[发明专利]一种热分析判定固态β-环糊精包合物中主客体摩尔比的方法

摘要

一种热分析判定固态β-环糊精包合物中主客体摩尔比的方法，属于环糊精技术领域。本发明利用热重分析法（TGA）部分替代传统测定固态包合物的核磁共振法（NMR）和X-射线衍射法（XRD）等昂贵且高能耗的复杂检测方法，从宏观角度测算主客体质量比，进而进一步推算出主客体间的摩尔比范围。利用本方法可以准确判定β-环糊精包合物中主客体摩尔比所属的两种范围：n_β-CD/n_GUEST≤1（可计算出准确比值）和n_β-CD/n_GUEST＞1（只可确定范围）。本发明特点鲜明：方便（无须定量取样）、快捷（分析谱图，计算）、检测成本低、准确度较高，可应用于医药、化妆品、食品等领域中固态β-环糊精包合物的分析检测。

主权项

1.一种热分析判定β-环糊精β-CD包合物中β-环糊精主体与被包合客体GUEST摩尔比n_β-CD /n_GUEST的方法，其特征在于直接利用热重分析法，从β-环糊精晶体中的无结合水的β-环糊精和灰分含量着手，排除结晶水的影响，进而计算出β-环糊精主体与客体分子的质量比，最终根据已有的摩尔质量参数M_β-CD和M_GUEST推算主客体微观摩尔比；步骤为：（1）制备β-环糊精包合物：采用成熟的饱和溶液法制备β-环糊精包合物：在已知浓度的过饱和β-环糊精溶液中加入过量客体物质，在45-55℃下搅拌8h，制得β-环糊精包合物，后取出在4℃温度下，静置、沉淀、过滤，滤渣真空冷冻干燥24h，接着将干燥好的固体粉末置于布氏漏斗中用正己烷洗涤以除去表面吸附的多余的客体分子，反复润洗3次直到最终滤液中检测不到客体分子，后将所得滤渣再次进行真空冷冻干燥24h，最终所得固体粉末达到核磁共振法NMR和X-射线衍射法XRD的检测标准；将干燥所得的无水固体粉末立即置于装有LiCl的饱和盐溶液的干燥器中静置8d，保持干燥器内空气的水分活度Aw为11%；根据已有研究显示在此水分环境下单个β-环糊精分子疏水空腔中含3个结晶水分子，所得包合物晶体用于下步热重分析；（2）热重分析：迅速从干燥器中取出5-10mg的包合物晶体m₀，立即装入TGA的坩埚中，加热程序设定为：初始温度25℃，升温速率20℃/min，终点温度800℃；所得热重分析谱图中有两个明显的梯度，代表了三组物质的质量：ⅰ结晶水m_CRW和客体m_GUEST的总重m₁，即m₁＝m_CRW+m_GUEST，ⅱ无结合水β-环糊精质量m₂及ⅲ灰分质量m₃；同时用步骤（1）相同条件处理的不加客体的β-环糊精晶体空白样m₀′进行热重分析，同样得出两个梯度，三组物质质量：ⅰ水分质量m₁′，ⅱ无结合水β-环糊精质量m₂′及ⅲ灰分质量m₃′；（3）换算步骤（2）中两组实验中相关组分的比例后，用包合物质量减去具有相同无结合水环糊精含量的β-环糊精质量，所得的差值即为客体分子与置换出的空腔中水分子的质量之差；根据这一结果可推算出n_β-CD /n_GUEST的范围有两种：n_β-CD /n_GUEST≤1，可计算出准确比值；和n_β-CD /n_GUEST＞1，只可确定范围；上述n_β-CD表示包合物中β-环糊精摩尔数，n_GUEST表示包合物中客体摩尔数；计算公式如下：当满足以上条件时，n_β-CD /n_GUEST=1/n ，其中n为任意匹配自然数；当满足上述条件时，n_β-CD /n_GUEST＞1，其中n′为任意大于3的自然数。