羟丙基环糊精的性质及包合技术的原理
羟丙基环糊精取代度-概念解析以及定义

羟丙基环糊精取代度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述羟丙基环糊精是一种新型的环糊精衍生物,其化学结构中含有丙烯酸羟丙基功能基团。
它具有较高的溶解度和较好的水溶性,能够形成稳定的包合物和纳米复合体,并且对环境相容性良好。
羟丙基环糊精在各个领域都有广泛的应用。
在医药行业中,它被广泛应用于药物的延缓释放、稳定性的提高、生物可利用性的增强等方面。
在食品工业中,它可以用作食品添加剂,改善食品的质地、口感和稳定性。
在环境保护和污染控制领域,羟丙基环糊精可以被用于吸附和去除水中的有机污染物。
此外,羟丙基环糊精还可以应用于化妆品、农药等领域。
羟丙基环糊精的制备方法多种多样,常见的制备方法包括酸碱法、酯化法和缩合法等。
这些方法在不同的条件下可以得到不同取代度的羟丙基环糊精。
羟丙基环糊精取代度的大小对其性能以及应用效果有着重要的影响。
取代度越高,羟丙基环糊精的稳定性和溶解度越好,包合能力也更强。
然而,取代度过高可能会导致羟丙基环糊精的水溶性下降,降低其在水溶性系统中的应用效果。
综上所述,羟丙基环糊精取代度的研究和控制对于优化其性能和扩大应用领域具有重要意义。
未来随着相关技术的不断进步和研究的深入,我们可以预见羟丙基环糊精取代度在各个领域中的应用将会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和效益。
此部分基于大纲中的要点,对羟丙基环糊精取代度的概述进行了阐述,为后续文章内容的展开提供了一个整体的框架。
1.2文章结构1.2 文章结构本文共分为以下几个部分:引言、正文和结论。
在引言部分,将会概述羟丙基环糊精取代度的重要性和相关背景知识。
随后,会介绍文章的结构,包括各个部分的内容和顺序。
同时,还将明确本文的目的,即通过对羟丙基环糊精取代度的详细研究,探讨其在不同领域中的应用潜力和影响因素。
最后,引言部分将总结前文提到的要点,为读者提供一个整体的预览。
接下来是正文部分。
首先,将会详细定义和描述羟丙基环糊精的特性。
这包括其化学结构、分子形态和物理性质等方面的介绍。
羟丙基-β-环糊精对黄芪甲苷包合作用的研究

2.3 含量测定
2.3.1 色谱条件本实验采用HPLC法测定黄芪甲苷的含量,色谱条件:色谱柱为Lichrospher C18色谱柱(5 μm,250 mm×4.6 mm);流动相为乙腈-水(36∶64);流速1.0 ml·min-1;检测波长203 nm;进样量20 μl。
2.3.2 标准曲线的制备精密称取黄芪甲苷对照品约25 mg,加入甲醇定容至25 ml,作为储备液。精密吸取该储备液0.5,2.0,5.0,8.0,10.0 ml,分别用流动相稀释至25 ml。按上述色谱条件,分别精密注入20 μl至高效液相色谱仪中,记录。以浓度C(μg·ml-1)为纵坐标,峰面积A(mAU·min)为横坐标,求回归方程:C=57.135A-0.020 3,r= 0.997 8。
羟丙基-β-环糊精对黄芪甲苷包合作用的研究
【摘要】 目的制备黄芪甲苷-羟丙基-β-环糊精包合物,并 研究 其包合作用及增溶效果。 方法 利用水溶液-搅拌法制备黄芪甲苷-羟丙基-β-环糊精包合物,运用旋光度增量法测定包合比;并利用高效液相色谱法测定黄芪甲苷溶解度及溶出度,以考察其增溶作用。结果羟丙基-β-环糊精与黄芪甲苷可形成摩尔比1∶1的包合物,包合后黄芪甲苷的溶解度由原来的22.2 μg·ml-1提高到286.8 μg·ml-1,溶出度由26.4%提高到71.2%。结论黄芪甲苷-羟丙基-β-环糊精包合物能显著提高药物的溶解度及溶出度。
2 方法
