Циклодекстрины. Циклодекстрины в добыче нефти


Циклодекстрины — WiKi

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

  Структуры трёх основных циклодекстринов.

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

Благодаря своей способности абсорбировать этиловый спирт (до 60% от собственной массы), циклодекстрины используются как основа для создания порошкообразных растворимых алкогольных напитков.[1]

Циклодекстрины способны увеличивать растворимость малорастворимых лекарств в воде, а также усиливать проникновение лекарств через биологические мембраны.[2]

ru-wiki.org

Циклодекстрины - это... Что такое Циклодекстрины?

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

История изучения

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

Структура и свойства

Структуры трёх основных циклодекстринов.

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Применение

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

dic.academic.ru

Циклодекстрины — Википедия (с комментариями)

Ты - не раб! Закрытый образовательный курс для детей элиты: "Истинное обустройство мира". http://noslave.org

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

История изучения

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

Структура и свойства

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Применение

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

Благодаря своей способности абсорбировать этиловый спирт (до 60% от собственной массы), циклодекстрины используются как основа для создания порошкообразных растворимых алкогольных напитков.[1]

Напишите отзыв о статье "Циклодекстрины"

Примечания

  1. ↑ [http://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_powder Alcohol powder - Wikipedia, the free encyclopedia]

Отрывок, характеризующий Циклодекстрины

Дни шли. Но, к моему величайшему удивлению, Караффа не появлялся... Это было огромным облегчением, но расслабляться, к сожалению, не позволяло. Ибо каждое мгновение я ожидала, какую новую подлость придумает для меня его тёмная, злая душа... Боль с каждым днём потихонечку притуплялась, в основном, благодаря пару недель назад происшедшему и совершенно меня ошеломившему неожиданному и радостному происшествию – у меня появилась возможность слышать своего погибшего отца!.. Я не смогла увидеть его, но очень чётко слышала и понимала каждое слово, будто отец находился рядом со мной. Сперва я этому не поверила, думая, что просто брежу от полного измождения. Но зов повторился... Это и, правда, был отец. От радости я никак не могла придти в себя и всё боялась, что вдруг, прямо сейчас, он просто возьмёт и исчезнет!.. Но отец не исчезал. И понемножку успокоившись, я наконец-то смогла ему отвечать... – Неужели это и правда – ты!? Где же ты сейчас?.. Почему я не могу увидеть тебя? – Доченька моя... Ты не видишь, потому, что совершенно измучена, милая. Вот Анна видит, я был у неё. И ты увидишь, родная. Только тебе нужно время, чтобы успокоиться. Чистое, знакомое тепло разливалось по всему телу, окутывая меня радостью и светом... – Как ты, отец!?. Скажи мне, как она выглядит, эта другая жизнь?.. Какая она? – Она чудесна, милая!.. Только пока ещё непривычна. И так не похожа на нашу бывшую, земную!.. Здесь люди живут в своих мирах. И они так красивы, эти «миры»!.. Только у меня не получается ещё. Видимо, пока ещё рано мне... – голос на секунду умолк, как бы решая, говорить ли дальше. – Меня встретил твой Джироламо, доченька... Он такой же живой и любящий, каким был на Земле... Он очень сильно скучает по тебе и тоскует. И просил передать тебе, что так же сильно любит тебя и там... И ждёт тебя, когда бы ты ни пришла... И твоя мама – она тоже с нами. Мы все любим и ждём тебя, родная. Нам очень не хватает тебя... Береги себя, доченька. Не давай Караффе радости издеваться над тобою. – Ты ещё придёшь ко мне, отец? Я ещё услышу тебя? – боясь, что он вдруг исчезнет, молила я. – Успокойся, доченька. Теперь это мой мир. И власть Караффы не простирается на него. Я никогда не оставлю ни тебя, ни Анну. Я буду приходить к вам, когда только позовёшь. Успокойся, родная. – Что ты чувствуешь, отец? Чувствуешь ли ты что-либо?.. – чуть стесняясь своего наивного вопроса, всё же спросила я. – Я чувствую всё то же, что