β-环糊精包合亚铁离子的优化制备工艺初探

林 柳，郝 菲，李 君，荣翔飞，朱 顺*

（武汉市第八医院药剂科，湖北 武汉 430300）

铁是人体必须的微量元素，在人体内发挥多种作用，其中Fe+2是制造血红蛋白的重要组成部分，当人体缺乏亚铁离子，会造成血红蛋白水平过低，身体无法获得足够的氧气，导致缺铁性贫血，因此补充Fe+2是治疗缺铁性贫血的关键。但是Fe+2活性非常强，极易氧化为Fe+3，保持Fe+2稳定性是研发铁补充剂的重点。

β-CD是由7个葡萄糖单元通过β-1，4糖苷键连接而形成的环状分子结构。该环状结构周边排列着氢原子和醚键，而中间为空穴[1]。β-CD的糖苷键氧原子上的游离电子对更趋向于空穴的内侧，产生较高的电子云密度，呈现出某些Lewis碱的特性[2]，能与某些药物或者过渡金属化合物形成稳定的包合物，从而提高药物稳定性，掩盖药物的不良气味，降低不良反应，也可制备靶向制剂[3]。应用β-CD对药物进行包合是现代药物制剂研究的热点。

图1 β-环糊精分子结构

1 内容与结果

1.1 试剂与仪器

β-CD（湖北远成赛创科技有限公司）、FeSO4·7H2O（武汉宏信康精细化工有限公司），无水乙醇为分析纯，水为去离子水。

UV-2000型紫外可见分光光度仪（上海龙跃仪器设备有限公司）、ALPHA系傅立叶红外光谱仪（德国Bruker公司）、PHS-3B型精密级数字式酸度计（上海沪粤明科学仪器有限公司）、HG03-JJ型电动搅拌仪（北京亿百万电子有限公司）、TYD-600型超声波清洗机（北京泰元达精密清洗机）。

1.2 包合物的制备

将一定量β-CD置于一定体积的去离子水与无水乙醇的混合溶液中。N2保护下，在半小时内分多次加入一定量FeSO4·7H2O，并且在设定的温度下加热反应设定的时间。反应结束后将产物转移至洁净烧杯中冰水浴静置8小时，抽滤，水洗沉淀物直至滤液加入1%盐酸羟胺溶液后与邻菲罗啉溶液不显色6，真空干燥沉淀物，置于干燥箱中。

1.3 包合物的鉴定

将β-CD与FeSO4·7H2O物理混合，取等量的混合物和包合物，分别与溴化钾压片，使用红外光谱仪扫描，结果显示混合物在1700～2000 CM-1处有吸收峰，包合物没有吸收峰，说明制备过程中不是物理混合，而是化学键合。

1.4 包合率的测定

找出最大吸收波长：制备20 μg/ml亚铁离子溶液，先加入1%盐酸羟胺溶液，再加入邻菲罗啉溶液，用紫外风光光度仪进行全波长扫描，发现在510 nm处有最大吸收。

作标准曲线：制备不同浓度梯度的Fe+2，先加入1%盐酸羟胺溶液，再加入邻菲罗啉溶液，在510 nm处测吸光度，作Fe+2浓度与其吸光度的标准曲线，V=55.4A-0.266（V为Fe+2浓度，A为吸光度）。

测包合率：取一定质量产物，定溶于50 mlPH为1的强酸溶液中，静置数分钟后超声1 min，再稀释成40 μg/50 ml的待测液，加入PH为4.6的磷酸盐缓冲液，1%盐酸羟胺溶液，再加入邻菲罗啉溶液，在510 nm处测吸光度，将吸光度代入标准曲线中，算出释放的Fe+2的质量，从而算出包合率。

