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1.1.2 疏水效应
疏水效应[6]，指疏水基团相互靠近聚集以排除水的现象，是环糊精、柱芳烃等具有疏水性空腔的主体分子与疏水性客体分子结合的主要驱动力。环大小不同的大环分子对结构不同的疏水分子的结合能力不同。环状主体分子的环越大，其疏水空腔越大，能识别的疏水分子的体积也越大，比如单个或两个烷基链、芳烃，金刚烷，甚至富勒烯等。环糊精、环番、葫芦脲等主体分子能与反式偶氮苯结合形成稳定的配合物。偶氮苯与主体分子配合成的复合物可形成不同的超分子结构，可用于控释、超分子催化等功能超分子体系[7]。当偶氮苯从反式构型变为顺式构型后，偶氮苯两芳香环间距离减小，分子偶极矩增大，作为客体分子，偶氮苯与主体分子空腔之间因疏水性而配合的强度大大减小，主客体配合物解离[8]。因此，基于偶氮苯构建的主客体功能超分子体系，大多具有可逆的性能转变，成为光控功能开关。
1.1.3环糊精改性
由于α-环糊精分子空腔较小，一般情况下只能包结小分子的客体物质，因此其应用范围较小；γ-环糊精的分子空腔较大，但是其生产成本高，不能大规模用于工业生产，因此其应用受到限制；β-环糊精的分子空腔适中成且本低，是目前应用最多的环糊精产品[9]。但β-环糊精本身也存在缺陷，为了增加β-环糊精的疏水区域及催化活性有，要对环糊精母体进行改性，引入修饰基团，得到环糊精衍生物，以改变环糊精性质并扩大其应用范围。
对环糊精进行修饰的方法主要有两种，分别是化学修饰法[10]和酶工程修饰法[11]，最常用的是化学修饰法。化学修饰法是利用环糊精分子空腔外表面的醇羟基进行一系列化学反应，使环糊精分子的空腔外表面有新的功能基团。每个葡萄糖单元上都有三个羟基，可以用不同的化合物进行修饰，以达到相应的功能。酶工程修饰法是利用环糊精糖基转移酶等具有特殊功能性的酶，将单糖或低聚糖连接到环糊精分子上，形成带有支链的环糊精的方法。
1.1.4 环糊精的应用
环糊精能够形成疏水性的主-客体复合物，其结构上的特性赋予其许多独特的性质。因此，这些分子在许多领域得到广泛应用。
环糊精在药剂学中的应用：环糊精可以溶解疏水性药物，并交联以形成用于药物递送的聚合物。β-环糊精空腔的大小适中,包合能力强,在人体内能被吸收、分解,安全无毒,可作为药物包合材料[12]。有许多药物成分受光、热、空气和化学环境的影响[13],使其疗效降低,如果将这些药物用β-环糊精进行包合,减少药物与外界的接触,能够增加药物的稳定性[14]。β-环糊精的亲水性可以提高药物的溶解度[15],增加药物的吸收效果。β-环糊精与药物包合后可以贮存药物,控制药物释放,达到靶向或控释给药的目的[16]。
除了上述在药物方面的应用，环糊精可以应用于环境保护：环糊精分子可以在其空腔内固定有毒化合物，如重金属化合物，也可以与不易分解的物质形成配合物，增强其分解。
环糊精能够形成具有疏水性的复合物的特性，在超分子化学中得到使用[17]。环糊精超分子载体可以应用在有机反应中，其作用可能发生在界面区域。环糊精超分子载体也可以应用于各种有机金属催化反应。
环糊精和甲基-β-环糊精从培养的细胞中除去胆固醇。甲基化的β-环糊精比β-环糊精更有效。甲基-β-环糊精被用于制备无胆固醇的产品：大的和疏水性的胆固醇分子很容易地进入环糊精环，然后除去。
在日用化工方面，环糊精应用到清洗剂中可以减少表面活性剂对皮肤的刺激；在染色工艺中，环糊精能够明显降低染料的初始上染速率，提高匀染性及纤维的着色量[18]。