环糊精对高碳醇的分子识别与表征

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1、“环糊精对高碳醇的分子识别与表征”设计方案班级12级化学师范姓名周鹏学号20124061027日期2013年12月6日一、实验目的（1）理解β-CD对十六醇的包络原理；（2）掌握环糊精的重结晶和对十六醇包络的实验方法；（3）学会紫外光谱、红外光谱以及差热分析的使用方法；（4）掌握恒重称量、重结晶、溶解、沉淀、过滤等基本操作。二、实验原理1．环糊精的结构与性质β-CD的分子是由7个D—葡萄糖单元彼此以α-1，4糖苷键结台而成的环状结构(图1)，内部的空洞呈疏水性，外部呈亲水性．因此，β-CD分子具有偶极矩，在环

2、的轴向有一定取向和大小的电场，电场强度是形成包合物的决定因素．CD对客体的包合作用实质上是亲核体和亲电体的配对反应，客体的极化度盘大，形成的包合物愈稳定．β-CD是由特殊细菌分泌的酶降解淀粉制得的天然产品．为白色结晶性粉末，无毒，分子量为1135，熔点为300～305℃，在水中的溶解度随温度的升高而增大．它的特殊环状结构，使它不易受酶、酸碱、热等作用而分解.(见表一)2．环糊精的应用用于食品、香料、医药、日用化工、环保、农业等方面，也用于模拟酶研究。还可以用作核磁共振位移试剂的诱导强化剂等。3．包络方法(1)

3、饱和水溶液法:利用环糊精在不同温度的水中溶解度不同(见表2)，先将昆环糊精配成饱和水溶液，针对不同性质，采用不同的方法:①可溶性药物，直接加入昆环糊精饱和溶液，一般摩尔比为1:1，搅拌，直至成为包合物为止。②水难溶性液体(如挥发油)药物，可先将药物溶于少量有机溶媒，再注人任环糊精饱和水溶液中，搅拌，直至成为包合物。若包合物为固体，则滤取，水洗，再用少量适当的溶剂洗去残留药物，十燥。若包合物为水溶性的，则将其浓缩而得到固体，也可加人一种有机溶剂，促使其析出沉淀。表2不同温度下β-环糊精在水中的溶解度温度(℃)2

4、0406080100在水中的溶解度（g/ml）183780183256(2)超声波法:将~俘一环糊精饱和水溶液加入药物，溶解后，立即用超声波破碎仪或超声波清洗机超声，一定时间后析出沉淀，即得。4(3)研磨法:将昆环糊精与2一5倍量水研匀，加人药物(水难溶性者，先溶于少量有机溶剂中)，研磨成糊状，低温干燥后，再用有机溶剂洗净，干燥即得。未勺地日渗)冷冻干燥法:将药物和各环糊精混介于水中，搅拌，溶解或混悬，通过冷冻干燥除去溶剂(水)，得粉末状包合物。如果用其他方法制得的包合物水溶液，在干燥时易分解或变色，但又要求

5、得到干燥包合物，改用本法，能得到理想的包合物，成品较疏松，溶解度好。此外，制备包合物的方法还有喷雾干燥法、混合溶剂法、共沉淀法等。4.影响包合工艺的因素(1)投料比例选择:因各环糊精的空洞体积有限，需考察药物与俘一环糊梢的投料比。以包合物的含量和产率，确定投料比。(2)包合方法的选择:根据设备条件，同时对比不同方法对包合结果的影响，选择合适的包合方法。(3)包合条件的确定:通过;交试验设计来选择最佳包合条件，如包合温度、搅拌速度、搅拌时间、干燥方法等。本实验采用饱和水溶液法。饱和水溶液法也称重结晶或共沉淀法，

6、通常是利用搅拌手段混合客体化合物或其溶液于热或冷的环糊精饱和水溶液中，对于水不溶性药物，可先溶于少量有机溶剂，如加入丙酮、异丙酮、甘油等小分子亲水性高的有机溶剂溶解后，再混入β—CD饱和水溶液，使之达到平衡，但重复操作，并不能提高环糊精对客体的包接量，用适当的方式(如冷藏、浓缩、加沉淀剂等)使包合物析出，再将得到的固体包合物过滤、洗涤、干燥即可。5．环糊精包合物常用的表征方法(1)X射线衍射X射线衍射法是确认分子是否被包合的有效方法，原理是各晶体物质在相同的角度具有不同的晶面间距，从而显示了不同的衍射图。一般

7、来说，若包合物没有客体和CD原有晶体的衍射峰，而是出现与CD、客体分子以及主客体混合物完全不同的特征峰，就表明生成了包合物。X射线衍射法还可确知主客体分子精确的几何关系及相互作用。X射线衍射虽能有效地确认分子是否被包合，但技术较复杂，只适用于固体包合物的分析。(2)紫外-可见吸收光谱法紫外-可见光谱用于表征主客体相互作用的基础是客体包合到CD后，CD空腔内的高电子密度诱导客体分子电子移动，吸收波长和吸收度发生不同程度的变化。紫外分光光度法通过两种方法测定包合物的组成比，一是连续变异法（Job法），其基本原理是

8、维持总摩尔数不变，改变CD和客体分子的比例，当2种组分的摩尔分数之比等于包合物组成比时，包合物的浓度最高；二是摩尔比法，即保持客体分子浓度不变，不断增加CD浓度配制一系列包合物溶液，测定吸光度，最大吸光度所对应的摩尔比即为包合物的组成比。紫外-可见分光光度法学虽能测定溶液中包合物的稳定常数和表观热力学参数，但灵敏度低，只适用于有适当强度的紫外吸收的药物。(3)荧光光谱法荧光光谱法灵敏度较高，是研究C