药剂学 制剂新技术包合技术
中职药剂《药剂学》-制剂新技术
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（一）固体分散体的类型
• 3、 共沉淀物
• 共沉淀物 ( 也称共蒸发物 ) 是由药物与载体 材料二者以恰当比例形成的非结晶性无定形物， 有时称玻璃态固熔体，因其有类似玻璃的性质， 如质脆、透明、无确定的熔点等。 如头孢呋辛和聚维酮按照1 ：6的质量比制成 固体分散体，经 X 射线衍射技术证实，头孢呋辛 是以无定形状态分散在载体中的。
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固体分散技术与固体分散体
• • 固体分散技术是将难溶性药物高度分 散在另一种固体载体中的新技术。 通过固体分散技术所得到的混合物称 为固体分散体(soliddispersion)，亦称固体分 散物，是难溶性药物以分子、胶态、微晶 等状态均匀分散在某一固态载体物质中所 形成的分散体系。
固体分散体有什么特点？
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固体分散体常用载体材料
分类 常用载体
1.聚乙二醇类 （ PEG4000或PEG6000） 2.聚维酮类 （ PVPK30） 水溶性 3.表面活性剂类（泊洛沙姆 188） （用于利尿药 的载体） 载体材料 4.尿素 5.有机酸类 （枸橼酸、酒石酸、琥珀酸 等） 6.糖类与醇类 （右旋糖酐、半乳糖、甘露醇等）
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【案例】尼莫地平-PVP共沉淀物的制备
• 【处方】尼莫地平 0.2g PVPk30 1.0g • 【制法】 • 取PVPk301.0g，置蒸发皿内，加入无 水乙醇5ml，在80-90℃水浴上加热溶解，加 入尼莫地平0.2g，搅匀使溶解，在搅拌下蒸 去溶剂，取下蒸发皿置氯化钙干燥器内干 燥、粉碎，过80目筛，即得。
1．纤维素 （乙基纤维素（EC） 难溶性 2．聚丙烯酸树脂类（含季铵基的Eud/agitE等 ） 载体材料 3．脂质类 （胆固醇、β-谷甾醇、棕榈酸甘油酯）
药物制剂新技术
1．饱和水溶液法 1.4搅拌包合
1.1包合材料
加入药物后应搅拌足够时间，
1.1.1包合材料种类 促使药物被包合，30min~数h
1.1.2环糊精
药物的包合率与搅拌时的温度
1.1.3环糊精衍生物 1.2β-环糊精饱和水
有关，药物对热稳定，可在较
溶液
高温度下包合，以提高包合率
1.3加入药物
1.4搅拌包合
1.2β-环糊精饱和水 溶液
1.3加入药物 1.4搅拌包合 1.5洗涤、干燥 1.6验证
验证 X-射线衍射法 红外光谱法 核磁共振法 热分析法
2．研磨法
2．研磨法
β-环糊精糊状物 特点:
操作简单，
加入药物
研磨程度难控制，
研磨包合
包合率重复性较差。
干燥
洗涤
干燥
验证
3.冷冻干燥法
包合材料
表16-1 表16-2
1.6验证
1．饱和水溶液法 1.1.3环糊精衍生物
1.1包合材料
水溶性环糊精衍生物
1.1.1包合材料种类 1.1.2环糊精
溶解度（g/L）
1.1.3环糊精衍生物 β-CYD
18.5
1.2β-环糊精饱和水
溶液
2HP-β-CYD
750
1.3加入药物
1.4搅拌包合
DM β-CYD Gβ-CYD 2Gβ-CYD
按饱和水溶液法包合，然后喷雾干燥
喷雾干燥法
研研磨磨法法
药物
冷冷冻冻干干燥燥法法
包合材料
加水成糊状
加入药物
研磨包合
干燥
洗涤
干燥
饱和水溶液法
包合材料
饱和水溶液
加入药物
药剂学第十八章制剂新技术第2节包合技术
28.02.2021
药剂学
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β-环糊药精剂学 的衍生物
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•衍生化反应的类型
①烷基化：如β-CD与硫酸二甲酯（或溴 甲烷）在40OC条件下生成甲基化衍生物： 二甲基-β-CD或三甲基-β-CD ；
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药剂学
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（九）溶出度法
• 溶出度法不仅用于包合物的生成，也 可以证实或评价形成包合物的增溶效 果，其方法是通过绘制溶解度曲线进 行判断。
• 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。以
药物浓度为纵坐标，环糊精浓度为横
坐标作相溶解度图。从曲线上判断是
否生成包合物。 28.02.2021
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药剂学