1.5 制备工艺对包合率的影响

溶剂配比（C2H5OH:H2O，n/n）为1:1，50℃，搅拌速度300 r/min，反应2小时，（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）为1:1，1:2，1:3，1:4，1:5时，包合率分别为0.623，0.879，1.112，1.115，1.119。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）为1:1，50℃，300 r/min，反应2小时，（C2H5OH:H2O，n/n）为3:1，2:1，1:1，1:2，1:3时，包合率分别为0.746，0.802，0.623，0.516，0.446。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）为1:1，溶剂配比（C2H5OH:H2O，n/n）为1:1，50℃，300 r/min，反应时间为2 t，3 t，4 t，5 t，6 t时，包合率分别为0.623，0.690，0.753，0.750，0.749。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）为1:1，溶剂配比（C2H5OH:H2O，n/n）为1:1，300 r/min，反应2小时，反应温度为40 min，45 min，50 min，55 min，60 min，65 min时，包合率分别为0.410，0.519，0.623，0.782，0.939，0.738。投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）为1:1，溶剂配比（C2H5OH：H2O，n/n）为1:1，50℃反应2小时，搅拌速度为150 r/min，200 r/min，250 r/min，300 r/min，350 r/min时，包合率分别为0.598，0.657，0.721，0.623，0.621。

2 结论与分析

经过以上2 1组实验条件的摸索，初探得投料比（β-C D:F e S O4·7 H2O，n/n）为1:3，溶剂配比（C2H5OH:H2O，n/n）为2:1，搅拌速度为250 r/min时，60℃条件下反应4 t，β-CD包合Fe2+能得到最大包合率。

随着投料比（β-CD:FeSO4·7H2O，n/n）增加，包合率整体增加，但是，当投料比为1:3时，继续增加FeSO4·7H2O，包合率增加不明显，排除误差，可以认定为包合率基本不变，因此选取最佳投料比为1:3，当投料比小于1:3时，包合率均大于1，分析可能有少部分β-CD空腔中包合了多个Fe2+。随着溶剂配比（C2H5OH:H2O，n/n）增加，包合率先增后减，在配比为2:1时，达到峰值，说明在溶剂配比为2:1时，最利于Fe2+进入β-CD空腔。随着反应时间增加，包合率增加到一定程度就不再增加，说明反应时间并非越长越好，当反应时间足够后再增加，并不能让更多的Fe2+进入β-CD空腔。随着反应温度的增加，包合率先增后减，说明反应温度并非越高越好，温度太高，离子运动过快，Fe2+反而难以进入空腔。随着反应过程中搅拌速度增快，包合率增加到一定程度不再增加，搅拌可以加快分子、离子运动，但是分子、离子运动速度达到一定程度后继续增加运动速度，不能进一步促进Fe2+进入β-CD空腔。

制备β-CD-Fe+2包合物，本方案重复性好，稳定可行，由于分组例数有限，探索最佳制备方法以及最佳合成条件有待进一步研究。

[1] K Khoshtinat,M Barzegar,MA Sahari, Z Hamidi. Encapsulation of Iranian Garlic Oil with-β-cyclodextrin: Optimization and its Characterization[J].Journal of Agricultural Science and Technology.2017,19(1):97-111.

[2] D Wang,G Chen,L Ren.Preparation and Characterization of the Sulfobutylether-β-Cyclodextrin Inclusion Complex of Amiodarone Hydrochloride with Enhanced Oral Bioavailability in Fasted State[J].Aaps Pharmscitech,2017,18(5): 1526-1535.

[3] S Ho,YT Yin,DJ Young,LF Siow. Cyclodextrin encapsulated catechin: Effect of pH, relative humidity and various food models on antioxidant stability[J].LWT-Food Science and Technology,2007,85(A): 232-239.

[4] TG Deloughery.Iron De fi ciency Anemia.Medical Clinics of North America,2017,101(2):319.

[5] A Mokhtarifar,FA Zeydabadi,J Asili,MM Kooshyar, A Sahebkar. The effect of Portulaca oleracea (purslane) seeds on hemoglobin levels in adolescent girls with iron deficiency anemia: a randomized comparative trial[J].Comparative Clinical Pathology,2017,26(1):11-16.

[6] T Nagahlro,H Nishioka.Spectrophotometric Determination of Ruthenium by a Column Method Using 1,10-Phenanthroline and Ammonium Tetraphenylborate Supported on Microcrystalline Naphthalene[J].Oriental Journal of Chemistry.2017,15(3):36-37.