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糊精的结构及化学性质环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是由葡萄糖通过1,4-糖苷键相连形成的一种环状化合物，目前已发现了含有六到十二个葡萄糖单元的多种环糊精，应用最广泛最常用的且具有实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α-、β-和γ-环糊精。组成环糊精的每一个吡喃葡萄糖单元都是椅式构像，所有仲羟基都排在环状分子的一个边缘，而伯羟基则排在另一个边缘。环糊精的形状可以表示如图1.2所示。由图可以看出，环糊精成锥柱状。空腔内部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键和电子对指向中心．使空腔内具有很高的电子密度，吡楠葡萄糖环C-3、C-5氢原子位于空腔内并覆盖了配糖氧原子，使空腔内部成为疏水性空间[12]。环糊精的内疏水外亲水的结构使得其可以作为主体分子通过包合作用，包合各种适当大小的客体分子，从而改变客体分子的理化性质。环糊精的这一特性使其在化学、食品、生物以及制药等领域应用广泛。43100
环糊精结构示意图
2 环糊精的包合作用研究
（1）环糊精的包合作用
内疏水外亲水的独特结构使得环糊精能够通过分子识别作用与各类客体分子，如有机物、配合物、无机离子甚至稀有气体，形成稳定的包合物而改变客体分子的理化性质（图1.3）。主客体之间以范德华力及所谓的Allinger构型能量缔合而成[13]。形成包合物时，没有新键的生成和旧键的断裂，包合过程是一个物理过程。
环糊精包合物的制备方法主要有：饱和水溶液法又称共沉淀法、超声波法、研磨法、捏合法、冷冻干燥法、喷雾干燥法、微波辐射法、液液法、气液法、蒸发法、密封加热法[14]。水溶性或水不溶性的药物可用沉淀法和超声法制备；不溶于水的固体药物可用研磨法和捏合法制备；水溶性好但不耐热的包合物可用冷冻干燥法制备；易溶于水、热稳定的包合物可用喷雾干燥法制备。微波辐射法是最近提出的一种新方法，能够有效的缩短包合时间、提高包合率。中药中提取挥发油或芳香化合物可用液液法和气液法。在连续相中不溶或者难溶的药物可用蒸发法。密封加热法是将药物和环糊精密封于容器中，通过控制加热温度和时间，使药物在一定温度下挥发为气体分子，进入环糊精空穴中与环糊精结合，当温度降低后形成包合物[15]。目前最通用的两种方法是饱和水溶液法和捏合法^751!文`论^文'网www.751com.cn。饱和水溶液法是将环糊精水溶液与客体分子溶液进行搅拌或者振荡；捏合法是将未经过溶解的环糊精与少量的水进行捏合，在没有溶剂的条件下加入客体分子。
影响包合物稳定性的主要因素有：客体分子与环糊精空腔之间的疏水作用、主客体之间的空间匹配效应、环糊精空腔高能水的释放和与客体间的氢键作用。除了这些内在因素，包合物的形成还受到温度、搅拌时间、客体分子的浓度等外在因素的影响[16]。
环糊精与客体分子的包合过程
（2）环糊精包合作用对污染物环境行为的影响
环糊精类化合物具有的独特空腔使其可以包合各种客体分子，形成包合物论文网。环糊精的这一特性，使环糊精在很多方面得到应用。在药剂研究中，环糊精可以增加药物的溶解性能，促进药物吸收，并且提高药物的生物利用度。包合物的稳定性提高了药物的稳定性，掩盖了药物的不良气、降低药物的刺激性并且减轻毒副作用；在环境保护方面，环糊精可以增加非极性污染物的溶解度，提高生物有效性，促进污染物的生物转化，吸收大气、水体、土壤中的有害物质，催化降解污染物并且降低污染物毒性[17]；在农业方面，用含有环糊精的溶液处理植物种子，可以使其发芽推迟、生育期前期生长受到抑制，生长后期产量增加。同时，环糊精也可以起到对农作物的解毒作用、农药增溶作用以及农药长效作用；在分析化学方面，环糊精可以做静止相，也可以用作移动相的手性选择剂[18]；在食品安全方面，环糊精可以防止挥发、抗氧化、抗光和热分解，并且可以去除异及不良成分，提高和改善食品的组织结构；在日用化学品工业，环糊精可以作为化妆品原料中的稳定剂、乳化剂和去剂。同时环糊精包合物固定在纺织品中，可以制成具有不同功能、耐水性能良好的纺织品。