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环糊精包封药物的立体结构
伯羟基
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药仲剂羟学基
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• β-CD在室温下水中溶解度仅为1.85% （w/v），其水溶性比没有环合的低聚 糖同分异构体要低得多，其原因是： β-CD是晶体,其晶格能高，故水溶性差； β-CD的仲羟基形成分子内氢键，使其 与周围水分子形成氢键的可能性下降， 故水溶性差。
药剂学
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二、包合材料
（一） 环糊精
• 环糊精（Cyclodextrin, CD）系淀 粉经酶解环合后得到的由6~12个葡 萄糖分子连接而成的环状低聚糖化 合物。
• 常见的环糊精是有6（或7、8）个葡
萄糖分子通过α-1，4苷键连接而成，
制剂新技术
2）根据主体分子几何形状可分：
管状
笼状 层状包合物
二、包合材料（环糊精、胆酸盐、蛋白质、核酸、
淀粉和纤维素衍生物等）
1.环糊精
环糊精 （ CD，CYD ） 含葡萄糖分子数 溶解度（%） 空穴内径（nm) α 6 14.5 0.45~0.6 β 7 1.85 0.7~0.8 γ 8 23.2 0.85~1.0
包合有竞争性（平衡时，药物、溶剂等）
三、常用包合技术
1）饱和水溶液法（大生产）
加热→冷却 pH调节（弱酸、弱碱药物）
复合溶剂法 一般制备工艺：溶液包合（>30h～一周）→沉淀 →洗涤→干燥（挥发油、消炎痛等）
2）研磨法（小试） 如：维A酸、尼莫地平等
一般制备工艺：β-CD+水+药物（溶解）→研磨
冷却→粉碎过筛（即得）
中（称：溶剂—熔融法）
特点：适合热稳定药物，工艺简便、经济
2.溶剂法（适合高mp载体，如PVP）
基本工艺：载体+药物+溶剂（乙醇）→加热溶解→ 若除去溶剂采用喷雾（冷冻）法，则称溶剂—喷雾 特点：适合热不稳定药物，工艺较烦琐、成本高、
（除去溶剂）干燥→粉碎过筛（即得）
（至糊状）→低温干燥→洗涤→干燥
3）冷冻干燥和喷雾干燥法
冷冻干燥和喷雾干燥→洗涤→干燥
洗涤过程作用：除去未包合药物 洗涤溶剂应合适，否则包合率下降
四、包合物确证方法（手段） 1）溶解度和溶出度测定（药剂学） 2）热分析法（峰位移或消失） 3）X-衍射（结晶性分析） 4）四大光谱测定等
第二节 固体分散技术
第一节 包合技术
一、概述
1.定义：一种主体分子（具有空穴结构）包合另一客体分子 （药物）形成包合物（分子胶囊）的技术。 2.特点：
制剂新技术
第十六章制剂新技术制剂新技术涉及范围广，内容多，本章仅对目前在制剂中应用较成熟、且能改变药物的物理性质或释放性能的新技术进行讨论。
内容主要有固体分散技术，包合技术，纳米乳与亚纳米乳，微囊与微球，纳米囊与纳米球，脂质体的制备技术。
第一节包合物包合物（inclusion compound）系指一种分子（客分子）被包嵌于另一种分子（主分子）的空穴结构内形成的复合物。
主分子具有较大的空穴结构，将客分子容纳在内，形成分子囊（molecule capsule）。
包合物可使药物溶解度增大，稳定性提高；将液体药物粉末化，可防止挥发性成分挥发；掩盖药物的不良气味或味道，降低药物的刺激性与毒副作用；调节释药速率，提高药物的生物利用度等。
一、包合物的形成制剂中最常见的主分子物质为环糊精（cyclodextrin，CYD）及其衍生物。
环糊精系淀粉用嗜碱性芽胞杆菌经培养得到的环糊精葡萄糖转位酶作用后形成的产物，是由6～12个D-葡萄糖分子以1，4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物，为水溶性白色结晶状粉末。
CYD对酸较不稳定，但比淀粉和非环状小分子糖类耐酸；对碱、热和机械作用都相当稳定。
CYD与某些有机溶剂能形成复合物而沉淀，可以利用各种CYD在溶剂中溶解度不同而进行分离环糊精衍生物。
常见的环糊精是由6、7、8个葡萄糖分子、通过α-1，4苷键连接而成的环状化合物，分别称之为α-CYD、β-CYD和γ-CYD。
其中以β-CYD 的空洞大小为适中，因此最为常用。
CYD的立体结构是上窄下宽两端开口环状中空圆筒形状，空洞外部分和入口处为椅式构象的葡萄糖分子上的伯醇羟基，具有亲水性，空洞内部由碳—氢键和醚键构成，呈疏水性，故具有某些特殊性质，能与一些小分子药物形成包合物（见图11-1）。
药物与CYD所形成的包合物通常都是单分子包合物，药物在单分子空穴内包入，而不是在材料晶格中嵌入。
大多数CYD与药物可以达到摩尔比1∶1包合。
无机药物大多不宜用CYD包合，分子量在100～400之间的有机药物则宜用CYD包合。
药剂学第16章药物制剂新技术
