环糊精

环糊精是一个环状寡糖家族，由通过α-1,4糖苷键连接的葡萄糖亚基大环组成。环糊精由淀粉通过酶促转化产生。它们用于食品、制药、药物输送和化学工业，以及农业和环境工程。

环糊精由5个或更多以1->4连接的α-D-吡喃葡萄糖苷单元组成，如直链淀粉（淀粉的片段）。xxx的环糊精含有32个1,4-脱水吡喃葡萄糖苷单元，而作为一种特性较差的混合物，至少150元环状寡糖也是已知的。典型的环糊精包含许多葡萄糖单体，环中包含6到8个单元，形成锥形：

• α(α)-环糊精：6个葡萄糖亚基
• β（β）-环糊精：7个葡萄糖亚基
• γ（γ）-环糊精：8个葡萄糖亚基

典型的环糊精由6-8个吡喃葡萄糖苷单元构成。这些亚基由1,4糖苷键连接。环糊精具有环形形状，环形的较大和较小开口分别暴露于溶剂仲羟基和伯羟基。由于这种布置，环形内部不是疏水的，但比水环境的亲水性要低得多，因此能够容纳其他疏水分子。相反，外部具有足够的亲水性以赋予环糊精（或其复合物）水溶性。它们不溶于典型的有机溶剂。

环糊精是通过淀粉的酶处理制备的。通常使用环糊精糖基转移酶(CGTase)和α-淀粉酶。首先通过热处理或使用α-淀粉酶将淀粉液化，然后添加CGTase进行酶促转化。CGTases产生环糊精的混合物，因此转化产物产生三种主要类型的环状分子的混合物，其比例严格取决于所使用的酶：每种CGTase都有其自身特征性的α:β:γ合成比例。三种环糊精的纯化利用了分子的不同水溶性：水溶性差的β-CD（18.5g/l或16.3mM）（在25℃）可以通过结晶很容易地回收，而更易溶解的β-CDα-和γ-CD（分别为145和232g/l）通常通过昂贵且耗时的色谱技术进行纯化。作为替代方案，可以在酶促转化步骤中添加“络合剂”：此类试剂（通常是有机溶剂，如甲苯、丙酮或乙醇)与所需的环糊精形成复合物，随后沉淀。复合物的形成推动淀粉转化为沉淀环糊精的合成，从而丰富了其在最终产品混合物中的含量。WackerChemieAG使用专门的酶，可以专门生产α-、β-或γ-环糊精。这对于食品工业尤其有价值，因为只有α-和γ-环糊精可以在没有每日摄入量限制的情况下食用。

在超分子化学中，环糊精是机械联锁分子结构的前体，例如轮烷和链烷。说明性的，α-环糊精与四溴金酸根阴离子(-)形成第二球配位络合物。

β-环糊精与某些类胡萝卜素食品着色剂的复合物已被证明可以增强颜色、增加水溶性和改善光稳定性。

β-环糊精和金刚烷衍生物之间形成的复合物已被用于制造自修复材料，例如水凝胶和低摩擦表面。

正如今天所知，环糊精在1891年由A.Villiers首次描述时被称为“纤维素”。不久之后，F.Schardinger确定了三种天然存在的环糊精-α、-β和-γ。因此，这些化合物被称为“Schardinger糖”。1911年至1935年间的25年，德国普林斯海姆是该领域的主要研究人员，证明环糊精与许多其他化学物质形成稳定的水性复合物。到1970年代中期，已经对每种天然环糊精进行了结构和化学表征，并研究了更多的复合物。自1970年代以来，Szejtli和其他人进行了大量工作，探索用环糊精及其衍生物进行工业和药理学应用的封装。在用于络合的工艺中，捏合工艺似乎是xxx的工艺之一。

环糊精之所以受到广泛关注，部分原因是它们在动物研究中似乎是无毒的。LD50（口服，大鼠）为每公斤克数。然而，使用β-环糊精预防动脉粥样硬化、与年龄相关的脂褐质积累和肥胖的尝试遇到了听觉神经损伤和肾毒性作用形式的障碍。