чувствовал на Земле, только намного ярче. Представь рисунок карандашом, который вдруг заполняется красками – все мои чувства, все мысли намного сильнее и красочнее. И ещё... Чувство свободы потрясающе!.. Вроде бы я такой же, каким был всегда, но в то же время совершенно другой... Не знаю, как бы точнее объяснить тебе, милая... Будто я могу сразу объять весь мир, или просто улететь далеко, далеко, к звёздам... Всё кажется возможным, будто я могу сделать всё, что только пожелаю! Это очень сложно рассказать, передать словами... Но поверь мне, доченька – это чудесно! И ещё... Я теперь помню все свои жизни! Помню всё, что когда-то было со мною... Всё это потрясает. Не так уж и плоха, как оказалось, эта «другая» жизнь... Поэтому, не бойся, доченька, если тебе придётся придти сюда – мы все будем ждать тебя. – Скажи мне отец... Неужели таких людей, как Караффа, тоже ждёт там прекрасная жизнь?.. Но ведь, в таком случае, это опять страшная несправедливость!.. Неужели опять всё будет, как на Земле?!.. Неужели он никогда не получит возмездие?!! – О нет, моя радость, Караффе здесь не найдётся места. Я слышал, такие, как он, уходят в ужасный мир, только я пока ещё там не был. Говорят – это то, что они заслужили!.. Я хотел посмотреть, но ещё не успел пока. Не волнуйся, доченька, он получит своё, попав сюда. – Можешь ли ты помочь мне оттуда, отец?– с затаённой надеждой спросила я. – Не знаю, родная... Я пока ещё не понял этот мир. Я как дитя, делающее первые шаги... Мне предстоит сперва «научиться ходить», прежде чем я смогу ответить тебе... А теперь я уже должен идти. Прости, милая. Сперва я должен научиться жить среди наших двух миров. А потом я буду приходить к тебе чаще. Мужайся, Изидора, и ни за что не сдавайся Караффе. Он обязательно получит, что заслужил, ты уж поверь мне. Голос отца становился всё тише, пока совсем истончился и исчез... Моя душа успокоилась. Это и правда был ОН!.. И он снова жил, только теперь уже в своём, ещё незнакомом мне, посмертном мире... Но он всё также думал и чувствовал, как он сам только что говорил – даже намного ярче, чем когда он жил на Земле. Я могла больше не бояться, что никогда не узнаю о нём... Что он ушёл от меня навсегда. Но моя женская душа, несмотря ни на что, всё так же скорбела о нём... О том, что я не могла просто по-человечески его обнять, когда мне становилось одиноко... Что не могла спрятать свою тоску и страх на его широкой груди, желая покоя... Что его сильная, ласковая ладонь не могла больше погладить мою уставшую голову, этим как бы говоря, что всё уладится и всё обязательно будет хорошо... Мне безумно не хватало этих маленьких и вроде бы незначительных, но таких дорогих, чисто «человеческих» радостей, и душа голодала по ним, не в состоянии найти успокоения. Да, я была воином... Но ещё я была и женщиной. Его единственной дочерью, которая раньше всегда знала, что случись даже самое страшное – отец всегда будет рядом, всегда будет со мной... И я болезненно по всему этому тосковала...

o-ili-v.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Циклодекстрины

Cтраница 1

Циклодекстрины, таким образом, являются весьма удачными моделями реакций между ферментом и субстратом.  [1]

Циклодекстрины ( ЦД) являются циклическими олигосахаридами.  [2]

Циклодекстрины ( ЦЦ; другое название: циклоамилозы, циклополиглюканы, декстрины Шардингера) известны почти 100 лет, но наиболее важные результаты при их изучении получены в последние 10 - 12 лет - они обусловили широкое практическое применение ЦЦ.  [3]

Циклодекстрины представляют собой теоретически важную группу веществ, образующих твердые соединения включения, которые имеют каналы диаметром 9 - 10 А, устойчивых и в отсутствие включенных молекул. Эти вещества и, в частности, их необычное поведение в растворе будут кратко рассмотрены в разделе VI. Наряду с другими комплексообразователями эти вещества подробно рассмотрены в главе девятой. Некоторые белки и азотсодержащие полимеры также способны образовывать слоевые структуры с водородными связями и спиральные решетки, идеально приспособленные к формированию соединений включения. Крамер [22] сделал обзор свойств белковых соединений включения, таких, как слоевые, образованных лошадиным гемоглобином и сывороточными альбуминами.  [4]

