常見的幾種環糊精聚合物結構

環糊精(Cyclodextrin，簡稱CD)是直鏈淀粉在由芽孢桿菌產生的環糊精葡萄糖基轉移酶作用下生成的一系列環狀低聚糖的總稱，通常含有6~12個D-吡喃葡萄糖單元。其中研究得較多并且具有重要實際意義的是含有6、7、8個葡萄糖單元的分子，分別稱為alpha-、beta-和gama-環糊精(圖1)。根據X-線晶體衍射、紅外光譜和核磁共振波譜分析的結果，確定構成環糊精分子的每個D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式構象。各葡萄糖單元均以1，4-糖苷鍵結合成環。由于連接葡萄糖單元的糖苷鍵不能自由旋轉，環糊精不是圓筒狀分子而是略呈錐形的圓環。

圖1.從左到右依次為α、β和γ-CD的結構。

1891年，法國科學家從淀粉桿菌的淀粉消化液里分離出一種結晶狀物質，偶然發現了CD。該產物的化學行為與纖維素相似，具有不易水解、無還原性等特點，因此，也被稱為“纖維素粉”。CD作為繼冠醚之后的**代超分子受體，自被發現以來，就越來越受到科研和技術工作者的重視。常見的CD分子有α、β和γ-CD，其聚合度不同造成的分子結構差異。

CD由D-吡喃葡萄糖依靠糖苷鍵首尾相連形成大環化合物，其疏水空腔提供與模型底物結合的主要位點。這種特殊的結構使得CD能識別多種客體小分子，形成主-客體包結物，并使客體分子的反應活性和溶液等性質產生重大改變，故在超分子領域中具有廣泛的應用。

環糊精的超分子識別主要是基于主客體間的包絡作用。游離狀態時，一定的水溶劑分子結合在主體分子CDs的空腔內部，這些水分子也稱之為高能水，其熵和焓都是不利的。游離的主體和客體分乎均處于溶劑化狀態（圖2）。主客體包合物形成后，CDs空腔內的水分子被客體分子驅逐出腔外，主客體分子都存在一定的去溶劑化作用，而溶劑分子進行重組。

圖2.[CD：客體]1：1包絡復合物的形成。

將環糊精單元引入聚合物結構中即構成了環糊精聚合物（CDP）。CDP除保持了CD固有的包合性之外，同時具備聚合物的良好性能。此外，聚合物鏈上同時含有多個CD單元還具有獨特的高分子效應，如協同效應、鄰基效應和較高的力學強度等，這些性質可以**地提高其對客體分子的識別性、吸附能力以及聚合物的水溶性等[3]。**的CDP的結構如圖3所示。

圖3.常見的幾種環糊精聚合物結構：（a）交聯型、（b）線型、（c）星型和（d）聚輪烷型。