包合物和固体分散体

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1、第十一章包合物和固体分散体一、概述包合物：（inclusioncompound）系指一种分子（客分子）被包嵌于另一种分子（主分子）的空穴结构内形成的复合物。包合物=主分子（包合材料）+客分子（药物）优势：溶解度增大稳定性提高液体药物粉末化，防止挥发掩盖不良气味或味道调节释放速率提高生物利用度降低药物的刺激性与毒副作用二、包合物的组成和分类组成：主分子（hostmolecule)，客分子（guestmoleculeorenclosedmolecule）。分类：按包合物的结构和性质（Frank分类法）多分子包合物单分子包合物大分子包合物按包合物的几何形状管状包合物笼状包合物

2、层状包合物主分子为多个由氢键连结按一定方向松散地排列形成晶格空洞，客分子嵌入空洞中而成，如尿素、去氧胆酸、对苯二酚苯酚。单一主、客分子包合，即单个主分子的一个空洞，包合一个客分子如CYD。天然或人工大分子化合物可形成多孔的结构，能容纳一定大小的分子。常见的有葡聚糖凝胶、沸石、硅胶、纤维素、蛋白质等管状包合物是由一种分子构成管形或筒形空洞骨架，另一种分子填充其中而成。管状包合物在溶液中较稳定，如尿素、硫脲、环糊精、去氧胆酸等均形成管状包合物。笼状包合物是客分子进入几个主分子构成的笼状晶格中而成，其空间完全闭合。此类包合物制备简单，将主分子溶于溶剂中，再加入客分子使其饱和，

3、即析出包合物结晶，形成的固态包合物较稳定，被包含的客分子臭味消失，通过加热溶解于水或把结晶研磨粉碎，可将客分子释出。重要的有对苯二酚包合物。对苯二酚(氢酪)包合物：三分子对苯二酚借O—H…O型氢键形成环状结构、两个环状结构一正一反结合，即开口端互相交叉构成一个笼子，可使甲醇、乙脂、甲酸、乙烯、二氧化硫、二氧化碳、氯化氢、溴化氢、硫化氢、氩、氪等大小合适的分子或原子填充其中形成晶格包合物，这种包合物在溶液中很不稳定，极易分解。层状包合物如粘土形成的包合物与石墨包合物。药物与某些表面活性剂能形成胶团，某些胶团的结构也属于包合物。月桂酸钾使乙苯增溶时，乙苯可存在于表面活性剂亲

4、油基的层间，形成层状包合物。非离子型表面活性剂使维生素A棕榈酸酯增溶，其结构也可认为是层状包合物。包合物类型三、包合材料（一）环糊精（cyclodextrin）：水溶性白色结晶粉末是由六个以上葡萄糖以α-1,4糖苷键连结的环状低聚糖α-CYD、β-CYD、γ-CYD（二）环糊精衍生物（引入基团，改善其溶解性）水溶性环糊精衍生物：G-β-CYD、2G-β-CYD2-HP-β-CYDM-β-CYD、2M-β-CYD疏水性环糊精衍生物：Ｅ-β-CYD性质α-CYDβ-CYDγ-CYD葡萄糖单元数678分子质量(g/mol)97211351297溶解度（g/100g水溶液）14

5、.51.8523.2空腔直径（nm）0.5-0.60.7-0.80.8-1.0孔高（nm）0.790.790.79结晶形态针状棱柱状棱柱状β环糊精最为常用结构：环状中空立体筒状,来源：将淀粉用由土壤中分离的嗜碱性芽孢杆菌，培养得到的碱性淀粉酶水解而得。特点：其孔隙径为0.6-1nm，与药物以适当处理后，可将药物包含于其环状结构中形成超微囊状包含物，供口服或注射，在体内以酶水解释放出药物，因其超微结构，呈分子状故分散效果较好，易于吸收，且因其剂型类似微型胶囊，释药缓慢，副反应低。环糊精椅式葡萄糖分子构成结构俯视图环糊精立体结构■上层-亲水基团中层-碳氢和醚键下层-亲水基团

6、CYD的孔洞由碳—氢键和醚键构成为疏水区，非极性脂溶性客分子能坚固地以疏水键与主分子空洞中疏水键相互作用形成包合物，但形成的包合物溶解度较小；极性分子可与环糊精分子的羟基形成氢键，所以只能嵌在CYD的洞口亲水区，形成的包合物溶解度较大。原理：主、客分子进行包合时,相互间不发生化学反应，不存在离子键、共价键或配位键等化学键的作用,包合作用主要是一种物理过程.条件：主要取决于主客分子的立体结构和两者的极性。稳定性：依赖于两种分子间的vanderWaals引力的强弱，如分散力、偶极子间力、氢键、电荷迁移力等，有时单一作用，多数为几种作用力的协同作用。客分子小，选择的主分子太大

7、，包合力弱，客分子可自由进出洞穴；客分子太大，嵌入空洞内困难或只有侧链进入，包合力也弱，均不能形成稳定的包合物；只有当主客分子大小适宜时，主客分子间隙小，产生足够强度的vanderWaals力，则稳定的包合物形成。四、包合物的形成1.CYD包合物组成：摩尔比为1:1形成稳定的单分子包合物。但体积大的客分子(如甾体化合物)比较复杂，当主分子CYD用量不合适时，也可使包合物不易形成，表现为客分子含量很低。2.包含物形成的结合力：主要是分子间吸引力的结合。3.包合物的溶解：环糊精所形成的单分子包合物，在水中溶解时，整个包合物被水分子包围和溶剂化