2.1 包合比的测定配制总摩尔浓度为0.01mol·L-1,摩尔比为1∶3~3∶1的HP-β-CD和黄芪甲苷的甲醇混合溶液。待充分混匀平衡后,测定这一系列溶液的旋光度,并同时测定相同浓度的HP-β-CD甲醇溶液的旋光度,以对应旋光度增值-摩尔比作曲线图。由于黄芪甲苷旋光度为零,HP-β-CD旋光性的改变是与黄芪甲苷的包合作用引起的,故旋光度增量最大的摩尔比即为包合比。
羟丙基β环糊精_在直接压片中的应用__概述及解释说明

羟丙基β环糊精在直接压片中的应用概述及解释说明1. 引言1.1 概述羟丙基β环糊精是一种应用广泛的功能性分子。
它具有特殊的空腔结构和疏水外壳,可以与许多物质形成包合物,在药物制剂、食品和化妆品领域以及工业产品中有着重要的应用。
而直接压片技术是一种常见的固体制剂制备方法,其特点包括简单、高效和经济等方面。
本文将对羟丙基β环糊精在直接压片中的应用进行概述和解释说明。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分。
引言部分介绍了论文的背景和目的,并概述了文章的结构。
第二部分将介绍羟丙基β环糊精的基本知识,包括定义、性质、生产工艺与用途以及研究进展及应用前景。
第三部分将简要介绍直接压片技术,包括原理、特点、设备和方法以及成果与局限性分析。
第四部分将通过案例分析羟丙基β环糊精在直接压片中的应用,涵盖药物制剂、食品和化妆品领域以及工业产品。
最后,第五部分总结了主要发现,并对未来研究方向进行展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍羟丙基β环糊精在直接压片中的应用,并从药物制剂、食品和化妆品领域以及工业产品等多个角度进行案例分析。
通过对其应用的概述和解释,希望能够为相关领域的研究和实践提供指导,同时也为进一步探索羟丙基β环糊精在直接压片中的潜力和可能性提供参考。
2. 羟丙基β环糊精简介2.1 定义和性质羟丙基β环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,简称HP-β-CD)是一种具有环状结构的天然糖类化合物。
它由六个α-D-葡萄糖分子通过α-(1,4)键连接而成,形成了一个空心的圆柱体结构。
在这个结构中,羟丙基(hydroxypropyl)取代了部分葡萄糖单元的氢原子。
HP-β-CD是白色或微黄色的结晶粉末,在水中可溶解,并呈现出良好的稳定性和生物相容性。
它具有一些特殊的性质,如高度固溶作用、环境友好、低毒性等。
2.2 生产工艺与用途HP-β-CD的生产工艺主要包括微生物发酵法、化学修饰法等。
其中,微生物发酵法是目前应用比较广泛的方法,使用纤维素类底物作为碳源,在适宜条件下通过菌种发酵得到目标产物。
羟丙基倍他环糊精化学结构

羟丙基倍他环糊精化学结构1.引言1.1 概述羟丙基倍他环糊精是一种重要的环糊精衍生物,具有广泛的应用前景。
它是通过羟丙基化反应在天然的β-环糊精的第二位碳原子上引入羟丙基取代基而形成的。
羟丙基倍他环糊精与β-环糊精相比,有更好的水溶性和增加的空腔大小,使其在药物传递、化学分析、环境保护和食品加工等领域中具有独特的应用优势。
本文将重点介绍羟丙基倍他环糊精的化学结构和性质,并探讨其在不同领域中的应用。
首先,我们将介绍羟丙基倍他环糊精的化学结构,包括其分子式、分子量和结构特点。
然后,我们将详细描述羟丙基倍他环糊精的性质,如溶解度、稳定性和物理化学性质等。
接下来,我们将探讨羟丙基倍他环糊精在药物传递、化学分析、环境保护和食品加工领域中的应用,并对其应用前景进行展望。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解羟丙基倍他环糊精的化学结构和性质,并对其在不同领域中的应用有更深入的了解。