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2 难溶性载体 ¾ 乙基纤维素(EC)：可溶于有机溶剂，粘性较大，载药量 高，不易老化。 ¾ 聚丙烯酸树脂：含有季铵基的Eudragit在胃液中溶胀， 在肠液中不溶，不被吸收，可用于制备具有缓释性的固 体分散体，常与PEG、PVP联用调节释放速率。 ¾ 脂质类：常用胆固醇及其酯，棕榈酸甘油酯等脂质材 料，可与表活剂、糖类、PVP等水溶性材料联用。 3 肠溶性载体材料 ¾ 纤维素类：邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP)，邻苯二甲 酸羟丙基甲基纤维素(HPMCP)。 ¾ 聚丙烯酸树脂：常用II号(Eudragit L100)：pH>6介质 中溶解，III号(Eudragit S100) ：pH>7介质中溶解。 14
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固态溶液 ¾ 药物以分子状态分散 于载体中，其溶出速 度>低共熔的晶粒。 ¾ 实例： 10%磺胺噻唑 +90%尿素可形成β固 态溶液、溶出速度可 提高700倍。 共沉淀物 指药物与载体以恰当的比例形成的非结晶型无定形物。 常用载体为多羟基化合物，如枸椽酸、蔗糖、PVP等。
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二、常用载体材料
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第二节
一、概述
1 含义
固体分散技术
固体分散体(Solid dispersion)：系指药物以分子、胶 态、微晶或无定形等状态高度分散在某一固态载体材料中 所形成的分散体系。 ¾ 分散度增加，药物溶出度提高 ¾ 提高药物生物利用度 ¾ 在存贮过程中易老化，使溶出变慢
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2 类型 低共熔混合物 药物＋载体→共熔→骤 冷固化→固体熔融物→以 微晶状态分散。 实例：当氯霉素76%+尿素24%时，两组分晶体可同 时由液相析出，各晶体彼此妨碍对方生长从而形成一 种均匀微细的分散结构，使溶出速度大大增加。
¾ 空洞内径随着糖环数目的增加而增加，溶解度以γ-CYD 最大，β-CYD最小。 ¾ 三种环糊精因其孔径不同，可包嵌前列腺素的不同部位。
包合技术在中药制剂中的应用
包合技术在中药制剂中的应用关键词：药剂学饱和技术摘要：现代药剂学已进入了药物传递系统(Drug delivery sys．tern，DDS)的时代，利用新材料、新技术开发中药新剂型已成为当前中药制剂研究中的一项重要课题。
包合技术是指一种分子被包藏在另一种分子的空穴结构内形成包合物的技术。
药物作为客分子经包合后，溶解度增大，稳定性提高，液体药物可微粉化，可防止挥发性成分的挥发，掩盖药物的不良气味或味道，调节释放速率，提高药物的生物利用度，降低药物的刺激性与毒副作用。
正是由于这些优点，包合技术越来越受到药剂工作者的青睐。
常用的包合材料有环糊精(Cyclodextrin，CD)、胆酸、淀粉、纤维素、蛋白质、核酸等。
目前，在制剂中最常用的是CD及其衍生物。
CD有多种同系物，常见的CD是由6--8个葡萄糖分子通过1，4一苷键连接而成的环状化合物，分别称之为a—CD、_B—CD和7一CD。
经x一射线衍射和核磁共振研究表明，CD 的立体结构是一个环状中空的圆筒形，分子内部以氧原子为主，具有疏水性，分子外部以羟基为主，具有亲水性“J。
3种CD的空洞内径及物理性质有很大差别，以G—CD空洞大小适中，水中溶解度(18．5 g·L-1)最小，最易从水中析出结晶，随着水中温度升高溶解度增大。
这些性质为G—CD包合物的制备提供了有利条件。
CD对酸较不稳定，但比淀粉和非环状小分子糖类耐酸，对碱、热和机械作用都相当稳定，是一种良好的天然合成包合材料瞄1。
近年来，CD包合技术已经广泛地应用于中药领域。
为此，本文着重就CD及其分子包合技术在中药研究中的应用作一概述。
1 包合物在中药制剂中的作用1．1 提高药物稳定性包合物主、客分子以范德华力及氢键缔合后，药物嵌入其疏水性的空穴内，由于药物的反应活性部位被包藏在CD之中，相对减少了与外界环境(光、热、湿度等)的接触机会，从而使药物保持稳定。
将大蒜油用B—CD包合后，试验表明，包合物的抗光解性、热稳定性及湿稳定性较混合物有显著提高，同时使大蒜油挥发性显著降低，掩盖了它的臭味，减少了其对胃肠道的刺激性oL在缬草油13一CD包合物的工艺及稳定性研究中，应用x一射线衍射仪对包合物作稳定性考察，结果表明，缬草油用B—CD包合后，可大大提高药物主要成分的稳定性，样品均未发生变色等性状改变[4]。
药剂学 第16章 制剂新技术
几种环糊精的理化性质
性质
α-CD β-CD
葡萄糖个数
6
7
Mr
973
1135
空洞内径(nm) 0.45~0.6 0.7~0.8
溶解度(g/L) 145
18.5
结晶形状(水) 针状 棱柱状
碘显色
