林柳 郝菲 李君 榮翔飛 朱順

【摘要】目的 制備β-環(huán)糊精（β-CD）包合Fe+2，并探索最佳制備條件。方法 N2保護下制備包合物，紅外光譜儀進行結(jié)構(gòu)驗證，通過鹽酸羥胺溶液與鄰菲羅啉溶液顯色，用紫外分光光度法測包合率，探索不同投料比，溶劑配比，反應(yīng)時間，反應(yīng)溫度，攪拌速度下，包合率情況。結(jié)果 在投料比

（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：3，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為2：1，攪拌速度為250 r/min時，60℃條件下反應(yīng)4 t，β-CD-Fe2+能得到最大包合率。結(jié)論 成功制得β-CD-Fe+2包合物，并且摸索到較佳制備條件。

【關(guān)鍵詞】β-環(huán)糊精；硫酸亞鐵；工藝優(yōu)化

【中圖分類號】R943 【文獻標識碼】B 【文章編號】ISSN.2095-6681.2018.02..02

【Abstract】Objective To synthesize β-CD-Fe+2 complex，and to explore the optimal preparation conditions.Methods To protect the complexes by N2，verified the complexes by infrared spectroscopy， measuring the inclusion rate by 1，10- phenanthroline hydrate spectrophotometer method. then exploring the inclusion rate in different feed ratio， solvent ratio， reaction time， reaction temperature and stirring speed.Results When the feed ratio

（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n） was 1：3，the solvent ratio （C2H5OH：H2O，n/n） was 2：1，the stirring speed was 250r/min，the reaction time was 4t，the reaction temperature was 60℃，β-CD-Fe+2 could get the best inclusion rate.Conclusion The β-CD-Fe+2 inclusion complexes were successfully prepared. and the optimized conditions were found.

【Key words】Beta cyclodextrin；Ferrous sulfate；Process optimization

鐵是人體必須的微量元素，在人體內(nèi)發(fā)揮多種作用，其中Fe+2是制造血紅蛋白的重要組成部分，當人體缺乏亞鐵離子，會造成血紅蛋白水平過低，身體無法獲得足夠的氧氣，導(dǎo)致缺鐵性貧血，因此補充Fe+2是治療缺鐵性貧血的關(guān)鍵。但是Fe+2活性非常強，極易氧化為Fe+3，保持Fe+2穩(wěn)定性是研發(fā)鐵補充劑的重點。

β-CD是由7個葡萄糖單元通過β-1，4糖苷鍵連接而形成的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)。該環(huán)狀結(jié)構(gòu)周邊排列著氫原子和醚鍵，而中間為空穴[1]。β-CD的糖苷鍵氧原子上的游離電子對更趨向于空穴的內(nèi)側(cè)，產(chǎn)生較高的電子云密度，呈現(xiàn)出某些Lewis堿的特性[2]，能與某些藥物或者過渡金屬化合物形成穩(wěn)定的包合物，從而提高藥物穩(wěn)定性，掩蓋藥物的不良氣味，降低不良反應(yīng)，也可制備靶向制劑[3]。應(yīng)用β-CD對藥物進行包合是現(xiàn)代藥物制劑研究的熱點。

1 內(nèi)容與結(jié)果

1.1 試劑與儀器

β-CD（湖北遠成賽創(chuàng)科技有限公司）、FeSO4·7H2O（武漢宏信康精細化工有限公司），無水乙醇為分析純，水為去離子水。

UV-2000型紫外可見分光光度儀（上海龍躍儀器設(shè)備有限公司）、ALPHA系傅立葉紅外光譜儀（德國Bruker公司）、PHS-3B型精密級數(shù)字式酸度計（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）、HG03-JJ型電動攪拌儀（北京億百萬電子有限公司）、TYD-600型超聲波清洗機（北京泰元達精密清洗機）。

1.2 包合物的制備

將一定量β-CD置于一定體積的去離子水與無水乙醇的混合溶液中。N2保護下，在半小時內(nèi)分多次加入一定量FeSO4·7H2O，并且在設(shè)定的溫度下加熱反應(yīng)設(shè)定的時間。反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至潔凈燒杯中冰水浴靜置8小時，抽濾，水洗沉淀物直至濾液加入1%鹽酸羥胺溶液后與鄰菲羅啉溶液不顯色6，真空干燥沉淀物，置于干燥箱中。

