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环糊精包合技术研究进展关键词：β-环糊精；β-环糊精包合物；制备方法包合物是一种分子的空间结构中全部或部分包入另一种分子而成，又称分子胶囊〔1〕。
环糊精由于其结构具有“外亲水，内疏水”的特殊性及无毒的优良性能，可与多种客体包结，采用适当方法制备的包合物能使客体的某些性质得到改善。
〔2，13〕近年来，对环糊精的研究已在各个领域取得许多成就。
本文在阅读大量文献基础上，总结出环糊精包合技术研究进展状况，以便为充分开发新疆地方植物、药物资源起到重要的参考作用。
1 环糊精的结构与性质环糊精分子结构由6个以上葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接而成，呈桶状。
桶内形成疏水性空腔，能吸收一定大小和形状的疏水性小分子物质或基团，形成稳定的非共价复合物。
分别由六，七，八个葡萄糖单体通过α-1，4糖苷键连接而成的环糊精为α-CD,β-CD,γ-CD。
β-CD是已知效果最好的包合材料之一，在三种类型中应用最为广泛，而且已得到美国食品药物管理局的认可。
2 包合物形成的条件环糊精包合物形成的内在因素取决于环糊精和其客体的基本性质，主要有以下三方面：〔4〕2.1 主客体之间有疏水亲脂相互作用因环糊精空腔是疏水的，客体分子的非极性越高，越易被包合。
当疏水亲脂的客体分子进入环糊精空腔后，其疏水基团与环糊精空腔有最大接触，而其亲水基团远离空腔。
2.2 主客体符合空间匹配效应环糊精孔径大小不同，它们分别可选择容纳体积大小与其空腔匹配的客体分子，这样形成的包合物比较稳定。
2.3 氢键与释出高能水一些客体分子与环糊精的羟基可形成氢键，增加了包合物的稳定性。
即客体的疏水部分进入环糊精空腔取代环糊精高能水有利于环糊精包合物的形成，因为极性的水分子在非极性空腔欠稳定，易被极性较低的分子取代。
包合物的形成还受时间，反应温度，搅拌（或超声振荡）时间，反应物浓度等外在条件的影响。
3 β-CD包合物常用制备方法3.1 饱和水溶液法（重结晶或共沉淀法）将客分子物质或其溶液加入饱和的β-CD水溶液中，在一定的温度下搅拌相当时间后冷却使结晶，过滤，干燥即可。
文章编号:1008-9926(2001)06-0326-02 中图分类号:R943 文献标识码:Aβ2环糊精包合物制备工艺的研究进展赵 刚①,胡徽东(中国人民解放军第105医院 安徽 合肥 230031)摘 要:目的 综述β2环糊精近年来在国内药物制剂生产上的应用。
方法 从β2环糊精与药物包合的不同工艺应用于药物制剂的最佳方法进行概括。
结果 药物经β2环糊精包合后能明显提高药效,改善药物稳定性,加快药物溶解,液体药物粉末化,遮盖异味,降低副作用等。
结论 应大力开发β2环糊精在药物制剂生产上的应用。
关键词:β2环糊精;包合物;工艺 β2环糊精包合物是一种超微型药物载体,其原料是β2环糊精。
药物分子被包合或嵌入β2环糊精的筒状结构内形成超微粒分散物。
因而,β2环糊精包合物具有分散效果好,易于吸收,释药缓慢副反应低等特点[1]。
1 挥发油β2环糊精包合物的制备1.1 直接包合工艺 安彩贤等报道[2]药材中的活性挥发油成分应提取包合后再加入到制剂中,以保证制剂的稳定性。
影响包合物含油率和产率的主要因素为加热时的温度,通过对小茴香、当归、白术3种中药材中提取的挥发油进行β2环糊精包合研究的9组试验综合考虑,选择挥发油β2环糊精的最佳包合条件是挥发油与β2环糊精之比为1∶5于60℃搅拌2h;张玲等报道[3]肉桂挥发油在配比为0.1∶1搅拌时间1.5h 温度60℃时为最佳包合条件,油利用率均在85%以上,明显高于饱和溶液法(45.04%)及研磨法(33.15%)和胶体磨法(36.72%)。
