環(huán)糊精(Cyclodextrin，簡(jiǎn)稱CD)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，通常含有6~12個(gè)D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實(shí)際意義的是含有6、7、8個(gè)葡萄糖單元的分子，分別稱為alpha-、beta -和gama -環(huán)糊精(圖1)。根據(jù)X-線晶體衍射、紅外光譜和核磁共振波譜分析的結(jié)果，確定構(gòu)成環(huán)糊精分子的每個(gè)D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式構(gòu)象。各葡萄糖單元均以1，4-糖苷鍵結(jié)合成環(huán)。由于連接葡萄糖單元的糖苷鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，環(huán)糊精不是圓筒狀分子而是略呈錐形的圓環(huán)。

簡(jiǎn)介

由于環(huán)糊精的外緣(Rim)親水而內(nèi)腔(Cavity)疏水，因而它能夠像酶一樣提供一環(huán)糊精個(gè)疏水的結(jié)合部位，作為主體(Host)包絡(luò)各種適當(dāng)?shù)目腕w(Guest)，如有機(jī)分子、無(wú)機(jī)離子以及氣體分子等。其內(nèi)腔疏水而外部親水的特性使其可依據(jù)范德華力、疏水相互作用力、主客體分子間的匹配作用等與許多有機(jī)和無(wú)機(jī)分子形成包合物及分子組裝體系，成為化學(xué)和化工研究者感興趣的研究對(duì)象。這種選擇性的包絡(luò)作用即通常所說(shuō)的分子識(shí)別，其結(jié)果是形成主客體包絡(luò)物(Host-GuestComplex)。環(huán)糊精是迄今所發(fā)現(xiàn)的類似于酶的理想宿主分子，并且其本身就有酶模型的特性。因此，在催化、分離、食品以及藥物等領(lǐng)域中，環(huán)糊精受到了極大的重視和廣泛應(yīng)用。由于環(huán)糊精在水中的溶解度和包結(jié)能力，改變環(huán)糊精的理化特性已成為化學(xué)修飾環(huán)糊精的重要目的之一。

環(huán)糊精的復(fù)合物存在于天然，也可以人工合成。工業(yè)上，不少染料都是以環(huán)糊精作基體;而不少有醫(yī)療功效的藥用植物，如蘆薈，都含有環(huán)糊精復(fù)合物。例如蘆薈的凝膠當(dāng)中的環(huán)糊精復(fù)合物，有消炎、消腫、止痛、止癢及抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的效用，可作天然的治傷藥用。此外，利用環(huán)糊精的環(huán)糊精法是生產(chǎn)雙氧水的zuijia方法。

結(jié)構(gòu):多個(gè)分子以α-1，4-糖苷鍵首尾相連而成。在空間呈螺旋狀結(jié)構(gòu)。

α、β、γ-環(huán)糊精分別是6，7，8個(gè)D(+)-吡喃型葡萄糖組成的環(huán)狀低聚物，其分子呈上寬下窄、兩端開(kāi)口、中空的筒狀物，腔內(nèi)部呈相對(duì)疏水性，而所有羥基則在分子外部。

折疊編輯本段研究

環(huán)糊精的基礎(chǔ)研究早在30年代開(kāi)始，并證實(shí)了環(huán)糊精能形成包埋復(fù)合物，但直β-環(huán)糊精到二十世紀(jì)五十年代環(huán)糊精包埋復(fù)合物的研究才趨于成熟，并且發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精在一些反應(yīng)中具有催化作用。1950年以來(lái)，對(duì)環(huán)糊精生成酶、制取方法、環(huán)糊精的物理化學(xué)性質(zhì)和研究逐漸增多，提出了許多新見(jiàn)解。特別是F.Cramer首先闡明了環(huán)糊精能穩(wěn)定色素，繼而又發(fā)現(xiàn)能形成包絡(luò)物，從而在食品、醫(yī)藥、化妝品、香精等方面的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，其相關(guān)領(lǐng)域研究工作也隨之活躍起來(lái)。1960年日本首次進(jìn)行了環(huán)糊精的中試生產(chǎn)，此后三十年內(nèi)環(huán)糊精才真正進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)階段。日本在環(huán)糊精生產(chǎn)與應(yīng)用方面居shijielingxian水平，是環(huán)糊精的Zui大出口國(guó)，我國(guó)也是其進(jìn)口國(guó)之一。由于環(huán)糊精的酶被逐漸發(fā)現(xiàn)以及工業(yè)技術(shù)、工藝的不斷完善和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，已成為緊俏的化工產(chǎn)品。

折疊編輯本段結(jié)構(gòu)

環(huán)糊精分子具有略呈錐形的中空?qǐng)A筒立體環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在其空洞結(jié)構(gòu)中，外側(cè)上端(較大開(kāi)口端)由C2和C3的仲羥基構(gòu)成，下端(較小開(kāi)口端)由C6的伯羥基構(gòu)成，具有親水性，而空腔內(nèi)由于受到C-H鍵的屏蔽作用形成了疏水區(qū)。它既無(wú)還原端也無(wú)非還原端，沒(méi)有還原性;在堿性介質(zhì)中很穩(wěn)定，但強(qiáng)酸可以使之裂解;只能被α-淀粉酶水解而不能被β-淀粉酶水解，對(duì)酸及一般淀粉酶的耐受性比直鏈淀粉強(qiáng);在水溶液及醇水溶液中，能很好地結(jié)晶;無(wú)一定熔點(diǎn)，加熱到約200℃開(kāi)始分解，有較好的熱穩(wěn)定性;無(wú)吸濕性，但容易形成各種穩(wěn)定的水合物;它的疏水性空洞內(nèi)可嵌入各種有機(jī)化合物，形成包接復(fù)合物，并改變被包絡(luò)物的物理和化學(xué)性質(zhì);可以在環(huán)糊精分子上交鏈許多官能團(tuán)或?qū)h(huán)糊精交鏈于聚合物上，進(jìn)行化學(xué)改性或者以環(huán)糊精為單體進(jìn)行聚合。

折疊