一种证明金刚烷和β-环糊精组装成功的方法

摘要

本发明公开了一种证明金刚烷和β-环糊精组装成功的方法，该方法用于证明主体分子巯基-β-环糊精与客体分子pH敏感性聚合物改性的金刚烷通过主客体化学反应后，金刚烷和β-环糊精是否组装成功，其利用金与主体分子上巯基间的相互作用，使金结合到主体分子上，然后通过调节pH值，使客体分子中的pH敏感性聚合物呈疏水状态，若金刚烷和β-环糊精组装成功，客体分子和结合金的主体分子同时沉淀，即有紫色絮状物生成且上层为无色澄清溶液，若金刚烷和β-环糊精未组装，则仅有客体分子沉淀(白色絮状物)，结合金的主体分子存在于上层溶液中，即上层为紫色澄清溶液。本发明不需要大型仪器检测，成本较低，且检测结果准确性高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种证明金刚烷和β-环糊精组装成功的方法。

背景技术

包合物是一种分子的空间结构全部或部分包入另一种分子而成，具有包合作用 的外层分子称为主体分子，被包合到主体分子中间的小分子物质称为客体分子，故 包合物又称“分子胶囊”。在药物缓释方面，包合物由于具有合适的粒径、优异的 药物载体功能，可以作为一种药物载体。由于癌细胞组织的pH值要比人体正常组 织的pH值低，药物渗透率差，所以在设计药物载体时，将药物载体设计为pH敏 感性能且具有较强的渗透性，具有更广阔的实际使用价值。

β-环糊精由于其结构具有“外亲水，内疏水”的特殊性及无毒的优良性能，可 作为主体分子与多种客体包合，例如金刚烷。但是在制备包合物材料时，主客体是 否组装成功是很关键的一步，目前通常用紫外光谱、质谱、透射电镜、激光粒度仪 等技术对β-环糊精及其包合物进行表征。但是这些都是通过实验仪器去检测。当然， 由于很多实验室由于条件限制，做出来的物质不是很纯，所以通过实验方法，也是 很难去表征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、不需要大型仪器检测即可 证明金刚烷和β-环糊精组装成功的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将主体分子巯基-β-环糊精与客体分子 pH敏感性聚合物改性的金刚烷通过主客体化学反应后，所得产物加入氯金酸的 N,N-二甲基酰胺溶液中，在常温下反应12～24小时，离心分离，将所得固体完全 溶解于去离子水中，用酸或碱调节其pH值至pH敏感性聚合物为疏水状态的pH值， 若有紫色絮状物生成且上层为无色澄清溶液，证明金刚烷和β-环糊精组装成功，若 有白色絮状物生成且上层为紫色澄清溶液，说明金刚烷和β-环糊精未组装。

上述氯金酸的N,N-二甲基酰胺溶液的浓度优选为5～15g/L，氯金酸与巯基-β- 环糊精的摩尔比为1:1～1.5。

上述的pH敏感性聚合物为具有氨基和羧基的聚合单体，具体如聚甲基丙烯酸 (其疏水状态的pH值为5.6以下)、聚丙烯酸(其疏水状态的pH值为5.4以下) 聚丙烯酰胺(其疏水状态的pH值为10～13)等。

上述的酸为硼酸、盐酸、硝酸等，碱为氢氧化钠、氢氧化钾等。

本发明利用金与主体分子巯基-β-环糊精上巯基间的相互作用，使金结合到主体 分子上，然后通过调节pH值，使客体分子中的pH敏感性聚合物呈疏水状态，若 金刚烷和β-环糊精组装成功，客体分子和结合金的主体分子同时沉淀，即有紫色絮 状物生成且上层为无色澄清溶液，若金刚烷和β-环糊精未组装，则仅有客体分子沉 淀(白色絮状物)，结合金的主体分子存在于上层溶液中，即上层为紫色澄清溶液。

本发明用于证明主体分子巯基-β-环糊精与客体分子pH敏感性聚合物改性的金 刚烷通过主客体化学反应后，金刚烷和β-环糊精是否组装成功，方法操作简单，不 需要大型仪器检测，成本较低，且检测结果准确性高。

