β-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)圖片教學(xué)資料

1、2.環(huán)糊精包合依達(dá)拉奉有兩種結(jié)構(gòu)可能，1是苯環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精空腔的“苯環(huán)包合”方式，2是雜環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精空腔的“雜環(huán)包合”方式。苯環(huán)包合結(jié)構(gòu)環(huán)糊精能夠增溶紫杉醇達(dá)到10mg/ml以上的溶解度（見本實驗室國際專利），增溶達(dá)10000倍以上。分子模擬表明，環(huán)糊精的包合，使紫杉醇分子溶劑可及表面積的分布發(fā)生改變，1：3包合時，紫杉醇包合物分子親水表面積與疏水表面積的比例得到顯著提高，另外，包合常數(shù)（約1700M-1）表明，水溶液中紫杉醇包合物存在包合-離解平衡，游離態(tài)紫杉醇含量低，因而環(huán)糊精能夠極大地增強紫杉醇水溶性。分子模擬說明，環(huán)糊精的包合有可能增強紫杉醇水溶性。在計算機分子模擬基礎(chǔ)上經(jīng)過1年多數(shù)百次

2、的試驗、承擔(dān)風(fēng)險的不懈努力，終于試驗成功。紫杉醇分子結(jié)構(gòu)紫杉醇分子溶劑可及表面積紫杉醇環(huán)糊精1：1包合物溶劑可及表面積紫杉醇環(huán)糊精1：2包合物溶劑可及表面積紫杉醇環(huán)糊精1：3包合物溶劑可及表面積認(rèn)識環(huán)糊精疏水部分疏水部分親水部分溶液中的CD-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)模型 （beta-CD） 范德華表面范德華表面（圖1） 說明: 范德華表面與范德華填充結(jié)構(gòu)式不同，其區(qū)別是：在范德華填充式外加一層沒有厚度的“薄皮”，就成為范德華表面。范德華表面里，原子-原子的過渡十分平滑而沒有明顯的棱角和分界，又如苯丙醇分子模型所示（圖2）（點擊圖形獲得大圖）-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)模型 （beta-CD） 表面電子密度Beta-CD分子

3、表面電子密度（計算程序: MOPAC/PM3）分子表面電子密度，分子表面等靜電勢區(qū)域形成等靜電勢面，以顏色標(biāo)注可以直觀反映分子電荷分布。Beta-CD 內(nèi)腔（白色）為高電荷（低電子）密度區(qū)，而分子上下兩端羥基及糖苷鍵氧（深藍(lán)）為電荷密度低（高電子密度）的分布區(qū)。等靜電勢區(qū)域的解釋：如苯丙醇分子（圖2，點擊圖形獲得大圖），分子中電負(fù)性氧原子具有最高的電子密度（深藍(lán)色），共軛的苯環(huán)中心及側(cè)鏈連接的苯環(huán)碳原子電子密度次之（蘭色），羥基氫由于氧原子的強電負(fù)性而具有最高的電荷（白色），側(cè)鏈連接的苯環(huán)鄰位氫由于側(cè)鏈羥基的共軛傳遞而顯部分的高電荷（白色區(qū)域小于羥基氫），分子中其他氫的電荷密度次之（紅色）。-

4、環(huán)糊精結(jié)構(gòu)模型 （beta-CD） 溶劑可及表面Beta-CD 溶劑可及表面，說明內(nèi)層左為范德華填充式結(jié)構(gòu)、右為球棒式，上-下旋轉(zhuǎn)90度（俯視-側(cè)視）圖片（點擊圖形獲得大圖）網(wǎng)格線為分子的溶劑可及表面：蘭色示親水（表面），黃色示疏水。Beta-CD 空腔的黃色網(wǎng)格線面，表明環(huán)糊精內(nèi)為疏水空腔，而外層親水。溶劑可及表面大于范德華填充式表面，二者之間存在類似“大氣層”的空間，大氣層即是分子化學(xué)與物理反應(yīng)的分界帶。范德華填充式表面：分子間導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的“最遠(yuǎn)距離”；分子間物理作用（溶劑化、吸附等）的“最近距離”分子溶劑可及表面：分子間物理作用的“最遠(yuǎn)距離”-環(huán)糊精 （beta-CD）苯丙醇包合能

5、量計算及驗證苯丙醇包合能量計算計算程序：MM3beta-環(huán)糊精與苯丙醇的分子識別苯丙醇存在兩種包合方式：1）是側(cè)鏈進(jìn)入環(huán)糊精（左）；2）是苯環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精的包合（右）。計算結(jié)果：苯環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精的狀態(tài)能量（-14.55）低于側(cè)鏈進(jìn)入方式的 (-13.04)，因此由計算預(yù)測結(jié)論是苯環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精的包合更加穩(wěn)定。即苯丙醇/環(huán)糊精包合是以苯環(huán)深入環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)形成包合物。實際測定（1HNMR）表明：環(huán)糊精的 H-5 在包合物中發(fā)生位移，其原因是H-5 處于苯環(huán)上下方時“感受”強的去屏蔽作用，即H-5 的位移是苯環(huán)進(jìn)入環(huán)糊精的證據(jù)。分子識別：分子僅以特定的空間位置發(fā)生相互作用，形成特定的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而具有特定的性質(zhì)性能。藥物環(huán)糊精包合的結(jié)構(gòu)是改進(jìn)藥物的研究基礎(chǔ)，可以提供環(huán)糊精對我們所需的藥物性能改進(jìn)是有利還是不利的有用信息，判斷環(huán)糊精包合技術(shù)的適用性。實踐證明，并不是所有的難溶藥物都適合環(huán)糊精，尤其是化學(xué)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的難溶藥物，環(huán)糊精即可促進(jìn)