环糊精的性质
很重要-β-环糊精的使用及其安全性
β－环糊精的使用及其安全性一、β－环糊精简介中文名称：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结构式：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℃，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。
二、β－环糊精在食品中的应用1、食品和食品成份的稳定（1）．防挥发、防氧化、光和热分解食品用的香精如玫瑰油、麝香酮月桂醛十一癸醛、壬基醛、鸢尾油、茴香脑、d-樟脑、鞠荽醇等易于挥发，易受空气、日光氧化分解。
同CD包接成结晶复合物，挥发性和氧化显著缓慢，便于长期贮存或在食品中保持。
芳香和辛竦调味料提取出的油，一般不稳定，用β -CD包接得到药含香油8－13%的复合物。
复合物贮存中，挥发、氧化、热分解都大为减低，用于食品制造有相当高的稳定功效，可用于各种食物和罐头的生产，如从食、烘饼、饼干、糕点、速食食品、速溶食品、调味膏、调味粉等香味的保持和防止香料分解引起的颜色改变。
薄荷醇用β -CD包接，在加热食品制造中可以减少损失。
香辛辣料用β -CD包接，效果也很显著。
食用芳香油如芝麻油同β -CD包接成固体，在速溶食品制造中保护香味。
高挥发性食品香料同β -CD包接成复合物，再与氢化动物油或植物油混合，能在高温下保持稳定，适用于烘烤食品和罐头食品的制造。
环糊精 结构式
环糊精结构式一、什么是环糊精？1.1 环糊精的定义环糊精（Cyclodextrin）是一种由葡萄糖分子构成的环状分子，具有特殊的空腔结构。
它的分子结构类似于蓝色的腰带，由若干个葡萄糖分子通过氧原子连接而成。
环糊精是一种无色、无味、无毒的化合物，可溶于水和一些有机溶剂。
1.2 环糊精的分类根据环糊精分子中葡萄糖分子的数量不同，可以将环糊精分为α环糊精、β环糊精和γ环糊精。
其中，β环糊精是最常见的一种，由7个葡萄糖分子构成。
二、环糊精的结构2.1 环糊精的空腔结构环糊精的分子内部有一个中空的空腔，可以容纳一些分子或离子。
这个空腔是由环糊精分子中葡萄糖分子的构象所决定的，具有一定的空间限制和选择性。
由于空腔的特殊结构，环糊精可以与一些分子形成包合物，提高它们的稳定性和溶解度。
2.2 环糊精的分子结构环糊精的分子结构由若干个葡萄糖分子通过氧原子连接而成。
葡萄糖分子通过1-4型糖苷键连接在一起，形成一个闭合的环状结构。
环糊精分子内部的葡萄糖分子可以通过旋转和翻转改变它们的相对位置，从而改变空腔的大小和形状。
三、环糊精的应用3.1 环糊精在药物领域的应用由于环糊精具有空腔结构和选择性包合的特性，可以用于改善药物的溶解度、稳定性和生物利用度。
环糊精可以将一些溶解度较低的药物包合在其空腔中，形成稳定的包合物，提高药物的溶解度和生物利用度。
同时，环糊精还可以降低药物的毒性和副作用，提高药物的安全性。
3.2 环糊精在食品工业中的应用环糊精可以用作食品添加剂，用于改善食品的质地、口感和稳定性。
环糊精可以与一些食品中的香味分子形成包合物，减少香味分子的挥发，延长食品的香味持久性。
此外，环糊精还可以用于调味品的稳定、口感的改善和色素的保护。
3.3 环糊精在环境保护中的应用环糊精可以用于水处理、废水处理和环境污染物的去除。
由于环糊精具有空腔结构和选择性包合的特性，可以将一些有机污染物包合在其空腔中，形成稳定的包合物。
这些包合物可以通过物理或化学方法进行分离和去除，从而减少环境污染物的排放。
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。
环糊精分子结构范文
环糊精分子结构范文环糊精是一种糖类化合物，也是一种环形的淀粉分子。
它是由六个葡萄糖基单位组成，每个葡萄糖基单位通过α-1,4-糖苷键相连，形成一个环状结构。
环糊精的分子式为（C6H10O5）6，分子量为972.84环糊精的分子结构具有较好的稳定性和特殊的空腔结构。
它的分子形状为一个管状结构，内部为空腔。
这个空腔的直径约为0.7纳米，可以容纳一些较小的分子进入其中。
由于环糊精本身不带任何电荷，因此它的空腔内部是不极性的，可以容纳非极性的小分子。
环糊精分子结构的稳定性来自于其特殊的分子结构。
它的六个葡萄糖基单位之间通过α-1,4-糖苷键连接，形成一个稳定的环状结构。
葡萄糖基单位的结构为一个个环状的葡萄糖残基，其中五个葡萄糖残基的C1位上分别连接一个C6位上的羟基，形成了一个环。
