ציקלודקסטריןהוא גביש לבן מסיס במים, לא מפחית, שאינו עובר הידרוליזה בקלות על ידי חומצה, לא רעיל, אכיל ונקבובי. המבנה המולקולרי "הידרופובי מבפנים, בחוץ הידרופילי" של בטאציקלודקסטרין מעניק לו תכונות ושימושים כימיים רבים. מגוון רחב של אורחים יכול ליצור מתחמי הכללה עם ציקלודקסטרינים, כגון מולקולות אורגניות, יונים אנאורגניים, מולקולות קטנות ביולוגיות, קומפלקסים, פולימרים ואפילו גזים אינרטים. מולקולות אורחות שגודלן המולקולרי מתאים לגודל המערה שלהן, כל עוד הקוטביות קטנה ממים, עשויות להחליף מולקולות קטנות ולהיכנס לחלל הציקלודקסטרין ליצירת קלתראטים. המחקר של ציקלודקסטרין בסין החל בסוף שנות ה-70, והתפתח לייצור תעשייתי של בטאציקלודקסטרין.
תנאים להיווצרות תרכובות הכללה
היכולת ליצור clathrates היא אחת התכונות החשובות ביותר של cyclodextrins, שבו מולקולת התרכובת המובלעת מכונה לעתים קרובות "אורח" ומולקולת cyclodextrin מכונה "נושא". היווצרות תרכובות הכללת cyclodextrin מושפעת מגורמים פנימיים ותנאים חיצוניים. הגורמים הפנימיים תלויים בתכונות הבסיסיות של ציקלודקסטרינים ומושאם. ניתן לסכם את זה לשלושת ההיבטים הבאים: אינטראקציה ליפופילית הידרופוביה בין מארח לאובייקט; הנושא והאובייקט תואמים את אפקט ההתאמה המרחבית; התחבר עם שחרור מים עתירי אנרגיה. שלושת הגורמים לעיל משפיעים לא רק על היווצרות תכלילים של ציקלודקסטרין, אלא גם משפיעים ישירות על יציבות היווצרות. היציבות של תרכובת ההכלה תלויה גם במאפיינים של קבוצות מולקולריות אורחות, גודל חלל, גודל מולקולרי ותצורה מרחבית. a 'genes uvariarcza דן בהשפעה של מאפייני אורח ודרגת החלפת בטאציקלודקסטרין על היווצרות תרכובות הכללה. נחשב שיציבותו של קומפלקס ההכלה תלויה בהתאמה המרחבית של מולקולות האורח, כלומר בגודל ובצורה של האורח. בנוסף, היווצרות הקלתראט מושפעת גם מזמן התגובה, זמן ערבוב בטמפרטורת התגובה (או הלם אולטראסוני), ריכוז מגיבים ותנאים חיצוניים אחרים.
שיטת הכנה של תרכובת הכללה
קיימות שיטות הכנה רבות לתרכובות הכללה, ויש לבחור את שיטת ההכנה המתאימה בהתאם לתכונות של מולקולות מארח ואורח ויחס האכלה במחקר ויישום מעשיים. תרופת מולקולת האורחים נוספה לתמיסה הרוויה של בטא ציקלודקסטרין בשיטה אולטרה-סונית, ומיד לאחר הערבוב נבחר החוזק המתאים ע"י מגרסה אולטרה-סונית או מכונת ניקוי אולטרה-סונית, והזמן המתאים של טיפול הלם אולטרא-סוני שימש להחלפת כוח הערבול. , והמשקעים טופלו כתרכובות הכללה בשיטת תמיסה רוויה. שיטת פתרון רווי
שיטת התמיסה הרוויה היא גם שיטת התגבשות שקולה, הבטאציקלודקסטרין נעשה תחילה לתמיסה מימית רוויה, תוך הוספת תרופת מולקולת האורחים, לתרופות בלתי מסיסות במים, ניתן להמיס אותה בממס אורגני מתאים, ולאחר מכן להזריק לתמיסה המימית הרוויה בטאציקלודקסטרין, מערבבים עד שהוא הופך לתרכובת הכללה. הקלאטראט מושקע בשיטה מתאימה, ולאחר מכן ניתן לסנן, לשטוף ולייבש את הקלתראט המוצק שהתקבל. על ידי צימוד תהליך המיצוי של שמן נדיף לתהליך הכללת betacyclodextrin, נוצרו שני תהליכי הכללה חדשים: תהליך הכללת נוזל-נוזל ותהליך הכללת גז-נוזל, אשר פשטו את התהליך ושיפרו את יעילות ההכנה.
שיטת השחזה
לדוגמה, בהכנת betacyclodextrin של שמן קינמון, בטאציקלודקסטרין נטחן דק במים מזוקקים, מעורבב עם שמן קינמון או תמיסת אתנול של שמן קינמון, מונח בטחנת קולואיד, טחון במלואו עד להדבקה, מסונן ומייבש באוויר קר.
תהליך הרחצה
כלומר, אין צורך להמיס ציקלודקסטרינים ומולקולות אורחים, אלא מרחפים אותם בכמות קטנה של מים בטמפרטורת החדר על ידי ערבוב נמרץ שלהם. אם נעשה שימוש באולטרסאונד, שיטת הלישה לפיזור יכולה לקדם את השלב המוצק. שיטה זו מאופיינת בצורך בפחות מים משיטת הסלרי. Cyclodextrin נלוש עם כמות קטנה של מים ולאחר מכן מוסיפים ישירות את היחס המחושב של מולקולות אורחים, ללא צורך בממס כלשהו.
תהליך ייבוש בהקפאה
ניתן לייבש תכלילים של ציקלודקסטרין המסיסים בקלות במים, לא קלים לזירוז, או תכלילים שמתפרקים בקלות ומתבדלים בחימום ובייבוש בשיטת ייבוש בהקפאה. שיטת ייבוש בהקפאה הופכת את תרכובת ההכלה לרופפת בצורתה ומסיסות טובה, וניתן להפוך אותה להזרקת אבקה. ייבוש בהתזה
אם תרכובת ההכלה המוכנה נמסה בקלות במים ויציבה בחום, ניתן להכין אותה בשיטת ייבוש בהתזה עם טמפרטורת ייבוש קצרה וזמן חימום גבוה ותפוקה גבוהה.
זיהוי תרכובות הכללה
המחקר של תרכובות הכללת cyclodextrin מתבצע לעתים קרובות במצב מוצק ונוזל כאחד. קיימות שיטות רבות לזיהוי קלתרטים מוצקים, כגון עקיפה של קרני רנטגן, ניתוח תרמי דיפרנציאלי, ספקטרוסקופיה אינפרא אדום של שכבות כרומטוגרפיה ותהודה מגנטית גרעינית.