附图说明

图1是AD-PMAA(a)、β-CD-(SH)₇(b)、AD-PMAA和β-CD-(SH)₇的物理混合(c)、 β-CD-(SH)₇/AD-PMAA(d)的X射线衍射图。

图2是AD-PMAA、β-CD-(SH)₇、β-CD-(SH)₇/AD-PMAA的激光粒度分布图。

图3是pH为5.6时β-CD-(SH)₇/AD-PMAA的透射电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限 于这些实施例。

下面实施例中的聚甲基丙烯酸改性的金刚烷的制备方法为：按照文献(L.Yang, Y.GuoandZ.Lei,J.Mater.Chem.A,2015,DOI:10.1039/C5TA03937A)合成聚甲基 丙烯酸叔丁酯改性的金刚烷(记作AD-PTBMA)，将AD-PTBMA溶解在干燥的 二氯甲烷中，在氮气气氛下，加入AD-PTBMA摩尔量5倍的三氟乙酸，常温反应 36小时后，用旋转蒸发仪蒸除溶剂，剩余物质用四氢呋喃溶解后装入分子量为1000 的透析袋中，间隙3小时换一次水，透析3天，最后将透析液经冷冻干燥，得到客 体分子聚甲基丙烯酸改性的金刚烷(记作AD-PMAA，其数均分子量为10000)。

实施例1

将0.1g(0.1mmol)主体分子巯基-β-环糊精(记作β-CD-(SH)₇)和1g(0.1mmol) 客体分子AD-PMAA完全溶解于50mL去离子水中，常温搅拌24小时，冷冻干燥， 所得产物记作β-CD-(SH)₇/AD-PMAA。

将所得产物β-CD-(SH)₇/AD-PMAA加入34mL10g/L氯金酸的N,N-二甲基酰 胺溶液中，常温搅拌12小时，离心分离，将所得固体完全溶解于25mL去离子水 中，用硼酸调节pH值至5.6以下，若有紫色絮状物生成且上层为无色澄清溶液， 证明金刚烷和β-环糊精组装成功，若有白色絮状物生成且上层为紫色澄清溶液，说 明金刚烷和β-环糊精未组装。发明人用硼酸调节pH值至2.0，实验结果显示，有紫 色絮状物生成且上层为无色澄清溶液，证明金刚烷和β-环糊精组装成功。

上述方法也可用于证明巯基-β-环糊精与其他pH敏感性聚合物改性的金刚烷 (例如聚丙烯酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等改性的金刚烷)自组装成功与否，只需 将pH值调节至与相应pH敏感性聚合物为疏水状态时的pH值，若有紫色絮状物生 成且上层为无色澄清溶液，证明金刚烷和β-环糊精组装成功，若有白色絮状物生成 且上层为紫色澄清溶液，说明金刚烷和β-环糊精未组装。

为了证明本发明方法的准确性，发明人采用X射线衍射仪、激光粒度仪、透射 电子显微镜分别对实施例1所得产物β-CD-(SH)₇/AD-PMAA进行表征，结果见图 1～3。

图1中，从曲线c可以很明显的判断出是AD-PMAA和β-CD-(SH)₇谱图的简 单叠加，而曲线d中，AD-PMAA和β-CD-(SH)₇的晶体特征峰消失，出现了新的晶 体衍射特征峰，说明形成了新的固体相，即AD-PMAA和β-CD-(SH)₇通过弱的化 学键相互作用形成包合物，可以判定β-CD-(SH)₇/AD-PMAA中存在着金刚烷和β- 环糊精的主客体包合作用。

由图2可见，β-CD-(SH)₇/AD-PMAA的粒径比客体分子AD-PMAA的粒径要略 大，说明主客体已经成功组装。由图3可见，当pH为5.6时，β-CD-(SH)₇/AD-PMAA 形成了球状胶束，因为当在5.6时，PMAA是疏水的，而β-CD-(SH)₇是亲水状态， 所以只有他们成功组装才能够形成胶束。并且从图3可以看到，胶束的粒径在100～ 200nm之间，与激光粒度仪的检测结果是一致的，进一步说明AD-PMAA和 β-CD-(SH)₇已经成功组装。

由上述实验结果可见，本发明证明方法与X射线衍射仪、激光粒度仪、透射电 子显微镜检测结果均一致，说明本发明方法是准备可靠的。