第六个葡萄糖基单位则是以氧原子与第一个葡萄糖残基的C6位上的羟基连接在一起，形成一个连续的环糊精分子。
环糊精的空腔结构使得它具有一些特殊的性质。
首先，由于空腔内部不极性，有些非极性的物质可以进入其中形成包结合物。
包结合物是指环糊精分子与非极性物质之间的相互作用，非极性物质进入环糊精空腔之后，形成稳定的结合物。
这种包结合物可以增加非极性物质的溶解度，改变其性质。
其次，环糊精的空腔结构也使得它可以与一些离子或极性分子发生相互作用。
虽然空腔内部是不极性的，但环糊精分子的外部却是带有极性的氢氧基团。
这些氢氧基团可以与带有电荷的离子或极性分子形成氢键或其他相互作用，从而形成稳定的包结合物。
最后，环糊精还具有环糊精分子之间的自组装性质。
多个环糊精分子可以通过氢键或其他相互作用形成团簇或聚集体，提高分子的稳定性。
总之，环糊精的分子结构是一种稳定的六元环状结构，具有一个内部空腔。
这种分子结构赋予了环糊精独特的性质，使其可以与非极性物质形成包结合物，与离子或极性分子形成相互作用。
环糊精的应用广泛，包括药物传递、分离科学、食品工业等领域。
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。
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。
环糊精及其衍生物
环糊精聚合物
应用于聚合给药系统（药物传输系统），如微球、纳米 微球、微囊等，在改善药物的释放方面已经取得了可喜 的成就。 环糊精和环氧氯丙烷交联得到的聚合物，当平均分子量 大约为20000时，具有高度的水溶性，可以用来增加水 难溶性药物的溶解度、溶解速率和提高其生物利用度。 通常作用下，作用效果比环糊精单体要好得多。当分子 量大到使环糊精聚合物不能溶解时，表现出极强的溶胀 和亲水性能，同时也能和许多药物形成复合物，一定程 度上也能增加药物的溶解性能。且由于其分子量大，在 体内不会被吸收，即使长期服用也不会产生毒性。
改性环糊精的种类及主要特性
（1）水溶性环糊精：常用的有葡萄糖衍生物、羟丙基衍生物、 甲基衍生物等。CYD分子引入葡萄糖或羟丙基（HP）后形成衍生 物，其水溶性显著提高，包合后可增大难溶性药物的溶解度， 促进药物的吸收，溶血活性降低，可以作为注射剂的包合材料。 如雌二醇-葡糖基-β -CYD包合物的水溶性大，溶血性小，可制 成注射剂。衍生物产品有支链环糊精、甲基化环糊精、羟乙基 环糊精、羟丙基环糊精和低分子量β - 环糊精聚合物(分子量为 3000～6000)等。 （2）疏水性环糊精衍生物产品：有乙基环糊精、乙酰基环糊精 等。 （3）离子性环糊精衍生物产品：有含阳离子产品及阴离子产品， 阴离子产品如羧甲基环糊精、硫酸酯环糊精和磷酸酯环糊精等。
羟丙基环糊精：
水溶性大(>50%)，产品呈非晶型粉末状，安全性好，局 部刺激性小。羟丙基功能团具亲水性，所以羟丙基环糊 精具有水溶性和亲水性的性质，亲水性是其最大的优点， 易与生物环境相容，还因表面活性较小，不易引起在动 物体内溶血。羟丙基-β -环糊精有2-羟丙基-β -环糊精、 3-羟丙基–β -环糊精和2，3 羟丙基-β -环糊精三种产 品，其中以2- 羟丙基-β -环糊精研究的最为广泛。
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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
种组装的产率较低，因为穿上的CD还可能脱落。
解决的办法是用大的基团在分子项链形成后锁住高分子链的两端。
这样的超分子包含化合物称为Polyrotaxane，而没有锁住的分子项链称为Semipolyrotaxane。
1996年的诺贝尔化学奖由三位发明C60的化学家分享。
得主之一的Smalley 教授在接受C&EN记者采访时讲述：目前在C60领域最具吸引力的工作之一是制造纳米级碳分子微管，这种管道具有非常奇特的性能，它会在原子力显微镜、扫描电镜的碳头制造、微电子工业方面具有重要作用。
而以CD为基本单元的纳米级的微管状高分子最近也被设计和制造出来了。
CD的功能并不只是限于形成主体。
CD分子或多或少地改变了被包含客体的物理化学性质。
有时对客体具有类似酶的作用，可以有效地选择性地将客体分子转化成另一类化合物。
环糊精的总称，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。