李芳荣等报道[4]山苍子油β2环糊精包合物最佳工艺为β2环糊精20g山苍子油4ml,于37℃搅拌1h,烘烤60℃、2h制成的包合物在含油率、产率上比较多;Bhandari BR 等[5]报道β-C D与柠檬油比例在88∶12混合时间15min柠檬油胶囊的释放效果最好。
1.2 研磨法 杨红武等报道[6]缬草油β2环糊精包合物采用研磨法比饱和水溶液法油利用率高。
β-环糊精及其衍生物的应用研究进展摘要：包合物是一种分子的空间结构中全部或部分包入另一种分子而成，又称分子胶囊。
环糊精由于其结构具有“外亲水，内疏水”的特殊性及无毒的优良性能。
环糊精疏水空腔可以包结许多无机、有机及手性客体分子形成主-客体或超分子配合物[1]。
采用适当方法制备的包合物能使客体分子的某些性质得到改善。
近年来，对β-环糊精的研究已在各个领域取得许多成就。
本文在阅读大量文献基础上，总结出β-环糊精及其衍生物在应用上的研究进展状况，并对其未来进展作了展望。
关键词：β-环糊精，衍生物，包合物，应用1. β-环糊精及其衍生物与包合物环糊精(CD)是由环糊精葡萄糖残基转移酶(CGT ase)作用于淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物而形成的，由6～12个D-吡喃葡萄糖基以α-1,4-葡萄糖苷键连接而成的环状低聚糖[2]。
最常见主要有环糊精α、β、γ三种，其中，β-环糊精应用最为广泛。
β-环糊精及其衍生物可与许多无机、有机分子结合成主客体包合物，并能改变被包合物的化学和物理性质，具有保护、稳定、增溶客体分子和选择性定向分子的特性，因而在食品、环境、医药、药物合成、化妆用品、化学检测等方面都有广泛的应用。
1.1 β-环糊精的改性由于α-环糊精分子空洞孔隙较小，通常只能包接较小分子的客体物质，应用范围较小；γ-环糊精的分子洞大，但其生产成本高，工业上不能大量生产，其应用受到限制；β-环糊精的分子洞适中，应用范围广，生产成本低，是目前工业上使用最多的环糊精产品[3]。
但β-环糊精的疏水区域及催化活性有限，使其在应用上受到一定限制。
为了克服β-环糊精本身存在的缺点，研究人员尝试对β-环糊精母体用不同方法进行改性，以改变β-环糊精性质并扩大其应用范围。
所谓改性就是指在保持β-环糊精大环基本骨架不变情况下引入修饰基团，得到具有不同性质或功能的产物，因此也叫作修饰，而改性后的β-环糊精也叫β-环糊精衍生物。
β-环糊精进行改性的方法有化学法和酶工程法两种，其中化学法是主要的[4]。
第１８期 收稿日期：２０２０－０６－２４β－环糊精包合物的研究进展任 敏１，２，孙希阳１，２，贺丰洋１，２，张陆军１，２，王作栋１，２，郭茗寒１，２，苏 琼１，２（１．西北民族大学化工学院，甘肃兰州 ７３００３０；２．甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，甘肃兰州 ７３００３０）摘要：β－环糊精（β－ＣＤ）是一类环状低聚糖，价格低廉且易得，因有独特的空腔结构而常被当作宿主分子，与其他物质形成包合物。
β－环糊精包合物常被作为一种药物制剂的中间体，可大量用于增加药物溶解度、提高稳定性、液体药物固体化、降低刺激性等。
β－环糊精包合物也在食品和化妆品领域应用广泛。
综述了β－环糊精包合物包合条件、影响因数及应用，并在β－环糊精包合物应用前景进行了展望。
关键词：β－环糊精；包合物；进展中图分类号：ＴＢ３４７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１８－００７７－０２ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆβ－ＣｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎＩｎｃｌｕｓｉｏｎＣｏｍｐｌｅｘＲｅｎＭｉｎ１，２，ＳｕｎＸｉｙａｎｇ１，２，ＨｅＦｅｎｇｙａｎｇ１，２，ＺｈａｎｇＬｕｊｕｎ１，２，ＷａｎｇＺｕｏｄｏｎｇ１，２，ＧｕｏＭｉｎｇｈａｎ１，２，ＳｕＱｉｏｎｇ１，２（１．ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＭｉｎｚｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｃｈｏｏｌｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ ７３００３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＧａｎｓｕＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙＦｒｉｅｎｄｌｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＢｉｏｍａｓｓＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ ７３００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ（β－ＣＤ）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｃｙｃｌｉｃｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｈｅａｐａｎｄｅａｓｙｔｏｏｂｔａｉｎ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｕｎｉｑｕｅｃａｖｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｔｉｓｏｆｔｅｎｕｓｅｄａｓａｈｏｓｔｍｏｌｅｃｕｌｅｔｏｆｏｒｍｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｅｓｗｉｔｈｏｔｈｅｒｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ．β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｉｓｏｆｔｅｎｕｓｅｄａｓａｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｆｏｒｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｒｕｇｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｓｏｌｉｄｉｆｙｌｉｑｕｉｄｄｒｕｇｓ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｉｒｒｉｔａｔｉｏｎ．Ｂｅｔａ－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｒｅａｌｓｏｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｆｏｏｄａｎｄｃｏｓｍｅｔｉｃｓ．Ｔｈｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆβ－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆβ－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｗｅｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：β－ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎ（β－ＣＤ）；ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘ；ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ 环糊精（ＣＤ）是从淀粉中产生的环状低聚糖，其包合物是一种分子被包嵌于环糊精分子的空穴结构中所形成的包合体。
