环糊精包合农药的分子模拟(2)
关于环糊精的生产方法，已经有大量的研究成果，现在也已经基本实现了工业化生产，其过程多以酶为主要流程的生产方法[6-9]。酶法生产过程一般包括如下步骤，即菌种的筛选，培养和CGTase制备；从细菌培养液中分离CGTase及酶的纯化，浓缩和粉体化；CGtase转化淀粉或预水解淀粉为环状和非环状环糊精；从转化混合物中分离环糊精及环糊精的纯化和结晶。环糊精的工业化使其较为廉价易得，这为研究和开发基于环糊精的超分子材料提供了基础。
由6,7,8个葡萄糖单元构成的α-CD，β-CD和γ—CD的化学特性见表1-1，其结构如图1-1所示。由于每一个吡喃葡萄糖单元均是椅式构象，使得整个分子呈现截顶圆锥状腔构。所有的仲羟基即葡萄糖单元的2位和3位羟基均处于圆锥状腔体的次面（较为宽阔的一端），而所有的伯羟基即葡萄糖单元的6位羟基构成了圆锥状腔体的主面（较为狭窄的一端），内腔为疏水环境，外侧因羟基的聚集而呈亲水状态，还具有局部的手性空间。这一独特的两亲性结构，可让环糊精作为“主体”来包合不同的疏水性的无机，有机小分子及高分子聚合链等“客体”化合物，形成环糊精包合物。而这种包合是通过范德华力，氢键等非共价键力作用
的，因此，这属于一种典型的超分子化合物。众多独特的环糊精包合物呈现出的物理性质，化学性质，使其成为一类具有良好应用前景的超分子材料。
2 环糊精简述
2.1 环糊精包合物的基本性质
环糊精最重要的性质是与客体分子形成包合物，这种包合是指客体分子先和环糊精以分子间相互作用来进行彼此识别，然后在各种作用下使客体分子部分或全部的进入环糊精内部空腔的过程。这个过程受多种溶剂效应，氢键，范德华力等作用影响，这些非共价键的影响使得包合物得以连接，同时也给与环糊精包合物许多敏感的性质，在光转化，电场响应，催化活性等上，有许多有研究前景的特备性质。
2.2 环糊精及其衍生物的特征
环糊精是继冠醚以后超分子化学研究的第二代主体化合物[10]。环糊精及其衍生物有这样一些特征:第一点是环糊精及其衍生物可以从半天然产物中获得，可以保证其开发和应用的产物基础，第二点是环糊精本身有很大的修饰空间，可以制作各种特色的比较稳定的衍生物;第三点是环糊精中间的空腔可以提供与客体分子进行包合的空间，形成的包合物在化学反应性能（如催化性能，离子载体性能，能量转化和转移性能等）和物理性能（如光响应性，磁场响应性，电场响应性，温度响应性等）在特定情况下有可能发生改变，这为环糊精及其衍生物实现特定识别系统的开发创造了条件，并可能影响智能材料的发展;第四点，环糊精及其衍生物包合物作为一种特色的聚合物，为为我们认识不同分子间在自然中络合，聚集的过程提供了方向，对自组装及新兴智能化学的发展提供了基础研究；第五点，环糊精及其衍生物是一类葡萄糖，其毒性很低，对环境不会构成威胁，并可以在生物圈内实现自然降解，故而应用前景广泛。与超分子化学几乎平行发展的环糊精化学，由于其结构性质的独特性，成为当下炒粉体系主体的研究热门。
2.3环糊精包合过程简介
环糊精和客体的包合过程及包合物的稳定性受很多因素的影响，主要可以分为化学因素和几何因素两种。下面有两种几何因素和三种化学因素。
•主客体尺寸大小和匹配性。环糊精及其衍生物形成包合物是由其内径的大小来与客体分子进行匹配识别的第一步，例如α-CD,β-CD和γ-CD具有不同大小的内径，相应的就选择了不同大小的客体分子。