青
黄褐
γ-CD 8
1298 0.85~1.0
232 棱柱状
紫褐
第二节 包合技术
1. 环糊精（cyclodextrin, CD）
包合物的组成 对药物有选择性 具有竞争性
第二节 包合技术
四、包合物的制备
第二节 包合技术
饱和水溶液法 研磨法 冷冻干燥法 溶液-搅拌法 喷雾干燥法 超声波法
第二节 包合技术
饱和水溶液法
CYD饱和水溶液 搅拌混合 过滤 即得
客分子药物 30min以上 洗净
研磨法
β-CYD 2~5倍量水
混合
研磨
加药物
品种：4000、6000、20000 性质：熔点低、溶解性好、可阻止药物聚集，
毒性小，化学性质稳定 特点：可使药物以分子状态存在
第一节 固体分散体
（2）聚维酮（PVP）
品种：PVPk15，PVPk30，PVPk90
性质：无毒，熔点高，对热稳定，溶解性好， 抑晶性强
特点：无定形物质，易形成共沉淀物，对湿 度敏感
增加药物的溶解度和溶出度 提高药物的稳定性 液体药物的微粉化 防止挥发性成分挥发 掩盖不良气味、降低刺激性 减慢水溶性药物的释放，调节释 药速度，起缓控释作用
第一节 固体分散体
2. 难溶性载体材料
多数具有缓释作用 （1）乙基纤维素(EC)
性质：无毒,无活性,易成氢键,溶液粘性大, 载药量大,稳定性好
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客分子形成管状包合物。
2020/6/12
药剂学
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②层状包合物
• 某些表面活性剂能形成层状的胶团，当药物 进入胶团时就构成了层状包合物。
• 例如月桂酸钾使乙苯增溶时，乙苯可存在于 表面活性剂亲油基的层间，形成层状包合物。 非离子型表面活性剂使维生素Ａ棕榈酸酯增 溶，其结构也可认为是层状包合物。
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②羟烷基化：在碱性条件下，β-CD 与 环氧丙烷发生缩合反应生成无定形的、 水溶性的2-羟丙基-β-CD 。
③分支化支链β-CD 衍生化：在异淀粉
酶作用下，β-CD 与麦芽糖作用可生
成6-O-α-麦芽糖基-β-CD。
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三、包合作用的影响因素
（一）药物极性的影响 （二）药物与环糊精的比例 （三）包合作用竞争性
状态）。
在制备包合物时，其它物质或有机溶剂会与客分子产
生竞争包合（或将原包合物中的药物置换出来），影
响包合效果。
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药剂学
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四、常用的包合技术（方法）
• 饱和水溶液法
• 研磨法
• 超声波法
• 冷冻干燥法
• 喷雾干燥法
• 液-液或气-液法
（最常用的方法为前三者）
2020/6/12
• 常见的环糊精是有6（或7、8）个葡
萄糖分子通过α-1，4苷键连接而成，
分别称为α-CD、β-CD、γ-CD。
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ß-CD的药剂环学 状构型
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• CD的分子构型比较特殊，呈上窄下宽中
空的环筒状，分子中的伯羟基（6-OH） 位于环筒窄边处，仲羟基（2-,3-OH） 位于宽边处。
• 一般情况下，当主、客分子的摩尔比为1:1时， 会形成较稳定的单分子化合物。
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（三）、包合作用的竞争性
• 包合物在水溶液中（或含有少量乙醇的水 溶液中）与客分子药物处于一种动态平衡 的状态：
CD + G KR CD·G
KD
式中：KR为结合速度常数，KD为解离速度常数。
从式中可知：环糊精CD的浓度越高，包合物CD·G的生 成量越大，最终客分子G几乎被完全包合（达到饱和
⑤分子筛包合物或高分子包合物：
此类包合物主要有沸石、糊精、硅胶等。
原子排列成三面体配位体：形成笼状或筒状
空洞，包接客分子而形成高分子包合物。
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二、包合材料
（一） 环糊精
• 环糊精（Cyclodextrin, CD）系淀 粉经酶解环合后得到的由6~12个葡 萄糖分子连接而成的环状低聚糖化 合物。
• 如果将甲基、乙基、羟丙基、羟乙基等 基团引入到β-CD分子中与羟基进行烷基 化反应（例如形成羟丙基-β-CD），可 以破坏分子内氢键的形成，使β-CD的理 化性质特别是水溶性发生显著改变。
