1。2 环糊精概述
环糊精(Cyclodextrin)简称CD,化学式为C14H8O2。早在1891年,Villiers从淀粉杆菌的淀粉消化液中发现环糊精,1904年,Schardinger确定他的结构,并命名为环状低聚糖。如图1。1,其分子结构中有一个空心洞穴,其主要结构为6、7或8个葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键首尾相连,分别称α-、β-或γ-环糊精,其中α-CD内径为0。47nm-0。53nm,β-CD内径为0。60nm-0。65nm,γ-CD的内径为0。75nm-0。83nm,整个分子结构像摘掉帽子的内空锥柱状空筒,其空腔高度约为0。79nm。本课题中用到的是β-环糊精(β-CD)。它的外侧有羟基基团,具有亲水性。由于受到C-H键的屏蔽作用β-环糊精分子结构内的空腔形成了疏水区。它的疏水性空洞内可嵌入各种符合大小结构的有机化合物,形成超分子化合物,并改变被包合物的一些物理和化学性质;可以在环糊精分子上交链许多官能团,或将环糊精交链于聚合物上进行化学改性。环糊精没有固定的熔点,到约200°C以上会分解。在碱性介质中稳定存在,而在强酸中可裂解。无吸湿性,但可以形成稳定的水合物。
环糊精的分子结构
1。3 包合物的研究进展
超分子化学家C。J。Pedersen、D。J。Cram和J。M。Lehn在1987年获得Nobel化学奖,标志着超分子化学的发展进入了一个真正发展的时代。最初来源于Pedersen对冠醚的基本发现。再后来分别由Cram和Lehn发展起来的一种名为主-客体化学、超分子化学的化学领域。人们开始真正认识到该领域的重要意义。
包合物就属于超分子化学领域,它是一类有机晶体,包合物是由两种化合物组成,其结构中含有两种结构单位。从主-客化学来说,一种是能将其他化合物包络在它的中空洞穴里的化合物,称为主体分子;另一种是被包络在其结构的空洞穴或孔道中的化合物,称为客体分子。但并不是所有的化合物都可以进入主体分子的,因为客体分子它会受中空洞穴的几何大小以及形状的限制。包合物的组成(主体分子与客体分子的比例)也是由主客体连接作用点决定。20世纪40年代通过X射线衍射法H。M。鲍威尔终于证实了包合物中主体分子与客体分子之间作用力并不是靠化学键力而是靠组分间紧密吻合,从而使较小的分子不脱离与主体分子稳定结合。大多数包合物中以范德瓦耳斯力或氢键来使主体分子与客体分子之间相结合。虽然包合物是以一种新的形式存在的,但是主、客体各自分子内结构没有变化,所以主、客体分子它们原来的化学性质不变。
目前最常用的一种主体分子就是环糊精(Cyclodextrin,简称CD)。环糊精(CD)是从六个,七个或八个吡喃葡萄糖单元(分别是α-,β-或γ-CD)建立起来的环状的非还原性寡糖。由于环糊精外侧的C-2和C-3上有仲羟基使得空腔外部具有亲水性,而内部空腔则受到了C-H键的屏蔽作用使得内部成为疏水性空间,因此环糊精的重要特性之一就是“内疏水,外亲水”,环糊精内部空腔可以提供与疏水化合物的结合点。三种常见的三种环糊精都不能溶于一些常见的有机溶剂中如甲醇、乙醇、丙酮等,但均可溶于水。因此在本课题中将甲醇改为90°C蒸馏水来沉降IC-TPUs,来减少粉末状的环糊精析出而影响结果。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
早期对包合物的研究一直局限于对小分子化合物进行包合,如色素、小分子药物等。直到1990年Harada的研究小组在室温下,将聚乙二醇水溶液滴加到α-CD的饱和溶液中,沉淀后得到了聚乙二醇和α-CD的固体包合物。经后期测试表征发现该包合物具有“管道型”结构。从此以后越来越多的学者致力于研究大分子包合物。