环糊精衍生物作为有机催化剂的研究近年来，多孔材料在有机催化领域中得到了广泛的应用。
其中，环糊精衍生物作为一种重要的多孔材料，因其独特的空腔结构和优良的分子选择性，成为有机催化剂研究中备受关注的对象。
本文将就环糊精衍生物在有机催化领域中的应用进行探讨，并介绍其研究现状和前景。
环糊精是由葡萄糖分子经若干个一三二环连结而成的环状糖精。
它具有水溶性、无毒性、环境友好性等优势，能与多种有机和无机物质形成包合物。
在有机催化领域中，环糊精衍生物可以通过调节空腔结构和功能基团，实现对底物的选择性识别和催化转化。
目前，环糊精衍生物作为有机催化剂主要有两种形式，即支载型环糊精和共溶型环糊精。
支载型环糊精是将环糊精衍生物固定在一定的载体上，形成高效的固定相催化剂。
载体可以是无机材料，如硅胶、氧化铝等，也可以是有机高分子材料。
研究表明，通过在环糊精骨架上引入不同性质和结构的功能基团，可以调节环糊精的催化性能。
例如，引入具有酸性基团的环糊精可以用作质子酸催化剂，广泛应用于氨基化反应、酯化反应等。
而引入具有碱性基团的环糊精，则可作为负载型碱催化剂，催化醇氨缩合和氨基羧酸酯的缩合反应等。
共溶型环糊精是将环糊精衍生物溶解在有机溶剂中，与底物共同参与催化反应。
环糊精衍生物可以通过调节它的溶解度、稳定性和选择性等性质，实现对底物的催化转化。
例如，与环糊精衍生物共溶的醇可在酸性条件下发生糖化反应，生成糖衍生物。
这种方法在配体合成、药物合成和天然产物合成等领域中得到了广泛的应用。
在环糊精衍生物作为有机催化剂的研究中，其优点主要体现在两个方面。
首先，环糊精衍生物具有良好的可控性和可调性，可以通过调节结构和功能基团，实现对底物的全面选择性识别。
其次，环糊精衍生物作为多孔材料，具有较大的内表面积和丰富的空腔结构，有助于提高反应速率和产率。
不过，环糊精衍生物作为有机催化剂仍然存在一些挑战。
首先，环糊精衍生物的合成方法需要进一步优化，以提高产率和纯度。
基于环糊精聚轮烷制备功能材料的研究进展摘要：环糊精聚轮烷作为一种多功能材料，在材料科学领域引起了广泛的关注。
本文总结了近年来环糊精聚轮烷制备功能材料的研究进展，并探讨了其应用前景。
首先介绍了环糊精聚轮烷的结构特点和制备方法，然后详细讨论了其在各个领域中的应用，如催化剂、吸附剂、药物传递系统等。
最后，对环糊精聚轮烷制备功能材料的未来发展进行了展望，指出其巨大的潜力和挑战。
本文的研究结果对于推动环糊精聚轮烷功能材料的发展和应用具有重要的参考价值。
关键词：环糊精聚轮烷；功能材料；应用；研究进展引言：随着材料科学的快速发展和人们对功能材料的需求不断增加，研究人员对于新型多功能材料的开发和应用不断进行探索。
环糊精聚轮烷作为一种新型材料，以其独特的结构和多样化的功能受到了广泛关注。
环糊精聚轮烷通过聚合糊精单体，形成具有空心结构的聚合物，能够在内部容纳各种分子，并具有较高的稳定性和可控性。
因此，深入研究环糊精聚轮烷制备功能材料的方法和应用具有重要的意义。
本文旨在总结近年来的研究进展，展望未来环糊精聚轮烷功能材料的发展方向，为相关研究和应用提供参考和借鉴。
一、环糊精聚轮烷的概述1.1环糊精的化学结构和性质环糊精是一种环形寡糖分子，由7个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。
其结构特点是具有一个中空的圆柱形空腔，可以将适应其空腔尺寸的分子或离子包络进去形成包合物。
这种包合作用是由于环糊精空腔内的氢键、范德华力和静电作用等相互作用力。
