β-环糊精及其衍生物对倍他米松的增溶效果

张 强

新疆石河子天业集团电石筹建处，新疆 石河子 832000

1 β-环糊精简介

倍他环糊精（β-环状糊精）是葡萄糖基转移酶作用于淀粉的产物，是白色结晶性粉末，是由7个葡萄糖单位经α-1，4糖键连接成环型结构的糊精，形状口宽底窄类似一个圆锥台里面中空，这样形成的空穴恰好可以装进其它子。这种环状空穴结构也称为”分子胶囊”，由于具有外表面亲水内表面疏水的空腔结构，能与许多种物质形成包结合物。工业上的应用正是利用这种性质。倍他环糊精的水溶解度为1.85，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

由于环糊精分子空腔直径不同，不同的环糊精可以包结不同大小的分子，因此环糊精可被用于包结不同的客体分子，优化它们的物理、化学、生物特性环糊精由6、7、8个葡萄糖分子组成的分别叫做α-环糊精 、β-环糊精 、γ-环糊精。

图1 β-环糊精结构图

β-环糊精要用于以下几个方面：1）食品制造、烟草加工；2）纺织品制造中；3）美容化妆品中；4）应用于分离分析中 ；5）医药方面，它做为药物的辅料，能提高药物的水溶解度，稳定性，促进药物的吸收，将药物转为微晶粉末，掩盖药物的不良气味等。水难溶性药物与环糊精形成包合物，药物的脂溶性基团插入环糊精，由于β-环糊精的筒内，筒状外围多个亲水性的醇羟基，使得水难溶性药物在水中的溶解度上升，从而为水难容性药物的广泛应用开辟了新的途径。

2 HP-β-环糊精性质及其应用

羟丙基倍他环糊精是β-环状糊精的一种羟烷基化衍生物。它是近几年有关制备方法，毒理试验，应用范围研究的比较透彻的β-环糊精衍生物之一。HP-β-环糊精不但可以与β-环糊精一样对许多化合物具有优良的包络作用，提高被包络物质的稳定性，而且它还具有水溶性高和在生物体内提高被包络药物的释放速度和生物利用度。HP-β-环糊精具有一些特殊的优良特性，应用范围更广，在医药上最具有应用前途。在碱性介质中很稳定，能被强酸分解，具有分子包络作用以及对人无毒等与β-环糊精相同之外。

3 倍他米松简介

倍他米松为白色或类白色结晶性粉末；无嗅，味苦。本品在乙醇中略溶，在二氧六环中微溶，在水或氯仿中几乎不溶。临床用于肾上腺皮质激素类药。具有影响糖代谢、抗炎、抗过敏等作用。适用于类风湿性关节炎等胶原性疾病及过敏性、神经性皮炎等皮肤病。

针对倍他米松的溶解度小的特点，本实验试图通过用环糊精及其衍生对倍他米松进行包结来增大它的溶解度，以便更好的用于医疗。

4 实验过程

4.1 β-环糊精重结晶

β-环糊精使用前在水中重结晶2次，方法如下：β-环糊精30克溶解在100mL蒸馏水中，加热使其溶解，然后趁热过滤，除去残渣，所得溶液在室温下放置2h冷却析出白色结晶，过滤除去母液，将白色晶体再次溶解在蒸馏水中，加热使其溶解，趁热过滤，除去残渣，所得溶液在室温下放置2h冷却析出白色结晶，过滤除去母液，所得到的白色晶体真空干燥24h，置于药瓶中保存备用。

4.2 标准溶液的配制

精确称取一定量的客体（倍他米松），溶于磷酸盐缓冲溶液，置于100mL容量瓶，定容，得到系列标准溶液。分别量取1，2，3，4，5，6，7mL置于10mL容量瓶中定容。以磷酸盐缓冲溶液为参比，用紫外-可见分光光度计分别测定放置客体溶液的特征吸收峰的强度，以A（吸光度）为纵坐标，C（浓度）为横坐标作图，绘制标准曲线，并进行线性回归，得到标准曲线方程。

5 最大吸收峰的确定

配制一定浓度的客体（倍他米松）溶液，在不同波长下用紫外分光光度计测定其吸光度。可知客体药物倍他米松的最大吸收峰为239nm。

6 β-CD对倍他米松的增溶

以主体（β-CD）浓度为横坐标，客体分子溶解度为纵坐标作图， 得β-环糊精对倍他米松的增溶曲线图。由图可知在该实验条件下倍他米松被倍他环糊精包结后溶解度增大了8倍，大大改善了其在水中的溶解度，起到了相当好的增溶作用。

7 HP-β-CD对倍他米松的增溶

以主体(HP-β-CD)浓度为横坐标，客体分子溶解度为纵坐标作图， 得HP-β-环糊精对倍他米松的增溶曲线图，由图可以了解到在该实验条件下HP-β-环糊精使药物溶解度增大了3.5倍。改善了倍他米松在水中的溶解度。但不如倍他环糊精的增容效果明显。

8 主、客体及其包结物的红外光谱图

如图分别给出β-环糊精、HP-β-环糊精与倍他米松及主客体包结物的红外光谱图。

图2 β-CD红外光谱图

图3 HP-β-CD红外光谱图

由图2～图3比较可见，倍他米松被β-环糊精包结后，3450cm-1处为缔合0-H伸缩振动的特征吸收，倍他米松在3448cm-1处包结后其峰型变宽，主要是环糊精中含有大量的羟基的原因。1710cm-1～1720cm-1为羰基的特征吸收峰，当与其它基团发生共轭会移向低频率，在这个范围的特征吸收有所减弱，可以初步判断为C=O键部分发生了包结，由于C-F的伸缩振动出现在1400cm-1～1000cm-1，为强吸收，倍他米松红外图中1156cm-1处的一个强吸收在包结后减弱了，推断C-F键可能发生了包结，1620cm-1左右为C=C的特征吸收，在包结后也减弱了，由各个特征吸收在包结后其特征吸收减弱或消失，可以证明倍他米松有部分与β-环糊精和HP-β-环糊精发生了包结反应。进一步验证了包结反应。

图4 倍他米松红外光谱图

9 结论

在本实验条件下，可以发现药物分子对β-环糊精及衍生物（HP-β-CD）对客体药物倍他米松起到了很好的增溶作用，溶解度分别有了3.5～8倍的增大，β-环糊精对客体药物的增溶效果较HP-β-环糊精好一些。据红外图谱显示许多特征峰包结后在红外图谱上有所减弱或消失，进一步验证了包结反应，对包结物进行了表征。成功完成了实验的预期目的。