同时,本文也将为羟丙基倍他环糊精的未来发展提供有益的参考和启示。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
首先,在引言部分(章节1)中,我们将对羟丙基倍他环糊精的化学结构进行介绍和描述。
在1.1小节中,我们将对羟丙基倍他环糊精进行概述,包括其定义、特点和重要性。
在1.2小节中,我们将详细描述羟丙基倍他环糊精的化学结构,包括其分子式、分子量和结构示意图。
接下来,在正文部分(章节2)中,我们将进一步探讨羟丙基倍他环糊精的性质和应用。
在2.1小节中,我们将介绍羟丙基倍他环糊精的性质,包括其溶解性、稳定性和吸附能力等。
同时,我们也将在2.1小节中描述羟丙基倍他环糊精的化学结构,以更好地理解其性质。
在2.2小节中,我们将探讨羟丙基倍他环糊精的应用领域,包括药物传递系统、环境污染治理和食品工业等方面。
最后,在结论部分(章节3)中,我们将对羟丙基倍他环糊精的化学结构和性质进行总结,并对其未来的发展进行展望。
在3.1小节中,我们将简要总结羟丙基倍他环糊精的化学结构和性质,将重点放在其在实际应用中的潜力和限制方面。
环糊精包合技术

环糊精包合技术1. 介绍环糊精包合技术是一种重要的纳米材料制备和应用技术,在领域中扮演着重要角色。
作为一种多功能材料,环糊精包合体能够通过非共价相互作用与分子相互作用,从而实现环境响应性、选择性和可控性释放等功能。
环糊精包合技术在药物传递、环境污染治理、食品加工和化妆品等领域发挥着重要作用。
2. 基本原理2.1 环糊精的结构环糊精是一种由α-D-葡萄糖分子组成的环状分子,具有特殊的空心三维结构。
它的疏水外壳和疏水内腔使得它可以与一定大小和形状的分子发生相互作用。
2.2 包合作用环糊精通过水分子与疏水环糊精外壳相互作用,并将不溶于水的物质分子包含进其内腔。
包合作用是非共价作用力,如范德华力、氢键和静电作用等,实现非选择性的包合。
2.3 环糊精包合技术环糊精包合技术是利用环糊精的包合作用,将目标物质包合进环糊精的内腔中,形成环糊精包合体。
通过环糊精包合技术,可以实现分子的稳定、保护、运输、溶解度增强、毒性减少及控释等功能。
3. 应用领域3.1 药物传递系统环糊精包合体可以作为药物传递系统的载体,将药物包合进环糊精的内腔中,从而增强药物的溶解度、稳定性以及口服生物利用度。
此外,环糊精包合体还可以通过与生物膜靶部位的亲和性,实现药物的靶向传递,提高治疗效果。
3.2 环境污染治理环糊精包合技术在环境污染治理中发挥着重要作用。
通过将环境污染物包合进环糊精的内腔中,可以有效地降低其溶解度,并增强其稳定性。
此外,环糊精包合体还可以用于吸附环境中的有害物质,从而实现污染物的去除和治理。
3.3 食品加工环糊精包合技术在食品加工中也有广泛的应用。
环糊精包合体可以增强食品的稳定性、口感和抗氧化性能。
此外,环糊精包合体还可以用于控制食品中的香味、颜色和保鲜性,提高食品的品质和附加值。
3.4 化妆品在化妆品领域,环糊精包合技术被用于增强化妆品的稳定性、溶解度和吸附性能。
通过将活性成分包合进环糊精的内腔中,可以实现化妆品成分的控释,延长其作用时间和效果。
羟丙基倍他环糊精

一、概述羟丙基β-环糊精是β-环糊精经羟烷基化的衍生物。
其水溶性极好(室温条件下的溶解度大于500mg/ml),对难溶于水的药物有较显著的增溶效果。
在国外已将其用于注射剂的增溶剂。
该辅料已收载于欧洲药典(第四版)增补版。
由于羟丙基β-环糊精具有较好的水溶性和对难溶性药物良好的增溶效果,现阶段已有不少申报单位利用该辅料,将难溶于水或微溶于水的药物加入羟丙基β-环糊精,并按注册分类5申请生产。
二、国内外使用情况虽然羟丙基β-环糊精(levonorgestrel)具有良好的水溶性和增溶效果,但FDA到目前为止仅批准了伊曲康唑注射液以及左炔诺孕酮长效皮下植入剂(Jadelle® Implants)使用羟丙基β-环糊精。
