糊
精（红棕色晶体） 1932年，Pringshem发现环糊精具有识别客体分子的能力 1935年，Freudenberg和French表征了环糊精的结构，确定了环
糊精分子中只含-1,4糖苷键
1971年，Szejtli对环糊精在医药、食品、化妆品、分析化学等领 域做了大量研究
有机溶剂 甲醇（100%） 甲醇（50%水溶液） 乙醇（100%） 乙醇（50%水溶液）
异丙醇 丙酮 氯仿 吡啶
四氢呋喃 二甲基甲酰胺 二甲基亚砜
乙二醇 丙二醇
甘油
-CD i
0.3 i
>0.1 i i i 7 i 54 2 9 1 i
-CD i
0.3 i
1.3 i i i 37 i 32 35 21 2
CO2和H2O；-CD代谢最慢，-CD代谢最快
环糊精对生物的毒性轻微，经口服几乎不产生毒性； 非肠道施用时，CDs能与细胞膜组分发生作用，从而对 细胞产生伤害
环糊精在人体内长期积累会加重肾脏的负担
环糊精的结构和主要性质
基于环糊精的超分子体系
超分子是基于分子间非共价相互作用而形成的有序的 分子聚集体
环糊精的性质和应用
The Properties and Applications of Cyclodextrins
赵珺
华侨大学化工学院生物工程与技术系 Cell：15960398427
E-mail：zhaojun@
主要内容
环糊精的结构和主要性质 环糊精的制备 环糊精的化学修饰和环糊精衍生物 环糊精在分析分离中的应用 环糊精在药学中的应用
环糊精的结构和主要性质
环糊精（cyclodextrin，CD）的研究历史
1891年Villiers从淀粉杆菌（Bacillus amylobacter）的淀粉消化液 中分离出环糊精（木粉），但没有确证其结构
1903年，Schardinger用软化芽孢杆菌（Bacillus macerans）消
轮烷（rotaxane） 准轮烷（pseudorotaxane） 准聚轮烷（polypseudorotaxane） 聚轮烷（polyrotaxane）
率明显慢于淀粉；但在常温下的稀酸中较稳定
CD不被-淀粉酶水解，但可被-淀粉酶缓慢水解；一
般CD的环越大，水解速率越快
环糊精的结构和主要性质
环糊精的吸收、代谢与毒副作用
环糊精由于分子较大，在人体内吸收较困难，大部分 以原形排出；吸收的主要部位是小肠
环糊精的代谢主要由结肠中的菌群完成，终产物是
-CD 8 1297 23.2 7.50~8.30 7.9±0.1 17.5±0.4 427 方形棱柱体 8.13~17.7
环糊精的结构和主要性质
环糊精在水中的溶解度
T （ oC ）
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
-CD 90 127 165 204 242 285 347 — — — — — —
环糊精的结构和主要性质
环糊精的结构
环糊精是由环糊精葡萄糖基转移酶（CGTase）作用于 淀粉而产生的一类环状低聚糖
-1,4糖苷键相互连接 常见的环糊精主要有-、-和-CD
HO
O OH
OH O
O HO O OH
HO
O
HO
OH
O
HO
HO
O OH
OH
O
OH O
OH
OH O
HO
O OH
O OH
OH
-cyclodextrin
-cyclodextrin
环糊精的结构和主要性质
环糊精的结构
羟基—OH构成环糊精的亲水表面 碳链骨架构成了环糊精的疏水内空腔
hydrophobic cavity
hydrophilic surface
环糊精的结构和主要性质
环糊精的计算机模拟结构
环糊精的