Циклодекстрины являются оптически активными соединениями 1 состоящими из а-глюкозных структурных единиц, поэтому можно ожидать, что при образовании соединения включения при действии какого-либо рацемата предпочтительно будет включаться один из антиподов. Крамер и Дитч [19] показали, что нерастворимые соединения включения р-циклодекстрина с несколькими рацематами обогащены на 3 - 12 % одним из стереоизомеров. Были частично разделены рацематы этиловых эфиров миндальной, о-хлормин-дальной, фенилхлоруксусной, фенилбромуксусной и акролакто-новой кислот, а также метиловых эфиров уксусной и монохлор-уксусной, дихлорянтарной, коричной 4 4 - и 2 2 -дихлорбензойной кислот.  [5]

Циклодекстрины непосредственно влияют на асимметричные реакции [20] веществ, с которыми образуются соединения включения. При добавлении синильной кислоты к 2 - и 4-хлорбензальдегиду в присутствии а-циклодекстрина получаются оптические активные а-оксинитрилы, которые после омыления дают оптически активные миндальные кислоты. Образование соединения включения Р - ЦИКЛО-декстрина с рацематом этилового эфира 2-хлорминдальной кислоты приводит к стереоспецифическому омылению сложного эфира, в результате чего образуется оптически активная 2-хлорминдальная кислота. Установлено, что эфир, оставшийся после 50 % - ного омыления, тоже оптически активен; таким образом, происходит некоторое обогащение одним из энантиоморфных веществ.  [6]

Циклодекстрины - оптически активные соединения. Они могут быть использованы для разделения рацематов типа эфиров миндальной или метиловых эфиров уксусной и монохлоруксусной кислот.  [7]

Использовать циклодекстрины для биомиметической химии предложил Крамер ( в 1965 г.), а также Летцингер, Моравиц и эта идея получила дальнейшее развитие благодаря рабо - Бреслоу и Табуши. Бреслоу [174] первым показал, что в системе, содержащей а-циклодекстрин, может происходить селективное замещение в ароматическом кольце. Он обнаружил, что обработка водного раствора анизола ( 0 1 ммоль / л) при комнатной температуре НОС1 ( 0 01 моль / л) в присутствии избытка а-циклодекстрина приводит к 96 % - ному хлорированию анизольного кольца в ара-положении.  [8]

В водных растворах циклодекстрины обычно имеют конформа-цию своего рода усеченного конуса ( рис. 7.3) с гидрофобной внутренней поверхностью. Гидрофобные молекулы, подобные бензолу или гексану, способные входить и выходить из полости, обратимо сорбируются на такой поверхности. Удерживание гидрофобных сорбатов в большой степени зависит от эффективности контакта с внутренней поверхностью полости. Подобным же образом энантиоселективность связывают с хиральной структурой при входе в полость, образованной расположенными здесь гидроксильны-ми группами в положениях 2 и 3 глюкозидных остатков.  [10]

Несколько иной тип специфичности проявляют циклодекстрины при химическом взаимодействии с реагентами, с которыми они образуют более или менее специфические соединения включения. Значительно большую специфичность по отношению к субстратам обнаруживает циклогексаамилоза в реакции ацилирования замещенными фенилацетатами.  [11]

Для фармацевтических исследований наибольший интерес представляют циклодекстрины, которые, в отличие от других молекул хозяев, способны образовывать соединения не только при кристаллизации, но и в растворах, что объясняется строением циклодекстринов. Такие продукты называют комплексами включения ( KB) или инклюзионными комплексами.  [12]

Для определения незаряженных электроактивных молекул используются циклодекстрины, образующие с органическими соединениями молекулярные комплексы типа гость-хозяин. Они выступают в качестве локомотива, который увлекает за собой нейтральную молекулу при движении внутри капилляра. Таким способом определяют энантиомеры аминокислот, алкалоиды, кортико-стероиды, полициклические углеводороды, полихлорированные бифенилы, витамины.  [14]