国内有两家该辅料的生产商连同相对应的制剂正在进行临床研究,目前尚未批准生产。
三、羟丙基环糊精安全性概述1、口服给药的安全性羟丙基β-环糊精口服给药的安全性较高,在分别给予小鼠、大鼠、狗5000mg/kg,给药时间长达1年。
上述试验动物除出现腹泻增加外,没有观察到其它任何不良反应。
但给药时间达2年时,部分大鼠出现胰腺癌。
2、静脉注射的安全性1)肾毒性和溶血性静脉注射羟丙基β-环糊精的不良反应主要集中表现为肾毒性和溶血性,主要与该辅料的已知杂质β-环糊精有关,此杂质首先引起肾小管远端空泡样病变,随后在表皮细胞内出现巨大的溶酶体和明显的针状结晶体,现推测该结晶体很有可能是环糊精与胆固醇或脂蛋白的复合物。
进而出现细胞器的显著性变化,诸如线粒体肿胀变形、高尔基体和滑面内质网基底部的细胞出现细胞间紧密连接不可逆的断裂,这种结果直接导致肾功能的减退甚至丧失。
所以对羟丙基β-环糊精应非常严格的限定环糊精的残留量。
羟丙基β-环糊精的另一个不良反应就是溶血性。
试验证明:在静脉注射途径下,0.02mol/L即会出现轻微的溶血现象,在0.04mol/L时出现明显的溶血。
2)致畸和致癌性细菌和哺乳动物基因突变测定和染色体畸变试验可知,羟丙基β-环糊精可能具有一定的致畸和致癌性。
环糊精的包合作用原理

环糊精的包合作用原理环糊精是一种糖类衍生物,它具有特殊的空心结构。
这种结构使得环糊精能够与各种分子相互作用,并形成包合物。
环糊精的包合作用是一种物理过程,其中环糊精分子将其他分子通过空腔包裹进去,形成一种稳定的复合物。
环糊精的包合作用原理可以通过以下两个方面来解释:空腔效应和疏水效应。
首先是空腔效应。
环糊精分子中含有一个空心的环状结构,这个空心结构对于小于其空腔直径的分子具有一定的选择性。
当目标分子尺寸适合于环糊精的空腔时,目标分子可以进入环糊精的空腔内。
环糊精的空腔可以与目标分子之间形成氢键、范德华力、电荷间相互作用等各种相互作用力。
这些力可以帮助稳定包合物的形成。
其次是疏水效应。
环糊精分子的外层由氧原子组成,这些氧原子比碳原子更具电负性。
因此,环糊精的外层具有亲水性,而内层则是由碳原子构成,具有疏水性。
这种疏水效应导致了环糊精分子在水中形成的疏水内壁和亲水外壁。
当溶液中存在疏水性分子时,这些分子倾向于进入环糊精的内部空腔,以减少其与水分子的接触。
综上所述,环糊精的包合作用是通过空腔效应和疏水效应共同作用来实现的。
空腔效应使得环糊精能够选择性地包裹适合尺寸的分子,而疏水效应则增强了包合物的稳定性。
在环糊精与目标分子相互作用的过程中,环糊精的空腔与目标分子之间的相互作用力有助于形成稳定的包合物。
环糊精的包合作用在许多领域都有重要的应用。
例如,在药物传递领域,环糊精可以将药物分子包裹在其内部,提高药物的稳定性和溶解度,从而增强药物的传递效果。
在食品工业中,环糊精可以用作食物添加剂,用于改善口感、延缓食物的氧化和腐败。
此外,环糊精还可以用于分离纯化化合物、降低毒性化学物质的风险以及改善环境污染等方面。
总的来说,环糊精的包合作用通过空腔效应和疏水效应相互作用来实现。
这种作用机制使得环糊精能够与其他分子形成稳定的包合物,广泛应用于医药、食品和环境等领域。
随着对环糊精的研究的深入,环糊精及其包合作用在各个领域的应用还将进一步提升。
氟苯尼考_2_羟丙基_环糊精包合物制备工艺

