通過lnK和1/T的相溶對應關係,選擇合適的解度究环橫縱坐標作圖,線性回歸得到不同環糊精作用下lnK和1/T的法研線性方程,計算熱力學參數△H和△S,糊精黄酮結果見表2所示。对氢由表2可知,增溶作用溫度從303K到323K變化,相溶K值呈現降低的解度究环趨勢,從而可以初步判斷高溫不利於環糊精對二氫黃酮苷的法研溶解度改善。可能是糊精黄酮因為隨著溫度的升高,分子熱運動增強,对氢不利於二氫黃酮苷進入環糊精的增溶作用空腔,並且包合物易解離。相溶△G均小於0,解度究环且溫度向高溫方向變化時,法研△G略微增大,但增大的幅度不大,說明二氫黃酮苷與環糊精的包合自發進行。△H均小於0,說明環糊精與二氫黃酮苷的增溶過程會放熱,溫度降低有利於包合反應,這與表3包合常數測定的結果一致。△S為負值,說明包合物形成過程熵值減小,包合物形成以後,整個體係的有序性增加。△H和△S均為負值,說明範德華力在包合過程中起主導作用,以焓變控製為主,符合熵焓補償效應。
4、環糊精/二氫黃酮苷包合過程的熱力學計算
5、不同環糊精對二氫黃酮苷增溶效應分析
通過相溶解度法研究環糊精對二氫黃酮苷的增溶作用,各種環糊精在不同濃度、不同溫度下對二氫黃酮苷的增溶能力,用增溶因子S/So表示,S為二氫黃酮苷在各種環糊精中的溶解度,So為二氫黃酮昔在水中的固有溶解度。結果見表3~5所示。
由表3~5可知,在相同條件下,環糊精對二氫黃酮苷的增溶效果依次為:甲基-β-環糊精>羥乙基-β-環糊精>2-羥丙基-β-環糊精>β-環糊精>麥芽糖基-β-環糊精>γ-環糊精>α-環糊精,且增溶作用隨每種環糊精濃度的增加而增加;另外,相同濃度環糊精下,增溶能力隨溫度的升高而降低。β-環糊精衍生物對二氫黃酮苷有較為明顯的增溶作用,其中30℃下甲基-β-環糊精可以使二氫黃酮苷在純水中的溶解度增大19.78倍。
包合物的形成首先取決於客體分子與主體空腔的匹配度,環糊精的空腔具有一定的剛性,客體分子幾何尺寸會影響包合物的形成。甲基是極性較強的基團,它們的極性大於羥丙基和羥乙基,對在純水中顯中性的二氫黃酮苷包合時,結合的更加牢固,增溶效果也更顯著。由於引入側鏈,β-環糊精衍生物的增溶能力幾乎均大於β-環糊精本身,麥芽糖基-β-環糊精的增溶能力幾乎與β-環糊精相當,麥芽糖基的引入,部分打開了空腔內的氫鍵,增加了空腔的相對體積,但是,較大的麥芽糖基在空腔外部的環上增加了空間位阻,會影響客體分子的包合。Α-環糊精、γ-環糊精的空腔內徑可能與二氫黃酮苷匹配度不高,影響了主客體分子的相互作用,導致增溶效應不明顯。
三、結論
通過係統研究二氫黃酮苷在不同溫度、不同環糊精存在下的相溶解度變化,本文初步揭示了環糊精包合二氫黃酮苷的熱力學規律。隨著溫度升高,主客體複合物的包合常數K減小,不利於包合物的形成。熱力學參數△G、△H均為負值,且△G隨著溫度的升高在減小,說明二氫黃酮苷與環糊精的包合反應是自發進行的放熱反應。△S為負值,表明包合物形成以後,整個體係的有序性增加。環糊精對二氫黃酮苷的增溶效果依次為:甲基-β-環糊精>羥乙基-β-環糊精>2-羥丙基-β-環糊精>β-環糊精>麥芽糖基-β-環糊精>γ-糊精>α-環糊精,且增溶作用與環糊精濃度呈正相關,與溫度呈負相關。采用環糊精包合技術,能夠明顯增加二氫黃酮苷在純水中的溶解度,這為開發不同用途的二氫黃酮苷產品提供了一定的理論參考。
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