В кристаллическом состоянии как амилоза, так и циклодекстрины имеют канальную структуру; циклодекстрины могут также иметь структуру, в которой осевые отверстия, образованные циклическими молекулами, блокируются на каждом конце некоакси-ально расположенными молекулами декстрина, вследствие чего в структуре возникает ряд кристаллографически родственных ячеек. Если каждая из этих клеток занята молекулами-гостями, то отношение хозяин: гость в целом будет мольным, что и наблюдается для многих соединений циклодекстринов. В канальных структурах длина молекулы-гостя может быть любой при условии, что ее диаметр соизмерим с диаметром канала. Величина мольного отношения [ хозяин ]: [ гость ] определяется длиной молекулы-гостя и зависит от того, насколько заполнены каналы.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Циклодекстрины Википедия

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

История изучения

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

Структура и свойства

Структуры трёх основных циклодекстринов.

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Применение

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

Благодаря своей способности абсорбировать этиловый спирт (до 60% от собственной массы), циклодекстрины используются как основа для создания порошкообразных растворимых алкогольных напитков.[1]

Циклодекстрины способны увеличивать растворимость малорастворимых лекарств в воде, а также усиливать проникновение лекарств через биологические мембраны.[2]

Примечания

Литература

  • Cyclodextrins. Preparation and Application in Industry Edited By: Zhengyu Jin https://doi.org/10.1142/10701
  • Coisne, C., Tilloy, S., Monflier, E., Wils, D., Fenart, L., & Gosselet, F. (2016). Cyclodextrins as Emerging Therapeutic Tools in the Treatment of Cholesterol-Associated Vascular and Neurodegenerative Diseases. Molecules, 21(12), 1748. DOI:10.3390/molecules21121748
  • Yao, J., Ho, D., Calingasan, N. Y., Pipalia, N. H., Lin, M. T., & Beal, M. F. (2012). Neuroprotection by cyclodextrin in cell and mouse models of Alzheimer disease. The Journal of experimental medicine, 209(13), 2501-2513. DOI:10.1084/jem.20121239
  • Sebastian Zimmer, Alena Grebe, Siril S. Bakke et al., and Eicke Latz (2016). Cyclodextrin promotes atherosclerosis regression via macrophage reprogramming. Science Translational Medicine: 8(333), 333ra50 DOI:10.1126/scitranslmed.aad6100
  • Mistry, R. H., Verkade, H. J., & Tietge, U. J. (2017). Absence of intestinal microbiota increases ß‐cyclodextrin stimulated reverse cholesterol transport. Molecular Nutrition & Food Research. DOI:10.1002/mnfr.201600674
  • Crumling MA, Liu L, Thomas PV, Benson J, Kanicki A, Kabara L, et al. (2012) Hearing Loss and Hair Cell Death in Mice Given the Cholesterol-Chelating Agent Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin. PLoS ONE 7(12): e53280. DOI:10.1371/journal.pone.0053280 Хотя циклодекстрин уменьшает накопление холестерина и липидов, что позволяет лечить болезнь Нимана-Пика типа С, болезнь Альцгеймера и атеросклероз, это лечение сопровождается отрицательным побочным эффектом в виде потери слуха

wikiredia.ru

Циклодекстрины — Википедия

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

Структуры трёх основных циклодекстринов.

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов[править | править код]

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

Благодаря своей способности абсорбировать этиловый спирт (до 60% от собственной массы), циклодекстрины используются как основа для создания порошкообразных растворимых алкогольных напитков.[1]

Циклодекстрины способны увеличивать растворимость малорастворимых лекарств в воде, а также усиливать проникновение лекарств через биологические мембраны.[2]

