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·706· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
进一步研究。另外,随着温度的升高,5 种环糊精
的包合常数均变大,表明所形成的包合物越来越稳
定。温度升高往往会导致包合物不稳定,而使包合
常数降低 [15-16] ,但包合过程是一个复杂的动态过程,
除了与温度等环境因素有关外,还与客体分子的形
状、几何尺寸及分子构型等密切相关,由于角鲨烯
为细长的链状分子,较难自动进入环糊精空腔结构
中,而温度的升高会使分子热运动加剧,有利于增
加角鲨烯进入环糊精空腔内的几率,从而使反应向
有利于包合的方向进行,这种温度升高对包合过程
图 2 角鲨烯在不同温度下不同环糊精溶液中的相溶解图 的促进作用与一些学者的研究结论是一致的 [17-18] 。
Fig. 2 Phase dissolution diagrams of squalene in different
cyclodextrin solutions at different temperatures 2.3 增溶因子
增溶因子(S/S 0 )表示各种环糊精在不同条件下
表 1 不同环糊精在不同温度下的相溶解度回归方程与 对角鲨烯的增溶效果,增溶因子越大,表明该环糊
包合常数 精的增溶效果越好。不同温度下 5 种环糊精对角鲨
Table 1 Regression equation of phase solubility and
inclusion constant of different cyclodextrins at 烯的增溶效果,具体如表 2 所示。
different temperatures
表 2 不同环糊精对角鲨烯的增溶效果
2
环糊精 温度/℃ 线性回归方程 R K/(L/mol) Table 2 Solubilization effect of different cyclodextrins on
25 y=0.0064x+0.0305 0.9798 211.1877 squalene
α-环糊精 40 y=0.0158x+0.0287 0.9939 559.3605 c(环糊精)/ S/S 0
环糊精种类
55 y=0.0299x+0.0318 0.9894 969.2316 (mmol/L) 25 ℃ 40 ℃ 55 ℃
25 y=0.0890x+0.0850 0.9786 1149.3510 10 5.5195 8.6833 10.9344
β-环糊精 40 y=0.1288x+0.1110 0.9863 1331.9100 20 10.1998 16.9072 26.4494
α-环糊精
55 y=0.2192x+0.1738 0.9857 1615.2920 30 13.0752 25.3346 37.1154
25 y=0.0871x+0.1865 0.9915 1175.6890 40 15.5059 30.3992 45.2237
γ-环糊精 40 y=0.1596x+0.1373 0.9913 1383.1720 3 22.0187 28.0152 38.8403
6 40.0115 45.0195 59.0133
55 y=0.2052x+0.1452 0.9942 1778.0860 β-环糊精
9 51.7060 60.0709 79.7512
25 y=0.0056x+0.0216 0.9699 260.7193
羟丙基-β- 12 62.6895 77.4893 106.4215
40 y=0.0158x+0.0250 0.9823 642.1459
环糊精 10 55.1520 84.4508 86.4177
55 y=0.0310x+0.0210 0.9805 1523.4160
20 119.5999 159.6545 161.0614
25 y=0.0070x+0.0250 0.9940 281.9738 γ-环糊精
甲基-β- 30 171.9552 252.9762 255.9817
环糊精 40 y=0.0172x+0.0349 0.9946 501.4618 40 208.0133 298.7015 309.0935
55 y=0.0322x+0.0298 0.9941 1116.4880
10 4.7441 7.2573 10.0403
羟丙基-β- 20 6.9093 18.3684 26.5101
环糊精和角鲨烯形成包合物过程中结合力的强弱, 环糊精 30 12.1694 25.0595 39.5567
所以,K 可对包合过程做出定量描述。一般 K 越大 40 13.2034 29.8938 45.5770
说明环糊精的包合效果越明显,增大客体分子溶解 10 5.4364 9.9154 11.8459
度的能力越强。 甲基-β- 20 10.3235 18.7406 27.6101
如表 1 所示,5 种环糊精的 K 均在 55 ℃下最 环糊精 30 13.5634 27.8663 39.9012
40 17.0356 33.2238 48.6065
大,且 K 的大小顺序为:γ-环糊精>β-环糊精>羟丙
基-β-环糊精>甲基-β-环糊精>α-环糊精,即在 55 ℃ 如表 2 所示,在 55 ℃下,α-环糊精、β-环糊精、
下,γ-环糊精的 K 最大,为 1778.0860 L/mol。表明 γ-环糊精、羟丙基-β-环糊精及甲基-β-环糊精最大可
其对角鲨烯的包合能力最强。由于 5 种环糊精中,γ- 使角鲨烯的溶解度分别提高为原来的 45.2237、
环糊精的空腔尺寸最大,因此,在包合链状的角鲨 106.4215、309.0935、45.5770 及 48.6065 倍。总体
烯分子时相对于其他环糊精而言拥有更大的空间优 而言,不同环糊精对角鲨烯的增溶效果均随温度的
势,β-环糊精位居其次,而同为 β-环糊精衍生物的 升高和环糊精浓度的增加而增强,且 γ-环糊精的增
羟丙基-β-环糊精和甲基-β-环糊精对角鲨烯的包合 溶效果最为显著。这个结果可能与温度升高使分子
能力亦不相同,可能与 β-环糊精分子上引入的羟丙 运动更加剧烈,环糊精浓度增加使主客体包合的几
基 及甲基 基团 的电负 性有 关,具 体机 理有待 率增加以及 γ-环糊精具有更宽广的内部空腔结构及