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b-环糊精特有的疏水空腔结构使其能够选择性地包结各种客体分子形成稳定的包结物,从而达到改善客体分子的水溶性、稳定性和挥发性的目的。近年来,环糊精被广泛的应用于医药、分析、食品、环境等多个领域。主体与客体分子形成的包结物晶体的结构研究,是认识分子包结和分子组装现象的理论基础,有关这方面的研究一直倍受普遍关注。b-环糊精包结物单晶的形成是一个非常复杂、困难的过程,因为它涉及到很多的影响因素,到目前为止,剑桥晶体数据库仅收录了203种环糊精包结物的晶体。本文采用b-环糊精作为主体分子,选取山梨酸、丙二酸和对硝基苯酚作为客体。将主客体物质按照不同的比例溶解到水溶液,或者乙醇-水的混合溶液中,在60~80℃下搅拌混合一定时间,立即用微孔滤膜过滤反应产物,取过滤后的清液于室温下缓慢挥发,静置几天,即可得到所需要包结物的晶体。取出一部分晶体,置于真空干燥箱内干燥至恒重,然后对其进行红外光谱(IR)和氢核磁(1H NMR)表征;将带有少量母液的晶体做X-射线单晶衍射(XRD)。结果表明:(1)山梨酸与b-环糊精形成了“头对头”的二聚体,包结比为2:2。由于客体分子碳链较长,因此不能被环糊精空腔“全包结”,而是按以下方式包结在空腔里:羧基位于一个环糊精的小口端,而甲基则伸向了二聚体内另外一个环糊精的大口端。包结物以“层状”结构进行堆积。(2)丙二酸与b-环糊精形成了主客体比为2:1的包结物,由于丙二酸空间位阻小,分子被完全地包进环糊精的空腔中,包结物以“笼状”类型进行堆积。(3)对硝基苯酚与b-环糊精形成了2:2“头对头”的二聚体,硝基位于环糊精空腔的大口端,羟基则伸向了二聚体内另外一个环糊精空腔的大口端,苯环则暴露在二聚体仲羟基形成的疏水空腔里。包结物的空间堆积方式是“管道”型。此外,主体、客体和水分子三者之间的氢键以及水分子的存在对包结物的形成及晶体的空间堆积结构方面起到重要的作用。