常见的几种环糊精聚合物结构

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6~12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为alpha-、beta-和gama-环糊精(图1)。根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。

图1.从左到右依次为α、β和γ-CD的结构。

1891年，法国科学家从淀粉杆菌的淀粉消化液里分离出一种结晶状物质，偶然发现了CD。该产物的化学行为与纤维素相似，具有不易水解、无还原性等特点，因此，也被称为“纤维素粉”。CD作为继冠醚之后的**代超分子受体，自被发现以来，就越来越受到科研和技术工作者的重视。常见的CD分子有α、β和γ-CD，其聚合度不同造成的分子结构差异。

CD由D-吡喃葡萄糖依靠糖苷键首尾相连形成大环化合物，其疏水空腔提供与模型底物结合的主要位点。这种特殊的结构使得CD能识别多种客体小分子，形成主-客体包结物，并使客体分子的反应活性和溶液等性质产生重大改变，故在超分子领域中具有广泛的应用。

环糊精的超分子识别主要是基于主客体间的包络作用。游离状态时，一定的水溶剂分子结合在主体分子CDs的空腔内部，这些水分子也称之为高能水，其熵和焓都是不利的。游离的主体和客体分乎均处于溶剂化状态（图2）。主客体包合物形成后，CDs空腔内的水分子被客体分子驱逐出腔外，主客体分子都存在一定的去溶剂化作用，而溶剂分子进行重组。

图2.[CD：客体]1：1包络复合物的形成。

将环糊精单元引入聚合物结构中即构成了环糊精聚合物（CDP）。CDP除保持了CD固有的包合性之外，同时具备聚合物的良好性能。此外，聚合物链上同时含有多个CD单元还具有独特的高分子效应，如协同效应、邻基效应和较高的力学强度等，这些性质可以**地提高其对客体分子的识别性、吸附能力以及聚合物的水溶性等[3]。**的CDP的结构如图3所示。

图3.常见的几种环糊精聚合物结构：（a）交联型、（b）线型、（c）星型和（d）聚轮烷型。