论文总字数：15655字

摘 要

β-环糊精（β-cyclodextrin，缩写β-CD）是环糊精的一种，是由7个β-吡喃葡萄糖的构造通过a-(1,4)-糖苷键连接而成的环状低聚糖呈上宽下窄中空的环筒状的结构特点，能将一定大小和形状的客体饱和而形成包合物，成为引人瞩目的新型包合物材料。但由于β-环糊精在水中的溶解度较低，导致环糊精无法作用于很多应用。于是近年来，研究人员对β-环糊精进行了一定的改进，将其接枝棉织物包和香料，从而提高其利用率。

本论文使用DL-苹果酸作为交联剂，将β-环糊精接枝到纤维素和淀粉上，实验结果表明β-环糊精能够成功接枝，并且其本身所具有的包合的特点没有受到破坏。然后将其接枝产物包合乙基香兰素，应用于香料的缓释。

关键词：β-环糊精；接枝；纤维素；淀粉；包合；乙基香兰素

Study on β-cyclodextrin Grafting and Inclusion of Ethyl Vanillin

Abstract

β-cyclodextrin (β-CD) is a kind of cyclodextrin, which is a ring formed by a-(1,4)-glycosidic bond structure of 7 β-glucopyranose. The oligosaccharide has a narrow, hollow, hollow cylindrical structure, which can saturate a certain size and shape of the guest to form a clathrate, and becomes a novel clathrate material. However, due to the low solubility of β-cyclodextrin in water, cyclodextrin cannot be used in many applications. In recent years, researchers have made some improvements to β-cyclodextrin, which grafted cotton fabrics, bags and spices to improve their utilization.

In this thesis, DL-malic acid was used as a cross-linking agent to graft β-cyclodextrin onto cellulose and starch. The experimental results show that β-cyclodextrin can be successfully grafted, and its own inclusion characteristics. Not damaged. The grafted product is then coated with ethyl vanillin for sustained release of the perfume.

Key words:β-cyclodextrin;graft;Cellulose;starch;Inclusion;Ethyl vanillin

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引 言 1

1.1 环糊精的发现与发展 1

1.3 环糊精的结构与性质 1

1.3.1 环糊精的结构 1

1.3.2 环糊精的性质 2

1.4 环糊精的改性 2

1.5 环糊精的应用 3

1.5.1 环糊精在药物上的应用 3

1.5.2 环糊精包合物在食品工业中的应用 4

1.5.3 环糊精在环境保护上的应用 4

1.5.4 作为除臭剂包络气体分子 4

1.5.5 环糊精在化妆品中的应用 4

1.6 β-环糊精含量测定的原理 4

1.7 包合物形成的条件和制备方法 6

1.7.1 包合物形成的条件 6

1.7.2 包合物的制备方法 6

1.7 乙基香兰素 6

1.7.1 结构式 6

1.7.2 乙基香兰素的简介 7

1.8 本文的研究意义及主要内容 7

第二章 β-环糊精接枝纤维素和淀粉的研究 7

2.1 实验药品和仪器 7

2.1.1 实验药品 7

2.1.2 实验仪器 8

2.2 实验步骤 8

2.2.1 β-环糊精接枝纤维素 8

2.2.2 β-环糊精接枝淀粉 9

第三章 β-环糊精接枝及包合乙基香兰素的研究 9

3.1 实验药品和仪器 9

3.1.1 实验药品 9

3.1.2 实验仪器 10

3.2 实验内容 10

3.2.1 包合物的制备 10

3.3 β-CD含量的测定 10

3.3.1 溶液的配制 10

3.3.2 β-环糊精标准曲线 10

3.3.3 吸光度的测定 11

第四章 结果与讨论 11

4.1 标准曲线的绘制 11

4.1.1 包合量的含量测定 11

4.2 红外分析 12

4.2.1 β-环糊精接枝淀粉包合乙基香兰素 12

4.2.2 β-环糊精接枝纤维素包合乙基香兰素 12

4.3 热重分析 13

4.3.1 接枝纤维素包合乙基香兰素 13

4.3.2 接枝淀粉包合乙基香兰素 16

第五章 结 论 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 引 言

1.1 环糊精的发现与发展

1941年后，环糊精被Villiers发现已有100多年的历史。它对超分子化学的发展起着决定性的作用，蕴含了许多科学家的智慧和劳动。从芽抱杆菌的1千克淀粉消化液中分离出了3克能在水中重结晶的物质最早被Villiers发现，确定其组成（C ₆ H ₁₀ O ₅）₂ * 3 H ₂ O并命名为木粉^[1]。 19世纪初，两种结晶化合物通过分离的淀粉菌株消化Schardingei被得到。从Villier分离的木粉被证实与这些物质相同，并且通过碘-碘化钾反应来区分α-环糊精和β-环糊精。通常，通过碘反应定量α，β-环糊精的方法来使用环糊精（β-环糊精）。 酿酒酵母（Bacillus cerevisiae）已被Schardinger成功分离出，被称为Bacillus macerans^[2]。生产和研究中常用的菌株仍然是芽孢杆菌。环糊精同时也被称为沙丁鱼糊精，用来纪念他对建立环糊精化学基质作出的贡献。环糊精化学研究中的领导地位被 Schardinger发现时，因为不充分的凝固点的使用，配合物可以由这种结晶糊精及其乙酰化产物与各种有机配合物结合形成。分子量由该方法确定，由于许多猜测不是基于事实，导致了这段时间的研究非常缓慢。

19世纪中叶到20世纪初，当Schardinger的第一本关于α-CD和β-CD的书被出版时，环糊精物质的大小和形成由Norman Haworth领导的英国环糊精研究小组详细阐述了其构成。20世纪30年代，环糊精和各种有机化合物形成配合物的性质也被发现了。环糊精化学发展的第二阶段发生在1930年6月到1960年11月。他的研究者在纯环糊精结果的基础上被 Freudenberg首先得到，通过乙酰溴的水解和多甲基化的反应产物，和Schardinger糊精是由麦芽糖联合的葡萄糖提出它是环状分子。该分子仅含有α-1,4糖苷键^[3]。1936年，这些结晶糊精的结构被提出。2年间，Pitha发现了Y-环糊精并证实了它的结构。与此期间同时参与本研究的是两个研究小组，他们通过研究环糊精的理化性质，指出了可能是更大的环和与其他有机分子的复合物这一点。由于这个研究期，我们意识到环糊精很可能在工业中使用。虽然已经建立了实验室规模的制备方法，但是关于毒性测定存在争议，这阻碍了应用领域的开创性研究。

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