β-環(huán)糊精及其衍生物對倍他米松的增溶效果

張 強

新疆石河子天業(yè)集團電石籌建處，新疆 石河子 832000

1 β-環(huán)糊精簡介

倍他環(huán)糊精（β-環(huán)狀糊精）是葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉的產(chǎn)物，是白色結(jié)晶性粉末，是由7個葡萄糖單位經(jīng)α-1，4糖鍵連接成環(huán)型結(jié)構(gòu)的糊精，形狀口寬底窄類似一個圓錐臺里面中空，這樣形成的空穴恰好可以裝進其它子。這種環(huán)狀空穴結(jié)構(gòu)也稱為”分子膠囊”，由于具有外表面親水內(nèi)表面疏水的空腔結(jié)構(gòu)，能與許多種物質(zhì)形成包結(jié)合物。工業(yè)上的應(yīng)用正是利用這種性質(zhì)。倍他環(huán)糊精的水溶解度為1.85，不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。

由于環(huán)糊精分子空腔直徑不同，不同的環(huán)糊精可以包結(jié)不同大小的分子，因此環(huán)糊精可被用于包結(jié)不同的客體分子，優(yōu)化它們的物理、化學(xué)、生物特性環(huán)糊精由6、7、8個葡萄糖分子組成的分別叫做α-環(huán)糊精 、β-環(huán)糊精 、γ-環(huán)糊精。

圖1 β-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)圖

β-環(huán)糊精要用于以下幾個方面：1）食品制造、煙草加工；2）紡織品制造中；3）美容化妝品中；4）應(yīng)用于分離分析中 ；5）醫(yī)藥方面，它做為藥物的輔料，能提高藥物的水溶解度，穩(wěn)定性，促進藥物的吸收，將藥物轉(zhuǎn)為微晶粉末，掩蓋藥物的不良氣味等。水難溶性藥物與環(huán)糊精形成包合物，藥物的脂溶性基團插入環(huán)糊精，由于β-環(huán)糊精的筒內(nèi)，筒狀外圍多個親水性的醇羥基，使得水難溶性藥物在水中的溶解度上升，從而為水難容性藥物的廣泛應(yīng)用開辟了新的途徑。

2 HP-β-環(huán)糊精性質(zhì)及其應(yīng)用

羥丙基倍他環(huán)糊精是β-環(huán)狀糊精的一種羥烷基化衍生物。它是近幾年有關(guān)制備方法，毒理試驗，應(yīng)用范圍研究的比較透徹的β-環(huán)糊精衍生物之一。HP-β-環(huán)糊精不但可以與β-環(huán)糊精一樣對許多化合物具有優(yōu)良的包絡(luò)作用，提高被包絡(luò)物質(zhì)的穩(wěn)定性，而且它還具有水溶性高和在生物體內(nèi)提高被包絡(luò)藥物的釋放速度和生物利用度。HP-β-環(huán)糊精具有一些特殊的優(yōu)良特性，應(yīng)用范圍更廣，在醫(yī)藥上最具有應(yīng)用前途。在堿性介質(zhì)中很穩(wěn)定，能被強酸分解，具有分子包絡(luò)作用以及對人無毒等與β-環(huán)糊精相同之外。

3 倍他米松簡介

倍他米松為白色或類白色結(jié)晶性粉末；無嗅，味苦。本品在乙醇中略溶，在二氧六環(huán)中微溶，在水或氯仿中幾乎不溶。臨床用于腎上腺皮質(zhì)激素類藥。具有影響糖代謝、抗炎、抗過敏等作用。適用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等膠原性疾病及過敏性、神經(jīng)性皮炎等皮膚病。

針對倍他米松的溶解度小的特點，本實驗試圖通過用環(huán)糊精及其衍生對倍他米松進行包結(jié)來增大它的溶解度，以便更好的用于醫(yī)療。

4 實驗過程

4.1 β-環(huán)糊精重結(jié)晶

β-環(huán)糊精使用前在水中重結(jié)晶2次，方法如下：β-環(huán)糊精30克溶解在100mL蒸餾水中，加熱使其溶解，然后趁熱過濾，除去殘渣，所得溶液在室溫下放置2h冷卻析出白色結(jié)晶，過濾除去母液，將白色晶體再次溶解在蒸餾水中，加熱使其溶解，趁熱過濾，除去殘渣，所得溶液在室溫下放置2h冷卻析出白色結(jié)晶，過濾除去母液，所得到的白色晶體真空干燥24h，置于藥瓶中保存?zhèn)溆谩?/p>