  • Cyclodextrins. Preparation and Application in Industry Edited By: Zhengyu Jin https://doi.org/10.1142/10701
  • Coisne, C., Tilloy, S., Monflier, E., Wils, D., Fenart, L., & Gosselet, F. (2016). Cyclodextrins as Emerging Therapeutic Tools in the Treatment of Cholesterol-Associated Vascular and Neurodegenerative Diseases. Molecules, 21(12), 1748. DOI:10.3390/molecules21121748
  • Yao, J., Ho, D., Calingasan, N. Y., Pipalia, N. H., Lin, M. T., & Beal, M. F. (2012). Neuroprotection by cyclodextrin in cell and mouse models of Alzheimer disease. The Journal of experimental medicine, 209(13), 2501-2513. DOI:10.1084/jem.20121239
  • Sebastian Zimmer, Alena Grebe, Siril S. Bakke et al., and Eicke Latz (2016). Cyclodextrin promotes atherosclerosis regression via macrophage reprogramming. Science Translational Medicine: 8(333), 333ra50 DOI:10.1126/scitranslmed.aad6100
  • Mistry, R. H., Verkade, H. J., & Tietge, U. J. (2017). Absence of intestinal microbiota increases ß‐cyclodextrin stimulated reverse cholesterol transport. Molecular Nutrition & Food Research. DOI:10.1002/mnfr.201600674
  • Crumling MA, Liu L, Thomas PV, Benson J, Kanicki A, Kabara L, et al. (2012) Hearing Loss and Hair Cell Death in Mice Given the Cholesterol-Chelating Agent Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin. PLoS ONE 7(12): e53280. DOI:10.1371/journal.pone.0053280 Хотя циклодекстрин уменьшает накопление холестерина и липидов, что позволяет лечить болезнь Нимана-Пика типа С, болезнь Альцгеймера и атеросклероз, это лечение сопровождается отрицательным побочным эффектом в виде потери слуха

ru.wikiyy.com

Циклодекстрины — Википедия

Циклодекстри́ны — углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала.

В составе циклодекстринов остатки D-(+)-глюкопиранозы объединены в макроциклы α-D-1,4-гликозидными связями. По свойствам циклодекстрины резко отличаются от обычных (линейных) декстринов. Иногда циклодекстрины называют циклоамилозами, цикломальтоолигосахаридами, цикломальтодекстринами. Историческое название: кристаллические декстрины Шардингера.

История изучения

Впервые циклодекстрины были обнаружены М. Вилльером (М. А. Villiers) в 1891 г., исследовавшим продукты метаболизма бактерий Clostridium butyricum, и давшим первое описание этих кристаллических углеводов под названием «целлюлозин» (cellulosine). Наибольший вклад в исследование циклодекстринов внёс позднее (1903—1911 гг.) Ф. Шардингер (F. Schardinger), в честь которого они длительное время назывались декстринами Шардингера.

Видео по теме

Структура и свойства

Структуры трёх основных циклодекстринов.

Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса. Внешне — это белые кристаллические и аморфные субстанции. Количество кристаллизационной воды варьирует от 1 до 18 % в зависимости от методов сушки и приготовления препарата.

Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель — α-циклодекстрин — состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин — 8 звеньев. Именно эти три типа наиболее распространены и исследованы. Циклодекстрин, молекулы которого состоят из 5 глюкопиранозных звеньев, ферментативными методами до сих пор не синтезирован.

При трансформации крахмала в циклодекстрины с помощью микробного фермента циклодекстринглюканотрансферазы (ЦГТазы, КФ 2.4.1.19) также образуются циклические сахара, имеющие девять, десять, одиннадцать и более (до 30—60) остатков глюкозы в цикле и обозначаемые соответствующими буквами греческого алфавита σ, ε, ζ, η, θ и т. д. Это так называемые крупнокольцевые (large-ring) циклодекстрины.

В нижеприведённой таблице — основные свойства циклодекстринов:

Свойство α-циклодекстрин β-циклодекстрин γ-циклодекстрин
Число остатков глюкозы в макроцикле 6 7 8
Молекулярный вес, Да 972,85 1134,99 1297,14
Внешний диаметр тора, Å 13,7 15,3 16,9
Внутренний диаметр полости тора, Å 5,2 6,6 8,4
Высота тора, Å 7,8 7,8 7,8
Объём внутренней полости, ų 174 262 472
Физический объём полости в навеске 1г ЦД, мл: 0,1 0,14 0,2
Частичный молярный объём в растворах, мл*моль−1 611,4 703,8 801,2
Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5 1,85 23,2
Температура разложения, °С 278 299 267