环糊精的性质包括溶解性好、热稳定性高、可水溶性、不易被代谢和分解等特点。
由于其特殊的结构和性质，环糊精在化学、药学、环境科学等领域具有广泛的应用前景，特别是在功能材料的制备和应用中具有重要价值。
1.2聚轮烷的定义和特点聚轮烷是一类由环状碳氢化合物构成的高聚物，其分子结构由若干个轮烷环连接而成。
轮烷环是由碳原子形成的环状结构，每个碳原子上都有两个氢原子。
聚轮烷的特点包括高度的结构稳定性、化学惰性、热稳定性和可溶性等。
β-环糊精包合物的研究进展09药学2 班牛卉 2009071212【摘要】环糊精作为一种重要辅料, 已广泛用于医药、食品、化装品、色谱分析等多个领域。
总结了β-环糊精的结构特点，近年来包合物研究的新成果, 介绍了环糊精包合物制备的影响因素, 新的制备方法, 表征手段等。
【关键词】包合物，β-环糊精，结构特点，制备方法,表征手段。
可溶性差的药物是一种最需要发展、研究理化性质的新药。
因为超过三分之一的药物不溶于水或水溶性不佳。
为了准备一个液态配方用量，这些药物都需要改善溶解性。
最常用的技术是调整pH值,研究潜溶、共溶,形成胶束或包合作用。
环糊精(CDs)被广泛用作络合剂对于亲油性和两亲性物质和功能赋形剂,得到了广泛使用和关注。
因为它们可以溶解在某些情况下稳定性差的水溶性药物,使这口服和肠外配方，得以实现。
CD分子特有的α-D-glucose循环的寡聚物;他们的形状像截断结出有主要和次要的羟基组织在他们位于窄和更广泛的边缘。
这个主要用于本地环糊精由6、7和8葡萄糖单位,根据单体的数量在血红素蛋白中大环,他们被分别称为α、β和γ-cyclodextrin。
,尽管外表面上大量的羟基让它们可溶于水，但这些分子有疏水的内腔。
由于这种特殊的分子结构，环糊精能够形成包含许多药物配合物和其他化合物。
[1]包合物系指一种分子被全部或部分包合于另一种分子的空穴内，形成的特殊的络合物。
这种包合物是由主分子和客分子两种组分组成，主分子即是包合材料，具有一定的空穴结构，足以将客分子（药物）容纳在内，通常按1：1 比例形成分子囊。
[2]目前在制剂中常用的包合材料为环糊精及其衍生物。
下面主要介绍一下β-环糊精制剂中的应用及研究进展。
1 β-环糊精的特点由于其结构具有“外亲水,内疏水”的特殊性及无毒的优良性能,可与多种客体包合,采用适当方法制备的包合物能使客体的某些性质得到改善，如增加药物的溶解度和溶解速度，提高生物利用度；液体药物粉末化, 防止挥发性成份逸散, 提高药物稳定性；改善不良气味, 减少刺激性, 降低毒副作用等。
环糊精的研究进展环糊精是一类由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4 糖苷键首尾连接而成的大环化合物，常见的α-、β-和γ-环糊精分别有6、7 和8 个葡萄糖单元。
由于每一个吡喃葡萄糖单元都是4C1椅式构象，整个分子呈截顶圆锥状腔体结构。
南开大学的刘育等[1-2]在环糊精方面做了大量的研究工作，其早期的相关工作主要集中在环糊精的衍生物修饰方法、与小分子客体的分子识别、酶模拟等方面。
所谓化学修饰就是将环糊精的伯或仲羟基中的一个、两个⋯⋯甚至全部通过生成醚、酯或者进一步转换成含有其它功能团的CD衍生物的过程。
为此扬州大学的周楠等人以β- 环糊精和对苯磺酰氯为初始原料在碱性条件下反应，将环糊精L-6位伯羟基取代为甲苯磺酰基，得到单-6-对甲苯磺酰基-β-环糊精，将产品溶解在DMF中与Nal 反应，得到单-6-碘-β-环糊精，上述产品用DMF溶解，与咪唑反应，得到单-6- 脱氧-6-（咪唑）-环糊精碘盐，即β-环糊精季铵化咪唑类离子液体[3]。
该研究将在有机合成、有机催化、对映体拆分及电化学研究中得到应用。
为此，华东大学的赵曙辉等人以-环糊精（β-CD）母体经磺化、叠氮化、叠氮还原、酰化得到环糊精衍生物-单-（6-2,3- 二溴丙酰胺基-6-去氧）-β-环糊精，其活性基能与羊毛上的氨基反应。