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β-环糊药精剂学 的衍生物
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•衍生化反应的类型
①烷基化：如β-CD与硫酸二甲酯（或溴 甲烷）在40OC条件下生成甲基化衍生物： 二甲基-β-CD或三甲基-β-CD ；
破坏β-CD的晶格结构（使晶体变成易
溶于水的无定形结构）； 减少仲羟基
的数目（如进行取代反应等），可以大
大提高β-CD的水溶性（例如β-CD衍生
物的水溶性较大）。 2020/6/12
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各种环糊精的一般性质
项目
α-CD
β-CD
γ-CD
葡萄糖单体数 6
7
8
分子量
973
1135
1297
分子空洞内径 0.45-0.6nm
•具有包合作用的外层分子称为主分子 (host molecule)，被包合到主分子空间 中的小分子物质，称为客分子（guest molecule或enclosed molecule）。
• 包合物的类型:
①管状包合物：是由一
种分子构成管状或筒形空
洞骨架，另一种分子填充
其中而成。尿素、环糊精、
硫脲、去氧胆酸等均能与
0.7-0.8nm
0.85-1.0nm
空洞深度
0.7-0.8nm
0.7-0.8nm
0.7-0.8nm
空洞体积
17.6nm
34.6nm
51.0nm
[α]25D(H2O)
溶解度 （g/L,25℃） 结晶性状（从 水中得到）
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+150.5° 145 针状
+162.5° 185 棱柱状
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伯羟基
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药仲剂羟学基
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• β-CD在室温下水中溶解度仅为1.85% （w/v），其水溶性比没有环合的低聚 糖同分异构体要低得多，其原因是： β-CD是晶体,其晶格能高，故水溶性差； β-CD的仲羟基形成分子内氢键，使其 与周围水分子形成氢键的可能性下降， 故水溶性差。
• 通过对β-CD分子进行化学结构修饰，
+177.4° 232 棱柱状
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ß-CD在不同温度的水中溶解度
温 度 20 40 60 80 100
（℃）
溶解度
（g/L） 18 37 80 183 256
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（二）环糊精衍生物
• 由于在β-CD 的圆筒两端有7个伯羟基和 14个仲羟基，其分子内（或分子间）的 氢键阻止水分子的水化，使β-CD水溶性 较小。
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（一）药物极性的影响
在环糊精的空洞内，非 极性客分子更容易与疏水性 空洞相互作用，因此疏水性 药物、非解离型药物易被包 合。
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（二）药物与环糊精的比例
• 包合物不仅在水和有机溶剂中能形成，而且 在固态中也能形成。
• 包合物以溶液态存在时，客分子在主分子的 空穴内；包合物以晶体存在时，客分子不一 定都在空穴内，也可以在晶格空隙中。
药剂学
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③笼状包合物
• 是客分子进入由 几个主分子构成
的笼状晶格中而 成的包合物。
• 其空间完全闭合
且包接过程为非
化学结合，包合
物的形成主要取
决于主分子和客
分子的大小。
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④单分子包合物：
单分子包合物由单一的主分子和单一 的客分子形成包合物。例如环糊精（C D）常用为单一的主分子，它具有管状 的空洞。
• 环筒外面是亲水性的表面，内部则是一 个具有一定尺寸的手性疏水管腔，可以 依据空腔大小进行分子识别。
• CD对酸较不稳定，对碱、热和机械作用 都相当稳定，与某些有机溶剂共存时， 能形成复合物而沉淀。可利用CD在不ห้องสมุดไป่ตู้ 溶剂中的溶解度不同而进行分离。
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药剂学
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环糊精包封药物的立体结构