β-環(huán)糊精包合亞鐵離子的優(yōu)化制備工藝初探

林 柳，郝 菲，李 君，榮翔飛，朱 順*

（武漢市第八醫(yī)院藥劑科，湖北 武漢 430300）

鐵是人體必須的微量元素，在人體內(nèi)發(fā)揮多種作用，其中Fe+2是制造血紅蛋白的重要組成部分，當(dāng)人體缺乏亞鐵離子，會(huì)造成血紅蛋白水平過低，身體無法獲得足夠的氧氣，導(dǎo)致缺鐵性貧血，因此補(bǔ)充Fe+2是治療缺鐵性貧血的關(guān)鍵。但是Fe+2活性非常強(qiáng)，極易氧化為Fe+3，保持Fe+2穩(wěn)定性是研發(fā)鐵補(bǔ)充劑的重點(diǎn)。

β-CD是由7個(gè)葡萄糖單元通過β-1，4糖苷鍵連接而形成的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)。該環(huán)狀結(jié)構(gòu)周邊排列著氫原子和醚鍵，而中間為空穴[1]。β-CD的糖苷鍵氧原子上的游離電子對(duì)更趨向于空穴的內(nèi)側(cè)，產(chǎn)生較高的電子云密度，呈現(xiàn)出某些Lewis堿的特性[2]，能與某些藥物或者過渡金屬化合物形成穩(wěn)定的包合物，從而提高藥物穩(wěn)定性，掩蓋藥物的不良?xì)馕?，降低不良反?yīng)，也可制備靶向制劑[3]。應(yīng)用β-CD對(duì)藥物進(jìn)行包合是現(xiàn)代藥物制劑研究的熱點(diǎn)。

圖1 β-環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)

1 內(nèi)容與結(jié)果

1.1 試劑與儀器

β-CD（湖北遠(yuǎn)成賽創(chuàng)科技有限公司）、FeSO4·7H2O（武漢宏信康精細(xì)化工有限公司），無水乙醇為分析純，水為去離子水。

UV-2000型紫外可見分光光度儀（上海龍躍儀器設(shè)備有限公司）、ALPHA系傅立葉紅外光譜儀（德國Bruker公司）、PHS-3B型精密級(jí)數(shù)字式酸度計(jì)（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）、HG03-JJ型電動(dòng)攪拌儀（北京億百萬電子有限公司）、TYD-600型超聲波清洗機(jī)（北京泰元達(dá)精密清洗機(jī)）。

1.2 包合物的制備

將一定量β-CD置于一定體積的去離子水與無水乙醇的混合溶液中。N2保護(hù)下，在半小時(shí)內(nèi)分多次加入一定量FeSO4·7H2O，并且在設(shè)定的溫度下加熱反應(yīng)設(shè)定的時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至潔凈燒杯中冰水浴靜置8小時(shí)，抽濾，水洗沉淀物直至濾液加入1%鹽酸羥胺溶液后與鄰菲羅啉溶液不顯色6，真空干燥沉淀物，置于干燥箱中。

1.3 包合物的鑒定

將β-CD與FeSO4·7H2O物理混合，取等量的混合物和包合物，分別與溴化鉀壓片，使用紅外光譜儀掃描，結(jié)果顯示混合物在1700～2000 CM-1處有吸收峰，包合物沒有吸收峰，說明制備過程中不是物理混合，而是化學(xué)鍵合。

1.4 包合率的測定

找出最大吸收波長：制備20 μg/ml亞鐵離子溶液，先加入1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，用紫外風(fēng)光光度儀進(jìn)行全波長掃描，發(fā)現(xiàn)在510 nm處有最大吸收。

作標(biāo)準(zhǔn)曲線：制備不同濃度梯度的Fe+2，先加入1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，在510 nm處測吸光度，作Fe+2濃度與其吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，V=55.4A-0.266（V為Fe+2濃度，A為吸光度）。

