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环糊精药用高分子材料的性能及制备方法 班级：2012级高分子材料与工程（2）班 姓名：贾邢斌 学号：P122014323 同组成员：姜基深 一、名称及化学结构式 1.名称：中文名环糊精，英文名Cyclodextrin，简称CD。 2.化学结构式： 图（一） 环糊精分子基本单元——吡喃葡萄糖环 图(二） 环糊精分子结构 特点:环糊精分子呈环形圆筒状，像一个中间有空洞，两端不封闭，上宽下窄的圆通。环糊精的空腔内由于有羟基和糖苷结合的-O-原子而成疏水性，而分之中的羟基均朝向外部，因而又有亲水性。环糊精的分子中的葡萄糖单位是以椅式构象存在。 二、环糊精的种类 环糊精，简称CD，是一种环状低聚糖的同系物。它是由淀粉径转化生成的由6~12个葡萄糖分子通过α-1,4糖苷键连接而成的具有特殊环状空腔结构的非还原性低聚糖的总称。而一般研究和应用较多的是分别由6、7和8个脱水葡萄糖单位组成的α-，β-和γ-环糊精。除了常见的环糊精以外，还有分支环糊精和大环糊精等。大环糊精是一类由9个以上葡萄糖基组成的环糊精混合物的总称。 分支环糊精 三、环糊精的来源 环糊精是通过催化酶从含淀粉的植物（如：大麦、小麦、马铃薯、番薯等）中提取的寡糖物，具有纯植物性，不会引起过敏反应。 环糊精也可以通过合成的方法制得，通常是通过淀粉在环糊精葡萄糖基转移酶的作用下，把直链麦芽低聚糖转变为环糊精。环糊精葡萄糖基转移酶的主要来源为巨大芽孢杆菌、嗜碱芽孢杆菌及软化芽孢杆菌等。该没根据细菌来源不同有一定的区别。 四、环糊精的性质 1.化学性质 （1）对热、酸、碱的稳定性 环糊精在碱、甚至是强碱中比较稳定，单无机酸可水解环糊精生成葡萄糖和系列非环状麦芽糖。 （2）基团与键的反应活性 环糊精内存的三种羟基都有反应活性，通过在羟基位置引入新的基团可得到环糊精衍生物。环糊精的基本单元-吡喃葡萄糖环可以进行反应和断裂的键有：C-2、C-3和C-6以及C-O、C-H和C-C键。 2.物理性质 性质 α-环糊精 β-环糊精 γ-环糊精 分子式 (C6H10O5)6 (C6H10O5)7 (C6H10O5)8 结晶形状 针状或六角形 棱柱状 长方柱或片状 碘络合物颜色 蓝色 黄色 黄褐色 空腔内经（A） 5~6 7~8 9~10 空腔深度（A） 6.7 7.0 7.0 表（一） 环糊精一般物理性质 温度（摄氏度） α-环糊精 β-环糊精 γ-环糊精 25 14.5 1.85 23.2 30 16.0 2.25 28.5 40 25.6 3.52 63.5 45 32.3 4.45 77.2 50 43.5 5.62 93.8 60 66.2 9.02 129.2 70 87.6 15.30 163.7 80 109.3 25.30 198.0 90 131.6 39.70 —— 表（二） 环糊精在不同温度下的溶解度（g/100mlH2O） 3.药学性质 （1）环糊精具有独特的包接能力 环糊精具有特殊的环状空腔结构，外表亲水而内部疏水，这种疏水性空腔可与有机分子及其化合物形成包接络合物，或在空腔内部嵌入分子量适当的有机物而形成稳定的络合物。 （2）环糊精具有较好的生物稳定性 环糊精没有还原尾端基，不具有还原性，一般作为非还原性的碳水化合物参与反应。也不具有非还原尾端基，对淀粉酶具有不同程度的抵抗性。 五、制备方法及工艺流程 1.制备方法 三种环糊精中，由于β-环糊精的包接功能稳定，用途最广，且水溶解度低，生产较容易，成本低，产量大，故以β-环糊精为例，介绍环糊精制备方法。 以淀粉为原料生产环糊精的工艺有三个阶段：第一阶段是制备环糊精葡萄糖基转移酶（CGT）；CGT能将聚合度为6个以上的直链麦芽低聚糖转变为环糊精。第二阶段是淀粉浆在转移酶的作用下生成环糊精；第三阶段是环糊精的提取和精制。 工业上生产环糊精的工艺有两种，一种是由发酵液结晶，发酵产物为三种环糊精混合物；另一种是用甲苯为络合剂控制发酵，制得高产率的β-环糊精。 （1）酶发酵法 选择直链淀粉含量较高的玉米淀粉，配成10~15％（质量分数）的淀粉乳，加入CGT液化，控制pH值8.5左右，温度85~90°C，时间30min。淀粉乳液化冷却至60~65°C，用Ca（OH）2调pH值8.5左右，家适量酶液。与30°C发酵20~30小时，当产物达到要求后升温灭酶。将发酵液升温至85~90°C，调pH值5.5~6.0，家少量α-淀粉酶，反应30分钟，是未转化的淀粉和糊精水解，降低反应液粘度。将水解后的反应液脱色，在经离子交换树脂处理，真空