根据已有生产条件及其操作的可行性 , 本研究 采用溶液 —搅 拌法 [ 2] , 实 验 中以 包合 率为 评价 指 标 。 首先对影响包合率的诸因素如投料比 、包合温 度 、包合时间 、溶剂 、离子强度 、搅拌时间和药物浓度 等进行单因素考察 。结果显示 , 投料比 、包合温度 、 包合时间 、药物浓度对包合率影响较大 , 其中投料比 是根据临床使 用及溶剂的要 求 , 选 择 2.5∶1(摩尔 比 )的比例 , 对其他三个影响因素设计 L9 (34 )正交 试验法筛选 。 按照正交试验表中规定的 量称取 2羟丙基 -β-环糊精 , 加水搅拌使溶解 ;再将氟苯尼考 用甲醇溶解 , 缓慢加入 2-羟丙基 -β -环糊精 溶液中 , 恒温搅拌至规定时间 , 加温使甲醇蒸发 , 再向反应物 中加入适量蒸馏水搅匀 , 室温静置 24 h后 , 过滤 , 将
含有一个羰基 , 所以用该方法鉴定 。在图中 , 包合物 的图谱与 H PCD相似 。 而物理混合物的红外光谱图 与氟苯尼考 的光谱 图相似 , 物 理混 合物 中因为 有 2HPCD的存在 , 所以其特征吸收峰略微的位移和降 低 , 这些都证明包合物物相已形成 [ 1, 2] 。
3 讨论
本实验选择水溶液搅拌法制备包合物 , 方法简 便 , 条件易控制 , 且包合率高 。
0 引言
氟 苯 尼 考 是 由 美 国 Schering - P lough 公 司 N agab - hushan等在 70年代末研制开发的一种动物 专用的氯霉素类广谱合成抗菌药 , 1990年首次在日 本上市 , 属我国二类新药 。 它的抗菌谱广 , 杀菌作用 强大 , 不易产生耐药性 , 且和其它药物没有交叉耐药 性 , 被广泛应用于家畜及鱼类感染性疾病的预防和 治疗 。 但其在水中溶解度极小 , 使其剂型选择较为 局限 , 临床应用不便 。 2 -羟丙基 -β -环糊精 (HPCD) 是 β -环糊精与 1.2-环氧丙烷缩合而成的亲水性衍 生物 , 与 β-环糊精 (1.8 g /100 m l)相比 , H PCD 水溶 性极好 ( >75 g /100m l), 且热稳定性好 、溶血性低 、 无刺激性 , 是 FDA 批准的第一个可供静脉注射用辅 料 [ 1] 。将氟苯尼考制成 2-羟丙基 -β -环糊精包合物 后 , 可极大地提高药物的溶解度 。
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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)。
图2-1羟丙基环糊精结构
在强碱性条件下2、3、6位O都被活化,而6位位阻最小,取代基最容易进入,因此取代反应以6位为主(见图2-2);弱碱性条件下,2位酸性最强,最容易活化,因此取代以2位为主。
但由于环糊精上羟基数量众多,例如β-环糊精总共有21个羟基,反应产物是无定形混合物。
羟丙基环糊精主要有三种结构形式,一种是所有的取代基平均分配在每个葡萄糖残基上,一种是取代基倾向于结合在同一个葡萄糖残基上,另外就是取代基依次相连形成低聚侧链。
第一种被认为是最主要的结构形式,因为每个葡萄糖残基相应羟基的反应活性是相等的,而在同一个葡萄糖残基上连接第二个取代基的机率仅为七分之一,连接第三个的机率更小。
但是当反应中环氧丙烷过量时,会形成更多第三种结构形式的产物。
图2-2羟丙基环糊精的制备
长久以来,人们一直以为环糊精及其衍生物的结构是刚性的,虽然这种假设与它们能轻易的形成包合物的性质不符合。
近来的研究结果更趋向于相信其结构相对柔性,有实验表明环糊精通过非共价键合形成包合物不仅在溶液里,甚至固体状态下都是柔性的。
环糊精及其衍生物的这种相对柔性结构能更好的理解环糊精包合物的形成和包合反应动力学。
由于环糊精特有的内亲油外亲水的无顶圆锥状空腔结构(见图2-3),易与客体分子形成包合物,从而使相关客体分子的溶解度、光学特性、反应活性、挥发性和亲水性质等得到改善。
经过化学修饰后的羟丙基环糊精打开了环糊精的分子内氢键,并且是无定形物质,结晶性降低,在水中的溶解度大大提升,形成包合物的能力也有所上升。