測包合率：取一定質(zhì)量產(chǎn)物，定溶于50 mlPH為1的強(qiáng)酸溶液中，靜置數(shù)分鐘后超聲1 min，再稀釋成40 μg/50 ml的待測液，加入PH為4.6的磷酸鹽緩沖液，1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，在510 nm處測吸光度，將吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線中，算出釋放的Fe+2的質(zhì)量，從而算出包合率。

1.5 制備工藝對(duì)包合率的影響

溶劑配比（C2H5OH:H2O，n/n）為1:1，50℃，攪拌速度300 r/min，反應(yīng)2小時(shí)，（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）為1:1，1:2，1:3，1:4，1:5時(shí)，包合率分別為0.623，0.879，1.112，1.115，1.119。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1:1，50℃，300 r/min，反應(yīng)2小時(shí)，（C2H5OH:H2O，n/n）為3:1，2:1，1:1，1:2，1:3時(shí)，包合率分別為0.746，0.802，0.623，0.516，0.446。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）為1:1，溶劑配比（C2H5OH:H2O，n/n）為1:1，50℃，300 r/min，反應(yīng)時(shí)間為2 t，3 t，4 t，5 t，6 t時(shí)，包合率分別為0.623，0.690，0.753，0.750，0.749。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）為1:1，溶劑配比（C2H5OH:H2O，n/n）為1:1，300 r/min，反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)溫度為40 min，45 min，50 min，55 min，60 min，65 min時(shí)，包合率分別為0.410，0.519，0.623，0.782，0.939，0.738。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）為1:1，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為1:1，50℃反應(yīng)2小時(shí)，攪拌速度為150 r/min，200 r/min，250 r/min，300 r/min，350 r/min時(shí)，包合率分別為0.598，0.657，0.721，0.623，0.621。

2 結(jié)論與分析

經(jīng)過以上2 1組實(shí)驗(yàn)條件的摸索，初探得投料比（β-C D:F e S O4·7 H2O，n/n）為1:3，溶劑配比（C2H5OH:H2O，n/n）為2:1，攪拌速度為250 r/min時(shí)，60℃條件下反應(yīng)4 t，β-CD包合Fe2+能得到最大包合率。

隨著投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）增加，包合率整體增加，但是，當(dāng)投料比為1:3時(shí)，繼續(xù)增加FeSO4·7H2O，包合率增加不明顯，排除誤差，可以認(rèn)定為包合率基本不變，因此選取最佳投料比為1:3，當(dāng)投料比小于1:3時(shí)，包合率均大于1，分析可能有少部分β-CD空腔中包合了多個(gè)Fe2+。隨著溶劑配比（C2H5OH:H2O，n/n）增加，包合率先增后減，在配比為2:1時(shí)，達(dá)到峰值，說明在溶劑配比為2:1時(shí)，最利于Fe2+進(jìn)入β-CD空腔。隨著反應(yīng)時(shí)間增加，包合率增加到一定程度就不再增加，說明反應(yīng)時(shí)間并非越長越好，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間足夠后再增加，并不能讓更多的Fe2+進(jìn)入β-CD空腔。隨著反應(yīng)溫度的增加，包合率先增后減，說明反應(yīng)溫度并非越高越好，溫度太高，離子運(yùn)動(dòng)過快，F(xiàn)e2+反而難以進(jìn)入空腔。隨著反應(yīng)過程中攪拌速度增快，包合率增加到一定程度不再增加，攪拌可以加快分子、離子運(yùn)動(dòng)，但是分子、離子運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一定程度后繼續(xù)增加運(yùn)動(dòng)速度，不能進(jìn)一步促進(jìn)Fe2+進(jìn)入β-CD空腔。

制備β-CD-Fe+2包合物，本方案重復(fù)性好，穩(wěn)定可行，由于分組例數(shù)有限，探索最佳制備方法以及最佳合成條件有待進(jìn)一步研究。

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