环糊精化学 基础与应用(童林荟著)思维导图
超分子化学导论：环糊精
分子裂缝和分子镊子
特点：结构刚性且有多个络合点
刚性镊子主体
环番主体
环番：包含有桥连芳香环的任意有机主体分子
环番的命名
环番合成
包含硫和去硫反应的亲核取代
胺-醛缩合 利用Mitsonobu反应把ω-羟基酸转化成内脂
C-C键形成
通过胺与酰氯反应形成酰胺 铜催化的炔烃偶合
从镊子到环番-预组织度的进一步提高
环糊精分子在晶体中的排列方式
相应于两种识别方式， 环糊精与客体形成两种超分子：包结物和表面 作用产物，其结构类型有三种:
• 笼型，环糊精分子非同轴排列，被包含的客体分子充塞于腔内； • 管道型，环糊精分子沿轴向排列，空腔形成大约0. 5～ 0. 8 nm 的
隧道，客体分子寄宿于隧道内。 • 层状,环糊精分子Байду номын сангаас列成二维层状结构.
二苯基甲烷衍生物
在高pH的水溶液中，氮原子质子化，主体呈水溶性，在有机 溶剂存在下，分子的1H NMR发生明显的位移，在水溶液中
成功获得有机客体包结在空穴中心的晶体结构
1H NMR发生明显的位移-建立了一种利用NMR谱 在溶液中研究主-客体络合物的方法
问题的存在及改进的策略
• 在强酸体系中才能发挥作用，无法应用于生理体系。 • 极性氨基团的接近和客体络合点很难分离离子对效应与
处于环糊精空腔外的生色团的ICD与腔内的情况相反
分子识别的机理
光控客体的包结与释放
桥联环糊精的分子识别
将环糊精单元通过各种各样功能基或特定桥链基团连接之后，两个相邻 的环糊精空腔有可能协同参与对形状和尺寸适合的客体分子的包结配位 作用，从而扩展分子键合能力，给出最高的超分子配合物结合常数。
环糊精与水分子包结物
羧甲基_环糊精的溶血作用及对槲皮素的增溶作用
文章编号：%@b %c b887V ’008[0’c 0%@@c 07羧甲基!!!环糊精的溶血作用及对槲皮素的增溶作用宋全道 %，丁 易 ’，李新民 9，%（%,山东大学药学院物理化学教研室，山东 济南 ’800%’；’,济南市科技信息研究所，山东 济南 ’800%；9,莱阳中医药学校，山东 莱阳 ’@8’00）$摘要( 目的：研究羧甲基!!!环糊精的溶血作用和对槲皮素的增溶作用。
方法：用红外光谱、%9"!:)A 波谱等方法鉴定合成的羧甲基!!!环糊精；用人全血中分离的红细胞测定其在体外的溶血作用；用紫外分 光光度法测其对槲皮素的增溶作用。
结果：羧甲基!!!环糊精溶血作用小；对槲皮素的增溶作用显著。
结 论：羧甲基!!!环糊精可在药物制剂中作为一种新辅料广泛应用。
$关键词( 羧甲基!!!环糊精；溶血；槲皮素 $中图分类号( ?B7@7,% $文献标识码( 1C D 6E F5G3G H I J K LMHND O 5E F D 4!!!J D J 4H P 5N E L 36 K6P 3E GF5O H 4D G3G K6P G H 4QM 343R K E 3H 6C <:S B QK 6!P KH %，#;:S T 3’，=; U 36!O 369& ); S QK 62!E K 3V %,;6GE3E Q E 5 H I +F KL O K J 5Q E3J G& C J F HH 4 H I +F KL O K J D & CF K 6P H 62 W 63X 5L G3E D & Y 36K 6 ’800%’& CF K 6P H 62& "F 36K Z’,Y 36K 6 ;6I HL O K E3H 6 ;6GE3E Q E 5 H I C J 356J 5 K6P ?5J F 6H 42D & Y 36K 6 ’8000%& CF K 6P H 62& "F 36K Z 9, =K 3DK 62 ?LK P 3E3H 6K 4 "F 365G 5 )5P 3J 365 C J F HH 4& =K 3DK 62 ’@8’00& CF K 6P H 62& "F 3K 6[!"#$%&"’%( )*+,-./0,： ?H GE Q P D E F5 F5O H 4D G3G H I J KLMHND O 5E F D 4!!!J D J 4H P5N E L 36 V ")!!!"#[ !" 3EG 5II 5J E H6 E F5 G H 4QM 343RK E3H 6 H I \Q 5L J 5E36 36 ]K E 5L , 1,.2345： ?F5 G D 6E F5G3R 5P ^LH P Q J E ]K G MD ;A G ^5J E LH ^F H E H O 5E LD K6P %9"!:)A G ^5J E LH O 5E LD & E F5 F5O H 4D G3G GE Q P D ]K G J KLL 35P HQ E MD L5P M 4HH P J 544G 3G H 4K E 5P I LH O ]F H 45 F Q O K 6 M 4HH P & K6P E F5 5II 5J E H I ")!!!"# H6 G H 4QM 343RK ! #!$%& K 6P 3P56E3I 35P O 5K 6G H I E3H 6 H I \Q 5L J 5E36 36 ]K E 5L ]K G GE Q P 35P MD W _ G ^5J E LH ^F H E H O 5E LD , &,567.5： ?F5 F5O H 4D E3J ^H E 56E3K 4 H I ")!!!"# ]K G X5LD G O K 44 K6P FKP K L 5O KL ‘KM 45 5II 5J E H6 G H 4QM 343RK E3H 6 H I \Q 5L J 5E36 36 ]K E 5L , ’38-769 5/38：")!!!"# O KD M5 K ^^435P KG K 65] KQN343KLD O K E 5L 3K 4 36 ^L 5^KLK E3H 6 H I O 5P 3J K E3H 6,!:;< =)&>$( "KLMHND O 5E F D 4!!!J D J 4H P5N E L 36；*5O H 4D G3G ；B Q 5L J 5E36!!环糊精（!!"#）水溶性低、毒性大，因而限制 了其在药学领域的广泛应用$%&’(。