1.3 包合物的鑒定

將β-CD與FeSO4·7H2O物理混合，取等量的混合物和包合物，分別與溴化鉀壓片，使用紅外光譜儀掃描，結(jié)果顯示混合物在1700～2000 CM-1處有吸收峰，包合物沒有吸收峰，說明制備過程中不是物理混合，而是化學(xué)鍵合。

1.4 包合率的測定

找出最大吸收波長：制備20 μg/ml亞鐵離子溶液，先加入1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，用紫外風(fēng)光光度儀進行全波長掃描，發(fā)現(xiàn)在510 nm處有最大吸收。

作標準曲線：制備不同濃度梯度的Fe+2，先加入1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，在510 nm處測吸光度，作Fe+2濃度與其吸光度的標準曲線，V=55.4A-0.266

（V為Fe+2濃度，A為吸光度）。

測包合率：取一定質(zhì)量產(chǎn)物，定溶于50 mlPH為1的強酸溶液中，靜置數(shù)分鐘后超聲1 min，再稀釋成40 μg/50 ml的待測液，加入PH為4.6的磷酸鹽緩沖液，1%鹽酸羥胺溶液，再加入鄰菲羅啉溶液，在510 nm處測吸光度，將吸光度代入標準曲線中，算出釋放的Fe+2的質(zhì)量，從而算出包合率。

1.5 制備工藝對包合率的影響

溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為1：1，50℃，攪拌速度300 r/min，反應(yīng)2小時，（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：1，1：2，1：3，1：4，1：5時，包合率分別為0.623，0.879，1.112，1.115，1.119。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：1，50℃，300 r/min，反應(yīng)2小時，（C2H5OH：H2O，n/n）為3：1，2：1，1：1，1：2，1：3時，包合率分別為0.746，0.802，0.623，0.516，0.446。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：1，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為1：1，50℃，

300 r/min，反應(yīng)時間為2 t，3 t，4 t，5 t，6 t時，包合率分別為0.623，0.690，0.753，0.750，0.749。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：1，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為1：1，300 r/min，反應(yīng)2小時，反應(yīng)溫度為40 min，45 min，50 min，55 min，60 min，65 min時，包合率分別為0.410，0.519，0.623，0.782，0.939，0.738。投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：1，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為1：1，50℃反應(yīng)2小時，攪拌速度為150 r/min，200 r/min，250 r/min，300 r/min，350 r/min時，包合率分別為0.598，0.657，0.721，0.623，0.621。

2 結(jié)論與分析

經(jīng)過以上21組實驗條件的摸索，初探得投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）為1：3，溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）為2：1，攪拌速度為250 r/min時，60℃條件下反應(yīng)4 t，β-CD包合Fe2+能得到最大包合率。

隨著投料比（β-CD：FeSO4·7H2O，n/n）增加，包合率整體增加，但是，當投料比為1：3時，繼續(xù)增加FeSO4·7H2O，包合率增加不明顯，排除誤差，可以認定為包合率基本不變，因此選取最佳投料比為1：3，當投料比小于1：3時，包合率均大于1，分析可能有少部分β-CD空腔中包合了多個Fe2+。隨著溶劑配比（C2H5OH：H2O，n/n）增加，包合率先增后減，在配比為2：1時，達到峰值，說明在溶劑配比為2：1時，最利于Fe2+進入β-CD空腔。隨著反應(yīng)時間增加，包合率增加到一定程度就不再增加，說明反應(yīng)時間并非越長越好，當反應(yīng)時間足夠后再增加，并不能讓更多的Fe2+進入β-CD空腔。隨著反應(yīng)溫度的增加，包合率先增后減，說明反應(yīng)溫度并非越高越好，溫度太高，離子運動過快，F(xiàn)e2+反而難以進入空腔。隨著反應(yīng)過程中攪拌速度增快，包合率增加到一定程度不再增加，攪拌可以加快分子、離子運動，但是分子、離子運動速度達到一定程度后繼續(xù)增加運動速度，不能進一步促進Fe2+進入β-CD

空腔。

制備β-CD-Fe+2包合物，本方案重復(fù)性好，穩(wěn)定可行，由于分組例數(shù)有限，探索最佳制備方法以及最佳合成條件有待進一步研究。

參考文獻

[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 Deficiency Anemia.Medical Clinics of North America，2017，101（2）：319.

[5] A Mokhtarifar，F(xiàn)A 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.

本文編輯：吳宏艷