微型胶囊、包合物和固体分散物(二)

包合技术
第一节概述

包合技术形成的一类独特的络合物称为包合物。翻译包括包含、包合、加合、包合等。
分子包合物在药学研究领域非常活跃，早在20世纪50年代就已经认识到它对药物的处方前工作具有重要意义。最早的药学研究是Higuchi和zuck的工作。他们的研究显示了包合物的固有特性，如包合物增加了药物的溶解度和稳定性，影响了药物在包合物中的体内吸收、分布和包合方法，还影响了药物的有效时间和持续时间。
随着工业生产的发展，近20年来关于环糊精的报道很多，尤其是它在药物中的应用。因此，研究和应用包合技术，开发药物新剂型和新品种具有良好的前景。
一、包合物的组成及分类
包合物是一种分子，在空之间的结构中全部或部分含有另一种分子。具有内含物的外层分子称为主分子，被包含在主分子空中的小分子物质称为客体分子。因此，包合物也叫分子胶囊。
包合化合物有两种常见的分类方法。
(一)根据包合物的结构和性质，称为弗兰克分类法。
1。多分子内含物。多分子内含物是由几个主分子通过氢键连接，按一定方向松散排列形成晶格空孔，客体分子嵌入空孔中。包合佐剂包括硫脲、尿素、脱氧胆酸、氢醌、苯酚等。
2。单分子包合物单分子包合物由单个主分子和单个客体分子组成。也就是说，单个半分子的空孔包含客体分子，例如具有管状空孔的环糊精。
3。大分子笼形物天然或人工合成的大分子化合物可以形成多孔结构，可以容纳一定大小的分子。常见的有葡聚糖凝胶、沸石、硅胶、纤维素、蛋白质等。它广泛应用于药物研究和生产。
(II)根据包合物的几何形状进行分类
1。管状笼形物是由一种分子组成的管状或圆柱形空孔骨架，填充另一种分子。管状包合物在溶液中稳定，如尿素、硫脲、环糊精、脱氧胆酸等。
2。笼形笼形物是客体分子进入由几个主分子组成的笼状晶格中形成的，其空是完全封闭的。重要的是氢醌包合物和邻百里渊甘油三酯包合物。
对苯二酚(氢奶酪)笼形物，三个对苯二酚分子通过O—H…O型氢键形成一个环状结构，两个环状结构正反结合，即开口端相互交叉形成一个笼子，可使甲醇、乙酯、甲酸、乙烯、二氧化硫、二氧化碳、氯化氢、溴化氢、硫化氢、氩气、氪气等。这种包合物的制备简单。将主分子溶解在溶剂中，然后加入客体分子使其饱和，即沉淀出包合物的晶体。固体包合化合物是稳定的，并且被包合的客体分子的气味消失。客体分子可以通过加热和溶解在水中或者研磨和压碎晶体来释放。
3。由层状包合物如粘土和石墨包合物形成的包合物。药物可以与某些表面活性剂形成胶束，某些胶束的结构也属于包合物。当月桂酸钾增溶乙苯时，乙苯可以存在于表面活性剂的亲脂性基团之间，形成层状包合物。非离子型表面活性剂增溶维生素A棕榈酸酯，其结构也可以认为是层状包合物(图1)。

二。包合原理
当主体分子和客体分子参与包合时，它们之间不发生化学反应。没有离子键、共价键、配位键等化学键，包合主要是物理过程。
包合物的形成条件主要取决于主体分子和客体分子的三维结构及其极性。包合物的稳定性取决于两个分子间范德华力的大小。例如分散力、偶极-偶极引力、氢键、电荷转移力等。，有时候是单个力量在起作用，大部分是几个力量的合力。
(一)分子结构和大小主分子可以是单分子，如直链淀粉、环糊精等。、或由通过氢键结合的多个分子聚合形成的晶格，例如氢醌、尿素等。需要有一定形状和大小的空孔、特定的笼子、洞穴或通道来容纳客体分子。
客体分子的大小和分子形状应与主体分子提供的空相容。如果客体分子小，选择的主体分子大，包结力弱，客体分子可以自由进出洞穴；如果客体分子过大，难以嵌入空孔或只有侧链进入，包结力较弱，难以形成稳定的包结物。只有当主客体分子大小合适，主客体分子间的间隙小，产生足够强度的范德华力，才能形成稳定的包合物。
(2)主客体分子比的包合物不仅在固态下可以形成，在水和有机溶剂中也可以形成。包合物的客体分子不一定都在空腔内，也可以在晶格的空间隙内；在溶液中，客体分子在空腔中。因此，主体和客体分子的比例通常不遵循化学计量关系。客体分子的数量取决于主体分子提供的空空穴的数量，所有空空穴并没有被完全占据，所以主体分子和客体分子的比例有很大的变化范围。可以用一个最大组成式(nC)(mM)来表示，其中C和M分别表示主体分子和客体分子的组成，N是每个单元(通常是晶格或晶胞)中C(主体)分子的数目，M是单个空孔中可以容纳的M(客体)分子的数目。上面的公式也可以用(n/m) (cm)来表示。
大多数CYD包合物的摩尔比为1: 1，形成稳定的单分子包合物。而大的客体分子(如甾体)比较复杂，CYD用量不合适时，包合物不易形成，说明客体分子含量很低。
以上说明，分子结构是药物与环糊精相互作用的一个非常重要的因素。主分子和客体分子药物包合物的形成主要是分子间引力的结合。
环糊精形成的单分子包合物，溶于水时，整个包合物被水分子包围而溶剂化。包合物仍然稳定。溶剂化合物和包合化合物有很多相似之处，但两者类型不同。溶剂受化学计量束缚，不存在包合物的空结构。