羧甲基-β-環(huán)糊精的制備工藝研究【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述應(yīng)用化學(xué)竣甲基-B-環(huán)糊精的制備工藝研究環(huán)糊精（cyclodextrins簡稱CDs）是由環(huán)糊精糖基轉(zhuǎn)移酶作用丁?淀粉或直鏈糊精生成的環(huán)狀多糖。成環(huán)的葡萄糖殘基以-1,4昔鍵相連。產(chǎn)量最大，應(yīng)用最多的是由7個葡萄糖基構(gòu)成的卩■環(huán)糊精（p-CD）o卩?CD具有特殊的分子結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。它不易受酶、酸、堿以及加熱條件作用而分解。它是由七個（x?D毗喃葡萄糖殘基以a?l、4營鍵連接而成的環(huán)狀化合物。P-CD的空間結(jié)構(gòu)是上大下小的筒型,葡萄糖殘基的2、3、6位輕基位于筒壁的外側(cè)，具有親水性。葡萄糖分子中的C3和C5氫原子以及成昔的氧原子構(gòu)成筒的內(nèi)壁

2、，具有疏水性。這種內(nèi)疏水外親水的結(jié)構(gòu)決定了P-CD具有分子微膠囊的性質(zhì)。它可以和許多化合物通過包合反應(yīng)生成包合物。在包合物中，進入CD筒形空腔內(nèi)部的客體分子可以得到保護,從而表現(xiàn)為抗氧化、抗光照、熱穩(wěn)定性增加、緩釋、增溶等特點。因而卜CD近年來在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于卩?CD分子中C2和C3輕基之間形成了分子內(nèi)氫鍵導(dǎo)致其水溶性差，使之在許多應(yīng)用上受到限制。研究人員嘗試對卩?CD用不同方法進行改進，以改變環(huán)糊精的性質(zhì)并擴大其應(yīng)用范圍。目前國內(nèi)外改性環(huán)糊精已經(jīng)有長足進展，也取得了很多成果。改性環(huán)糊精是指在保持環(huán)糊精大環(huán)基木骨架不變的情況下引入修飾基團，得到

3、具有不同性質(zhì)或功能產(chǎn)物，乂稱環(huán)糊精衍生物，對環(huán)糊精的改性有飛常重要的意義。首先可引入基團增加水溶性。例如，卩?CD引入甲基后形成二甲基■卩■環(huán)糊精，室溫下在水中的溶解度達到55g/100mL,比p-CD提高近30倍。其次，在結(jié)合位附近構(gòu)筑立體幾何關(guān)系,形成具有特殊手性位點環(huán)糊精衍生物，主要是將改性后環(huán)糊精應(yīng)用于分離，分析方法中。再次，對環(huán)糊精進行三維空間改性，可提供特定幾何形狀空間。另外，還可以引入特殊基團，構(gòu)筑有特殊功能的超分子或融入高分子結(jié)構(gòu)，獲得特殊性質(zhì)的新材料。例如，具有大平面共覘體系鐵嚇咻具有載氧功能，將其鍵合到環(huán)糊精上有望成為人造血漿功能成分。根據(jù)改

4、性方式不同可將改性環(huán)糊精分為化學(xué)法改性環(huán)糊精和酶工程法改性環(huán)糊精兩類?；瘜W(xué)法是利用環(huán)糊精分子外表面醇疑基進行酯化、瞇化、氧化、交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng),引進新的功能基團。主要有環(huán)糊精瞇衍牛物，環(huán)糊精酯衍牛物，橋聯(lián)環(huán)糊精，環(huán)糊精高分子衍生物等。酶工程法是利用環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶或普魯藍酶等將單糖或低聚糖結(jié)合到環(huán)糊精上，形成分支環(huán)糊精。改性壞糊精水溶性大大提高，或具有原壞糊精母體不具備功能性質(zhì)，因此在食品，藥物，農(nóng)業(yè)，環(huán)保，色譜分離等領(lǐng)域被越來越廣泛的應(yīng)用。在食品方面，卩?CD作為食品添加劑，具有無毒、無味、在人體內(nèi)易水解為葡萄糖分子的特點。在食品的加工和保存過程中卩?CD與

5、食品中的成分形成包合物，增加了這些成分的抗氧化、抗光照及熱穩(wěn)定性。由于包合作用是在水溶液中進行的可逆過程。P-CD的低水溶性決定了其在水溶液中只有很低濃度，在20°C濃度為0.016mol/L,不利于包合作用的正向進行。而水溶性的環(huán)糊精衍生物有很高的溶解度，反應(yīng)客體分子濃度也相應(yīng)的增高，從而得到更高的收率以及很好的包合效果。在藥物中，水溶性環(huán)糊精衍牛物能大大難溶藥物在水中的溶解度的，提高難溶藥物的穩(wěn)定性和生物利用度。水溶性環(huán)糊精還能改善藥物在鼻粘膜和直腸粘膜吸收，改善藥物透皮吸收。在色譜分析中，改性環(huán)糊精特別適用于分離異構(gòu)體和對映體，在氣相色譜、高效液相色譜、超

6、臨界流體色譜、電動色譜和毛細管區(qū)帶電泳、凝膠電泳中都有應(yīng)用。在環(huán)保方面，環(huán)糊精衍生物也可以作為生物解毒劑，分離和消除有毒物質(zhì)。改性環(huán)糊精還能用于化妝品香精的緩釋和增溶。農(nóng)業(yè)上環(huán)糊精衍牛物還能改變作物的生長特性和產(chǎn)量?？⒓谆鲒唷霏h(huán)糊精(CM-p-CD)是卜CD的利用化學(xué)法改性的環(huán)糊精衍生物，也是應(yīng)用最為廣泛的環(huán)糊精衍生物Z-op-CD的竣甲基化可以大幅度地增加水溶性。在藥學(xué)領(lǐng)域中，F(xiàn)ernandez等報道了竣甲基0CD(CM-p-CD)聚合物在提高胰乳蛋白酶熱穩(wěn)定性方面的作用。Cserhati等研究了17種當(dāng)族藥物與CM-p-CD的作用，研究表明CM-P-CD可

7、以減小大部分藥物的疏水性。在pH較低的溶液中，竣甲基-P-CD溶解度很低，但在中、堿性溶液中，由于竣基解離,可以任意濃度溶解。故而陰離子型卩?CD有利于藥物在胃液屮緩釋，在腸液中快速釋放，作為藥物延遲釋放型載體材料有潛在的應(yīng)用價值?？⒓谆?卩?環(huán)糊精的合成原理是卩■環(huán)糊精和一氯乙酸在堿性介質(zhì)中發(fā)牛sn2取代反應(yīng)，得到醍化產(chǎn)物CM-P-CD(P-CD-O-CH2COO_),基于下述反應(yīng)，環(huán)糊精分子的反應(yīng)位點是其環(huán)上的輕基：-+■卩-CD-OH+NaOH->p-CD-O+H2O+NaOHp-CD-O-+C1-CH2COOH->p-CD-O-CH2COO_+C「卩?C

8、D為7個葡萄糖結(jié)構(gòu)單元由