思维导图在化学工程基础课程中应用
关键词:思维导图;化学工程基础化学工程基础是高校化学专业的一门专业核心课程，该课程具有较强的理论实践性，与生产生活实践紧密联系，是在学习了无机化学、有机化学、物理化学、高等数学等课程的基础知识以后，进一步深入学习化学与生产生活实践相联系的一门课程。
相比于无机化学和分析化学这些基础专业课程，化学工程基础课程的知识点难度大、计算公式繁多、计算量大并且不易理解。
同时随着化学工艺的不断改进和优化，理论知识点也在不断增加，因此在化学工程基础的学习中引入思维导图，会极大地降低对该课程理论知识的理解记忆，使学生的学习过程更为高效。
1思维导图概述思维导图(TheMindMap)又称为脑图、心智地图，是一种表达人类发散性思维的有效性和图形化的思维表达工具［1］。
思维导图主要是将枯燥、单调的知识变成彩色的、一目了然的知识图，以直观而又形象的表达方式对每个知识点进行分析、总结、概括，是一种有效的思维工具，可以充分发挥人的左右脑，培养学生的创新思维和逻辑思维。
2思维导图的特征随着教学手段的不断发展，思维导图在高校教学过程中被广泛应用，也越来越受到老师和学生的喜爱。
利用思维导图可以有效帮助学生更高效的整理学习笔记、帮助学生听课和复习，将繁多的知识点和计算公式分门别类地放在一个图表中，学生可以根据自己的发散性思维将图表按照不同的标准进行整理归纳。
例如:在化学工程基础单元操作的学习中，可以将流体流动、传热、吸收以及精馏等单元操作总结形成四个思维导图;也可以将吸收和精馏这两个质量传递的单元操作一起整理形成一个思维导图。
同时在整理思维导图时可以用不同颜色对不同的内容进行标记，突出课程的重难点。
思维导图具有以下几点特征:①思维导图的中心是一章节的名称或者这章节的有关图片，比如化学工程基础中传热这单元操作的中心可以为“传热”或者热交换器的图片。
②分支则从这一中心向四周发散，首先是各大主题，然后各大主题再次进行分支，次主题则在分支上表现出来，附在上一个的分支上。
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
环糊精的性质和应用简版ppt课件
-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 — — — （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
环糊精在分析分离中的应用
环糊精在对映体分离中的应用
方法 色谱方法 气相色谱
液相色谱
超临界流体色谱 电迁移方法 毛细管区带电泳 胶束电动色谱 电色谱法 毛细管凝胶电泳 等速电泳
体系
GSC GLC HPLC TLC SFC
CZE MEKC EC CGE IPT
体系中应用CDs的模式
沉淀在惰性载体上，或固相化（化学键合） 液体静止相，液体修饰CDs或化学键合的选择性组分 化学键合静止相，移动相添加剂
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
环糊精包合物稳定性的影响因素
主客体分子尺寸的匹配性：-、-、-环糊精具有不同
的空腔直径，可以选择相应大小的分子进行包合 客体分子的几何形状：即客体分子的立体效应，如不
[课件]固体分散体微囊环糊精PPT
![[课件]固体分散体微囊环糊精PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/3e7591316edb6f1aff001f6f.png)
固体分散体的主要特点是利用不同性质的载体使药物在高度分散状态， 达到不同要求的用药目的： 1. 利用强亲水性载体，可增加难溶性药物的溶解度和溶出速率，从 而提高药物的生物利用度；利用难溶性载体，可延缓或控制药物释放； 或利用肠溶性载体，可控制药物于小肠释放。
2. 其次是利用载体的包蔽作用，可延缓药物的水解和氧化；掩盖药
固体分散体微囊环糊精
第一节 环糊精包合技术
一、概述 二、环糊精的结构和性质 三、环糊精包合物的制备 四、环糊精包合物的质量评价
一、概述
环糊精包合物（Cyclodextrins inclusion compound）是指药物分子被包含或嵌入 环糊精的筒状结构内形成的超微粒分散物。 具有包合作用的环糊精分子称为主分子 （host molecule），被包合到主分子中间 的药物分子称为客分子（guest molecule 或enclosed molecule），故包合物又称为 分子胶囊。
2. 聚丙烯酸树脂类
三、 固体分散体的类型
（一）简单低共溶混合物（Simple eutectic mixture）