Образование клатратов

Форма молекул циклодекстринов в грубом приближении представляет собой тор, также напоминающий полый усечённый конус. Данная форма стабилизирована водородными связями между OH-группами, а также α-D-1,4-гликозидными связями. Все ОН-группы в циклодекстринах находятся на внешней поверхности молекулы. Поэтому внутренняя полость циклодекстринов является гидрофобной и способна образовывать в водных растворах комплексы включения с другими молекулами органической и неорганической природы. В комплексах включения кольцо циклодекстрина является «молекулой хозяином», включённое вещество называют «гостем».

Комплексы включения в воде диссоциируют на циклодекстрин и исходное вещество, проявляя основные свойства последнего. При нагревании выше 50—60 °C комплексы обычно распадаются полностью и обычно восстанавливают свою структуру при охлаждении.

В процессе образования комплексов меняются многие исходные свойства включаемых соединений. Нерастворимые в воде вещества, приобретают большую растворимость, становятся стабильными в процессах окисления и гидролиза, меняют вкус, цвет и запах. Из жидкостей и даже некоторых благородных газов могут быть получены порошкообразные соединения, из маслообразных веществ — полностью растворимые в воде препараты (например, жирорастворимые витамины).

Применение

Благодаря своим свойствам циклодекстрины широко применяются в пищевых технологиях, фармацевтике, косметике, биотехнологии, аналитической химии, имеют хорошие перспективы использования в текстильной промышленности, в процессах очистки воды и даже в добыче нефти.

Бета-циклодекстрин зарегистрирован в качестве пищевой добавки E459.

В настоящее время циклодекстрины доступны по низким ценам, их мировое производство оценивается в объёмах десятков тысяч тонн.

Благодаря своей способности абсорбировать этиловый спирт (до 60% от собственной массы), циклодекстрины используются как основа для создания порошкообразных растворимых алкогольных напитков.[1]

Циклодекстрины способны увеличивать растворимость малорастворимых лекарств в воде, а также усиливать проникновение лекарств через биологические мембраны.[2]

Примечания

Литература

  • Cyclodextrins. Preparation and Application in Industry Edited By: Zhengyu Jin https://doi.org/10.1142/10701
  • Coisne, C., Tilloy, S., Monflier, E., Wils, D., Fenart, L., & Gosselet, F. (2016). Cyclodextrins as Emerging Therapeutic Tools in the Treatment of Cholesterol-Associated Vascular and Neurodegenerative Diseases. Molecules, 21(12), 1748. DOI:10.3390/molecules21121748
  • Yao, J., Ho, D., Calingasan, N. Y., Pipalia, N. H., Lin, M. T., & Beal, M. F. (2012). Neuroprotection by cyclodextrin in cell and mouse models of Alzheimer disease. The Journal of experimental medicine, 209(13), 2501-2513. DOI:10.1084/jem.20121239
  • Sebastian Zimmer, Alena Grebe, Siril S. Bakke et al., and Eicke Latz (2016). Cyclodextrin promotes atherosclerosis regression via macrophage reprogramming. Science Translational Medicine: 8(333), 333ra50 DOI:10.1126/scitranslmed.aad6100
  • Mistry, R. H., Verkade, H. J., & Tietge, U. J. (2017). Absence of intestinal microbiota increases ß‐cyclodextrin stimulated reverse cholesterol transport. Molecular Nutrition & Food Research. DOI:10.1002/mnfr.201600674
  • Crumling MA, Liu L, Thomas PV, Benson J, Kanicki A, Kabara L, et al. (2012) Hearing Loss and Hair Cell Death in Mice Given the Cholesterol-Chelating Agent Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin. PLoS ONE 7(12): e53280. DOI:10.1371/journal.pone.0053280 Хотя циклодекстрин уменьшает накопление холестерина и липидов, что позволяет лечить болезнь Нимана-Пика типа С, болезнь Альцгеймера и атеросклероз, это лечение сопровождается отрицательным побочным эффектом в виде потери слуха

wiki2.red