有报道说羟丙基基团可能增加了空腔体积,或者与客体分子形成新的氢键增加了
包合物的稳定性,使得羟丙基环糊精形成包合物的能力上升。
但取代度过高可能会产生空间位阻减少进入空腔的客体分子。
合适的取代度和取代基分布是羟丙基环糊精达到最佳复合效果的重要因素。
图2-3 环糊精由椅式葡萄糖分子构成的结构俯视图及环糊精立体结构
3羟丙基环糊精的安全性
羟丙基环糊精的毒性比母体环糊精更低,口服无毒,溶血性也很低,经大量的动物实验和临床实验证明可用于口服和注射,美国食品药品监督管理局已经批准羟丙基-β-环糊精在食品和药品中的应用。
一般医药级羟丙基-β-环糊精对白鼠的半致死量大于2000mg/kg,每天口服4400mg/kg重复90天的毒性实验表明对白鼠健康没有影响。
对兔皮肤和眼部的刺激实验显示,羟丙基-β-环糊精对实验兔的皮肤和眼球没有刺激。
敏感性实验显示,羟丙基-β-环糊精对实验猪的皮肤没有敏感性。
4包合物形成及客体释放原理
包合技术目前应用很广泛。
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)。
4.1包合物的形成
环糊精及其衍生物一般通过客体分子与空腔的非共价结合形成包合物。
包合反应是一个动态过程,客体分子不断与环糊精复合,同时也不断的解复合(见图1-3)。
控制反应温度、底物浓度、pH等反应条件使反应向有利于复合的方向转移,会得到更多的包合物。
羟丙基环糊精较原环糊精更易与合适的客体分子形成包合物,因为羟丙基取代2,3位羟基H原子后增加了环糊精空腔的长度,羟丙基上的羟基也可能会与客体分子形成新的氢键,增加包合物的稳定性。
大多数研究表明羟丙基环糊精与客体分子主要形成1:1包合物,但也有形成2:1包合物,或者形成低聚体的报道。
图4-1环糊精(主体)与客体结合与释放的可逆过程
4.2客体释放
环糊精及其衍生物与客体形成包合物的部分目的是为了保护、缓释或增溶,在这种情况下,客体分子最终还是要从环糊精中释放。
有研究表明,导致或加速客体分子释放的主要因素是浓度变化和竞争性取代,温度和pH的影响较小。
当溶液浓度发生较大改变时,客体会在很短时间内释放,例如环糊精复合药物注射入体内后会很快释放,几乎对药物原本的药理没有影响。
在环糊精与客体分子结合常数在10-4M-1下时,浓度的降低足以使客体释放。
但对于结合力较大的包合物,浓度的影响逐渐减小,甚至没有影响,竞争性取代成为主要因素。
例如甲醇、乙醇等小分子能将包合物的客体竞争性取代。
结合常数由环糊精和客体分子的性质决定,羟丙基环糊精比母体环糊精有更高的结合常数。
5小结及展望
产品作为客分子经包合后,溶解度增大,稳定性提高,液体产品可粉末化,可防止挥发性成分挥发,掩盖药物的不良气味或味道,调节释放速率,提高产品的生物利用度,降低药物的刺激性与毒副作用等。
国内外文献均有报告,在化妆品配制中使用环糊精,可以提高原料在化妆品配方体系中的稳定化;使添加在化妆品中的活性成分更加稳定;使配置的乳液更加稳定;使添加在化妆品种的挥发物质稳定;提高亲脂性物质在化妆品中的溶解度。
羟丙基环糊精作为一种新型功能分子,其研究和应用必将会受到越来越多的重视。
所有领域的科学研究都可以分为三个阶段,第一阶段为开始发现阶段,研究投入和文献量很少,然后进入对数级增长的第二阶段,达到最高点后持续一个时期,最后,第三个阶段,研究投入和文献量都持续下降。
目前整个环糊精领域还没有达到研究高峰,羟丙基环糊精更是新的热门,理论和应用研究都在深入进行。
工业应用方面,目前羟丙基环糊精主要被用作食品成分和药品的载体。
有迹象显示,在环保和化妆品领域羟丙基环糊精的应用正在增加。
另外,在生物技术、纺织工业等也有潜在应用。
不断加大的研究投入,产量的增加和价格的下降将会促进羟丙基环糊精的应用。