并采用水相法将其产率提高35.51%[4]。
壳聚糖由于其来源丰富，价格低廉，易于功能化修饰，环糊精空腔内疏水外亲水的独特结构和易于改性的特征，可以据不同目的来设计具有特殊结构和高度选择性的主体分子，为此北京理工大学的杨凯等人将壳聚糖的2-NH2保护后,对其6位-OH 定位对甲苯磺酰基化，再采用氨基取代的环糊精衍生物对壳聚糖6-OH上固载[5]的对甲苯磺酰酯基进行亲核取代，脱除壳聚糖氨基保护后构筑了壳聚糖6-OH 定位固载环糊精的超分子主体物，期望能在材料科学、生命科学、环境科学的研究中得到应用。
环糊精的外缘亲水而内腔疏水, 利用静电纺丝工艺制备了纳米纤维，并由稀酸刻蚀Fe2O3 纳米粒子而得到具有超分子功能的多孔纳米纤维，从而增加了纤维内部β-环糊精与染料分子的接触面积，达到提高纤维吸附性能的目[6]。
环糊精类化合物在催化合成中的最新研究进展摘要：超分子化学是近年兴起的于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学，作为其代表化合物之一，环糊精及其衍生物在催化合成中有着广泛的研究与应用。
本文综述了近年环糊精（主要为β-环糊精）类化合物在催化有机合成中的应用。
与环糊精母体相比，修饰基团的引入增加了环糊精分子中官能团的种类和数量，拓展了环糊精在有机合成中的应用，并提高了催化反应的催化活性和选择性。
关键词：环糊精有机合成超分子化学催化1 前言1.1 超分子化学1987年Nobel化学奖授予了C. J. Pedersen、J. M. Lehn和D. J. Cram，标志着化学的发展进入了一个新的时代，起于Pedersen对冠醚的基本性发现而分别由Cram 和Lehn发展起来的主-客体化学，超分子化学的重要意义也因此被人们真正意识到。
对以非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且具有特定功能的分子集合体，即超分子化学的研究，可以说是共价键分子化学的一次升华，一次质的飞跃，被称为“是超越分子概念的化学”，它不仅在材料科学和信息科学，而且在生命科学中也具有重要的理论意义和潜在的广阔的应用前景。
在1992年，已有专门的学术刊物——超分子化学(Supramolecular Chemistry)创刊，足见超分子化学在催化化学、主客体超分子化学和分子磁性材料、超导材料、非线性光学材料等方面的潜在应用价值而成为最活跃的研究领域之一，这些配合物可以通过配位键、氢键、阳离子-π相互作用、π-π相互作用或静电作用等设计而成。
超分子的研究成为化学、物理、生物、材料、信息等领域的学科交叉的研究热点。
目前已经广泛研究过的超分子有冠醚(crown ether)、穴醚(cryptate)、球瑗(spherand)、环糊精(clodextrin，CD)、杯芳烃(calixarene)、葫芦脲(cucurbituril)、卟啉(porpahyrin)、环肽(cyclopeptide或cyclic peptide)、索烃(catenanes)、轮烷(rotaxanes)及准轮烷(pseudorotaxanes)等，上述主体(host)或受体(receptor)对铵、金属离子、各种中性分子及至阴离子有很高的亲和性，形成各种非共价键力(氢键、静电作用、电荷转移作用、分散作用、离子中介作用、疏水作用、堆垛作用等)，维持具有新功能的超分子，其与生物体系可以媲美的性质引起化学家的高度重视，进而发展了二聚体、多聚体到更大的有组织、有确定结构、复杂的分子建筑(molecular architecture)。
[1]1.2 环糊精简介环糊精(cyclodextrin，简称CD)是由D-(+)-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖，呈截顶圆锥状，是一种常见的超分子化合物。