T I T
II 0 IV A（100%） E
III
B（100%）
图2-2 简单低共熔混合物相图
（二）固体溶液（Solid solution ） 固体溶液可按两种方法进行分类，第一种方 法按药物与载体材料的互溶情况，分为连续性 固体溶液和非连续性固体溶液；第二种方法按 溶质分子在溶剂中的分布方式，分为置换型与 填充型固体溶液。
（a）整个分子包合
（b）部分包合
包合物示意图
三、环糊精包合物的制备
（一）饱和水溶液法
本法多常适用于水中溶解度小的CD（如 β-CD）。 先将CD配成饱和溶液，再加入药物充 分混合，经搅拌或超声使药物与CD起包合 作用而形成包合物。难溶性固体药物可用 少量有机溶剂溶解后加入；若药物为难溶 性的液体（如中药挥发油），可直接加入 至CD的饱和水溶液中。所得到的包合物若 为固体，经过滤、水洗，再用少量适当的 溶媒洗去残留药物，干燥即得成品。若药 物在水中溶解度较大，其包合物仍可部分 溶解于溶液中，此时可加入某些有机溶剂 或减压浓缩，以促使包合物析出。
16第十六讲包合物
第十七讲 环糊精包合 技术(P488)
1
本讲教学要求
1.了解包合物的本质、分类；环糊精包合 药物的状态；环糊精包合作用特点；环 糊精衍生物；环糊精包合物的验证； 2.掌握环糊精包合物的定义、结构及其制 备； 3. 重点掌握环糊精包合物的应用。
2
一、b-环糊精的结构与性质 环糊精（cyclodextrin, CD）是淀粉用嗜碱性 芽胞杆菌经培养得到的环糊精葡聚糖转位酶 作用后形成的产物。常见的有a,b,g三型，分 别由6、7、8个葡萄糖分子以1,4-糖苷键连接 而成的环状低聚糖。
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6、提高药物的生物利用度 如双香豆素- b-CD包合物，X衍射表明在包合物中双 香豆素的结晶衍射峰消失了，说明在包合物中双香豆 素不是以结晶状态存在。 在37℃pH7.5的介质中，等摩尔比的双香豆素- b-CD 包合物在开始溶解5分钟后，其介质中浓度是单纯的 双香豆素的13倍；30分钟时是3.7倍。 1：2摩尔比的双香豆素- b-CD包合物，在开始溶解5 分钟时，介质中双香豆素浓度是单纯的双香豆素的17 倍；30分钟是4. 5倍。 制成包合物增加了溶出速度，且增加b-CD摩尔比， 包合物中的溶出速度与溶解度相应地增加。 家兔口服双香豆素- b-CD包合物，血药浓度的峰值为 口服单纯的双香豆索的1.7倍。 0-48小时AUC也是口服单纯双香豆素的l.7倍。
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4、掩盖不良气味，减少刺激性及毒副作 用 如大蒜油- b-CD包合物，可掩盖大蒜的 不良气味。 5-氟脲嘧啶用b-CD 制成分子胶囊，消化 道吸收较好，血中浓度维持时间长，刺 激性小，基本上消除了食欲不振、恶心 呕吐等副反应。
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环糊精
环糊精胡小丹2009210660摘要简单介绍了环糊精的概念、分类、常见环糊精结构和性质。
重点综述β-环糊精的制备与应用。
关键词环糊精；分类；制备；应用。
1环糊精的概念环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。
其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为alpha -、beta -和gama -环糊精(图1)。
根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)- 吡喃葡萄糖都是椅式构象。
各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。
由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。
由于环糊精的外缘(Rim)亲水而内腔(Cavity)疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体(Host)包络各种适当的客体(Guest)，如有机分子、无机离子以及气体分子等。
其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，成为化学和化工研究者感兴趣的研究对象。
这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别，其结果是形成主客体包络物(Host-Guest Complex)。
环糊精是迄今所发现的类似于酶的理想宿主分子，并且其本身就有酶模型的特性。
因此，在催化、分离、食品以及药物等领域中，环糊精受到了极大的重视和广泛应用。
由于环糊精在水中的溶解度和包结能力，改变环糊精的理化特性已成为化学修饰环糊精的重要目的之一。
环糊精(化学式: C14H8O2)，是一种安特拉归农类化学物。
环糊精的复合物存在于天然，也可以人工合成。
工业上，不少染料都是以环糊精作基体；而不少有医疗功效的药用植物，如芦荟，都含有环糊精复合物。
例如芦荟的凝胶当中的环糊精复合物，有消炎、消肿、止痛、止痒及抑制细菌生长的效用，可作天然的治伤药用。