4.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

精確稱取一定量的客體（倍他米松），溶于磷酸鹽緩沖溶液，置于100mL容量瓶，定容，得到系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別量取1，2，3，4，5，6，7mL置于10mL容量瓶中定容。以磷酸鹽緩沖溶液為參比，用紫外-可見分光光度計分別測定放置客體溶液的特征吸收峰的強度，以A（吸光度）為縱坐標(biāo)，C（濃度）為橫坐標(biāo)作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并進行線性回歸，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。

5 最大吸收峰的確定

配制一定濃度的客體（倍他米松）溶液，在不同波長下用紫外分光光度計測定其吸光度?？芍腕w藥物倍他米松的最大吸收峰為239nm。

6 β-CD對倍他米松的增溶

以主體（β-CD）濃度為橫坐標(biāo)，客體分子溶解度為縱坐標(biāo)作圖， 得β-環(huán)糊精對倍他米松的增溶曲線圖。由圖可知在該實驗條件下倍他米松被倍他環(huán)糊精包結(jié)后溶解度增大了8倍，大大改善了其在水中的溶解度，起到了相當(dāng)好的增溶作用。

7 HP-β-CD對倍他米松的增溶

以主體(HP-β-CD)濃度為橫坐標(biāo)，客體分子溶解度為縱坐標(biāo)作圖， 得HP-β-環(huán)糊精對倍他米松的增溶曲線圖，由圖可以了解到在該實驗條件下HP-β-環(huán)糊精使藥物溶解度增大了3.5倍。改善了倍他米松在水中的溶解度。但不如倍他環(huán)糊精的增容效果明顯。

8 主、客體及其包結(jié)物的紅外光譜圖

如圖分別給出β-環(huán)糊精、HP-β-環(huán)糊精與倍他米松及主客體包結(jié)物的紅外光譜圖。

圖2 β-CD紅外光譜圖

圖3 HP-β-CD紅外光譜圖

由圖2～圖3比較可見，倍他米松被β-環(huán)糊精包結(jié)后，3450cm-1處為締合0-H伸縮振動的特征吸收，倍他米松在3448cm-1處包結(jié)后其峰型變寬，主要是環(huán)糊精中含有大量的羥基的原因。1710cm-1～1720cm-1為羰基的特征吸收峰，當(dāng)與其它基團發(fā)生共軛會移向低頻率，在這個范圍的特征吸收有所減弱，可以初步判斷為C=O鍵部分發(fā)生了包結(jié)，由于C-F的伸縮振動出現(xiàn)在1400cm-1～1000cm-1，為強吸收，倍他米松紅外圖中1156cm-1處的一個強吸收在包結(jié)后減弱了，推斷C-F鍵可能發(fā)生了包結(jié)，1620cm-1左右為C=C的特征吸收，在包結(jié)后也減弱了，由各個特征吸收在包結(jié)后其特征吸收減弱或消失，可以證明倍他米松有部分與β-環(huán)糊精和HP-β-環(huán)糊精發(fā)生了包結(jié)反應(yīng)。進一步驗證了包結(jié)反應(yīng)。

圖4 倍他米松紅外光譜圖

9 結(jié)論

在本實驗條件下，可以發(fā)現(xiàn)藥物分子對β-環(huán)糊精及衍生物（HP-β-CD）對客體藥物倍他米松起到了很好的增溶作用，溶解度分別有了3.5～8倍的增大，β-環(huán)糊精對客體藥物的增溶效果較HP-β-環(huán)糊精好一些。據(jù)紅外圖譜顯示許多特征峰包結(jié)后在紅外圖譜上有所減弱或消失，進一步驗證了包結(jié)反應(yīng)，對包結(jié)物進行了表征。成功完成了實驗的預(yù)期目的。