其家族中的三个主要成员分别含有6个、7个和8个D-(+)-吡喃葡萄糖单元，即α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精，其中β-环糊精(见图1)价廉易得，应用最广。
由于组成环糊精的D-(+)-吡喃葡萄糖单元的羟基位于截顶圆锥的两个边缘，C-3和C-5上的H原子位于截顶圆锥的内部空腔，使环糊精具有“内腔疏水、外壁亲水”的特殊结构和性质。
环糊精特殊的结构和性质，使其在水相中能够像酶一样作为主体分子为客体分子有机反应底物提供一个疏水环境，通过羟基与底物的各种弱相互作用，催化各种有机反应，广泛应用于氧化、还原、水解、加成等各种有机反应。
但是在环糊精分子中只有羟基一种官能团，并且这些羟基易形成分子内氢键，使环糊精分子结构具有很强的刚性。
在与具有各种形状和官能团的客体分子相互作用时，环糊精的结构很难发生相应的拓扑变化。
同时，环糊精仅溶于水和少数强极性有机溶剂，限制了其在有机溶剂中的应用。
为了改变环糊精的物理和化学性质，可以选择性地对环糊精的羟基进行化学修饰，将羟基转化成目标官能团。
尽管在大量羟基存在下，对其中一个或几个羟基进行选择性地修饰是件极具挑战性的工作，在广大有机合成工作者不懈的努力下，大量环糊精衍生物被相继合成出来。
[2]图1 β-环糊精的分子结构环糊精衍生物的大量出现为环糊精应用于液相催化有机合成提供了更大的选择空间。
本文通过查阅近年的相关文献，对环糊精类化合物作为偶联催化剂、反应平台、人工合成酶等在有机合成中应用的最新进展进行了简单的总结与综述。
2 环糊精类化合物在催化中的应用2.1 α-环糊精衍生物α-环糊精由6个D-(+)-吡喃葡萄糖单元组成，在有机催化中有一定的应用。
Maxime Guitet[3]以之前工作中获得的甲基化或苄基化的A,D-二醇类α-环糊精为原料，合成出了一系列双-氮杂环卡宾和双-中离子卡宾与α-环糊精的复合物，作为配体与二价钯离子进行配合（图2为该系列中复合物5的反应流程图，复合物9和13可用类似反应合成）。
图2 双氮杂环卡宾-α-环糊精作为配体，与钯离子配位示意图用得到的配合物作为Suzuki偶联反应的催化剂进行测试，其实验结果见下表1。
实验结果表明该系列复合物对溴代苯乙酮具有很高的催化效率，而且在乙醇和水介质中均能进行反应。
表1 钯(II)配合物对Suzuki偶联反应的催化作用2.2 γ-环糊精衍生物γ-环糊精具有较大的空腔结构，可以与底物形成l：2包结络合物，为两分子底物提供二聚环境。
γ-环糊精与两分子2-蒽羧酸形成1：2包结络合物时，由于静电排斥作用，两分子2-蒽羧酸的羧基处于不同的方向，二聚产物中以两个羧基处于相反方向的构型居多。
为了提高二聚产物中两个羧基处于同一方向的构型的含量，可以选择性的对γ-环糊精进行修饰。
Ikeda等[4]以具有吡啶基的γ-环糊精衍生物作为微通道反应器，为2-蒽羧酸提供二聚环境，由于2-蒽羧酸的羧基与环糊精衍生物的吡啶基之间有静电作用力，使两分子2-蒽羧酸在γ-环糊精空腔排列时，两个羧基处于同一方向的比例上升，从而使产物中两个羧基处于新形成的八元环的同一侧的异构体的比例上升(如图3)。
图3 具有两个吡啶基的γ-环糊精衍生物及其对2-蒽羧酸二聚反应的催化2.2 β-环糊精在环糊精里，最容易得到、应用最广泛的是由7个D-(+)-吡喃葡萄糖单元组成的β-环糊精，它本身对于一些反应就具有催化作用。
Shyam Babu Singh[5]等人通过加热至55-60℃，获得β-环糊精的澄清水溶液，作为催化剂，再依次加入等物质的量的吲哚类化合物、尿素和1,3-二羰基化合物，加热搅拌，再经过后续分离纯化，制备螺吲哚酮类化合物，其反应通式如图4。
在反应结束后分离提纯的过程中，可通过降至室温的方法使β-环糊精析出，过滤以回收再利用，其回收率能达到80-89%。
图4 β-环糊精催化制备螺吲哚酮类化合物相比于传统的方法，这种采用超分子催化的一锅合成法有效可行，同时以水为溶剂、反应时间短、过程简单环保，能满足绿色化学的各种要求。
得到的产物具有抗菌活性，在抗菌药物领域具有潜在应用价值。
Tao Sun[6]等人以β-环糊精为催化剂，在碱性水溶液中催化N-氧代苯并呋咱类化合物(BFO)转变为双-N-氧代喹喔啉类化合物(QXO)的Beirut反应，如图5。
这种条件温和、环境友好、产率较高的方法实现了Beirut反应在水溶液中的首次进行，β-环糊精也能循环使用。
图5 以β-环糊精为催化剂，碱性水溶液中BFO转变为QXO的Beirut反应2.3 β-环糊精二聚体β-环糊精自身应用范围有限，通常需对其进行改性，对其进行二聚是其中一种方法，得到的二聚体在有机反应催化、分子识别方面均有研究与应用。
Claire Blaszkiewicz[7]等人基于β-环糊精的二聚体，精心制备出了一种超分子反应平台，能够同时承载底物和催化剂，加速水溶液中的有机反应。
如下图6，一个反应平台包括两个β-环糊精的环状空腔结构，其中一个空腔用于放置底物，另一个环内则是由过渡金属与有机膦的配合物，作为催化剂。
图6 基于β-环糊精二聚体的超分子反应平台示意图同时，他们做了一系列实验，分别用上图所示的有机膦1和TPPTS(三(间-磺酸苯基)膦三钠盐)作为金属铑的配位体，在没有环糊精、加入和加入β-环糊精二聚体的条件下，对1-癸烯的加氢甲酰化反应进行催化。
实验结果如表2所示，在采用不同的配体时，添加β-环糊精和β-环糊精二聚体大幅度可以提高反应的产率。
尤其是β-环糊精二聚体的加入，可以更大程度地加强反应物与催化剂的接触，使产率更高。
表2 不同配体、不用反应平台下的铑催化1-癸烯加氢甲酰化反应结果2.4 β-环糊精的纳米粒子复合材料除了对环糊精本身进行二聚以外，将其与纳米粒子进行复合也是一种常用的改性方法。
Yan Kang[8]等通过一系列反应（包括热解、溶胶-凝胶法、原子转移自由基聚合和环氧基的开环反应等），成功制备出了一种负载有β-环糊精的复合磁性纳米粒子Fe3O4@SiO2-PGMACD，具体结构及合成步骤如图7。
得到的产物继承了PGMA的反应性与协助性能，Fe3O4的磁性，能够用于双酚A的吸附。
同时，由于产物中β-环糊精依然保持完整，产物对醇的氧化反应依然具有选择性催化作用，能催化苯甲醇的氧化，但对1-辛醇的氧化则没有效果。
这种复合效应使其在多个方向具有应用于研究价值，是一种多功能材料。
图7 Fe3O4@SiO2-PGMACD的合成路线将改性后的环糊精用作配体，与一些过渡金属（如铑、铂、钯等）进行配位，形成配合物纳米粒子，也经常被用于有机催化中。
Liyuan Liang[9]等合成出了三种(二茂铁基-1,2,3-三唑基甲基)芳烃–β-环糊精类超分子（结构见图8），用于制备和稳定钯纳米粒子。
这种复合纳米钯粒子可以用于催化碘苯类化合物的Suzuki 偶联反应和Heck偶联反应。
b和c分别含有两个和三个环糊精结构，实验结果表明，用b和c稳定的钯粒子的催化效果要比用a稳定的钯粒子好得多，这说明含有多个外围水溶性环糊精帽的疏水性催化体系具有很高的封装效率，像a这样的开放体系则没有这种封闭效应。
同时，他们通过实验发现，在室温下，这种催化体系对碘苯类化合物的偶联有催化作用，但难以或不能激发其他卤代烃的偶联，显示出了良好的选择性。
图8 三种(二茂铁基-1,2,3-三唑基甲基)芳烃–β-环糊精类超分子与分子催化剂相比，这种复合钯纳米粒子的用量相对较小，但也由于其使用量很低、反应过程中钯黑的形成，这类催化剂的循环性能较差，重复实验时产率有明显的下降。
2.5 环糊精衍生物作为模拟酶的应用环糊精衍生物作为人工合成酶催化有机合成反应，其催化活性中心基本是环糊精的修饰基团，而环糊精部分起底物包结作用。
该类催化反应往往遵循Michaelis-Menten动力学方程，具有仿生催化的效果，主要用于催化氧化、水解、还原、缩合、加成、消除等反应。
