Cyclodextrine

Les cyclodextrines (parfois appelé les cycloamyloses) composent une famille des oligosaccharides cycliques , composée de 5 α-D-glucopyranoside ou plus 1->4 lié par unités, comme en amylose (un fragment de d'amidon ). Le macrocycle 5 membered n'est pas normal. Récemment, la plus grande cyclodextrine bien-caractérisée contient 32 1.4 unités d'anhydroglucopyranoside, alors que comme mélange mal caractérisé, même au moins 150 oligosaccharides cycliques membered sont également connus. Les cyclodextrines typiques contiennent un certain nombre de monomères de glucose s'étendant de six à huit unités dans un anneau, créant une forme de cône. de ce fait dénotant :
α-cyclodextrine de

: molécule d'anneau de six sucres
β-cyclodextrine : molécule d'anneau de sept sucres
γ-cyclodextrine : molécule d'anneau de huit sucres

Des cyclodextrines sont produites à partir de l'amidon au moyen de conversion enzymatique du . Au cours des dernières années ils ont trouvé une étendue des applications large dans les industries de nourriture, pharmaceutiques et chimiques aussi bien que l'agriculture et la technologie environnementale. C'est également le composé actif en chef trouvé dans le " de désodorisation de produit de Procter et de s du jeu '; " de Febreze ;.

Histoire des cyclodextrines

Des cyclodextrines, car elles sont connues aujourd'hui, se sont appelées le " ; cellulosine" ; une fois d'abord décrit par le A. Villiers dans le 1891 . Schardinger a identifié les trois cyclodextrines naturelles - α, - β, et - γ. Ces composés désigné donc sous le nom du " ; Sugars" de Schardinger ;. Pendant 25 années, entre le 1911 et le 1935 , le Pringsheim dans le Allemagne était le principal chercheur dans ce secteur, démontrant que les cyclodextrines ont formé les complexes aqueux stables avec beaucoup d'autres produits chimiques. Par le milieu des années 70, chacune des cyclodextrines normales avait eu lieu structurellement et chimiquement caractérisé et beaucoup plus de complexes avaient été étudiés. Depuis les années 70, le travail étendu a été conduit par Szejtli et d'autres encapsulation l'explorant par des cyclodextrines et leurs dérivés pour des applications industrielles et pharmacologiques.

Structure

Des cyclodextrines typiques sont constituées par 6-8 unités de glucopyranoside, peuvent être topologiquement représentées comme tores avec les ouvertures plus grandes et plus petites du tore exposant aux groupes secondaires et primaires dissolvants d'hydroxyle respectivement. En raison de cet arrangement, l'intérieur des tores n'est pas le , mais considérablement moins hydrophile hydrophobes que l'environnement aqueux et ainsi capable accueillir d'autres molécules hydrophobes. Au contraire l'extérieur est suffisamment le hydrophile pour donner la solubilité dans l'eau de cyclodextrines (ou leurs complexes).

La formation des composés d'inclusion de modifie considérablement les propriétés physiques et chimiques de la molécule d'invité, la plupart du temps en termes de solubilité dans l'eau. C'est la raison pour laquelle les cyclodextrines ont attiré beaucoup d'intérêt pour beaucoup de champs, particulièrement applications pharmaceutiques : parce que les composés d'inclusion des cyclodextrines avec les molécules hydrophobes peuvent pénétrer des tissus de corps, ceux-ci peuvent être employés pour libérer les composés biologiquement actifs dans des conditions spécifiques. Dans la plupart des cas le mécanisme de la dégradation commandée de tels complexes est basé sur le changement du pH des solutions de l'eau, menant au fendage de l'hydrogène ou des liens ioniques entre le centre serveur et les molécules d'invité. Les moyens alternatifs pour la rupture des complexes tirent profit du chauffage ou de l'action des enzymes capables fendre les tringleries α-1,4 entre les monomères de glucose.

Synthèse

La production des cyclodextrines est relativement simple et implique le traitement de l'amidon ordinaire d'un ensemble d'enzymes facilement disponibles. Généralement le glycosyltransferase (CGTase) de cyclodextrine de est utilisé avec l'amylase de α-. Le premier amidon est liquéfié par traitement thermique ou α-amylase d'utilisation, puis CGTase est ajouté pour la conversion enzymatique. CGTases peut synthétiser toutes les formes de cyclodextrines, ainsi le produit des résultats de conversion dans un mélange des trois types principaux de molécules cycliques, dans les rapports qui dépendent strictement de l'enzyme utilisée : chaque CGTase a son propre α caractéristique : β : rapport de synthèse de γ. La purification des trois types de cyclodextrines tire profit de la solubilité dans l'eau différente des molécules : Β-CD qui est médiocrement hydrosoluble (18.3mM) (à 25C ? ? ?) peut être facilement recherché par la cristallisation tandis que le α- et les γ-Cd plus solubles (145 et 232 g/l respectivement) sont habituellement épurés au moyen de techniques chères et longues de la chromatographie . Comme alternative un " ; agent" complexant ; peut être ajouté pendant l'étape enzymatique de conversion : de tels agents (les dissolvants habituellement organiques aiment le toluène , l'acétone ou l'éthanol ) forment un complexe avec de la cyclodextrine désirée qui précipite plus tard. La formation complexe conduit la conversion de l'amidon vers la synthèse de la cyclodextrine précipitée, de ce fait enrichissant son contenu dans le mélange final des produits. La cyclodextrine précipitée est facilement recherchée par centrifugation et plus tard est séparée de l'agent complexant.

Utilisations

Les cyclodextrines peuvent former des complexes de centre-invité avec les molécules hydrophobes données la nature unique donnée par leur structure. En conséquence ces molécules ont trouvé un certain nombre d'applications dans un éventail de champs. Autre que les demandes pharmaceutiques mentionnées ci-dessus de dégagement de drogue, des cyclodextrines peuvent être utilisées dans la protection de l'environnement : ces molécules peuvent effectivement immobiliser à l'intérieur de leurs composés toxiques d'anneaux, comme le trichloroéthane ou les métaux lourds , ou peuvent former des complexes avec les substances stables, comme le Trichlorfon (un insecticide à base d'organophosphore ) ou la boue d'épuration, augmentant leur décomposition.

Dans l'industrie alimentaire les cyclodextrines sont utilisées pour la préparation des produits du cholestérol librement : la molécule encombrante et hydrophobe de cholestérol est des anneaux intérieurs facilement logés de cyclodextrine qui sont alors enlevés, laissant un " ; " à faible teneur en matière grasse ; nourriture. D'autres applications de nourriture autres incluent la capacité de stabiliser les composés volatils ou instables et la réduction de goûts et d'odeur non désirés. Censément des cyclodextrines sont employées dans la poudre , une poudre d'alcool de pour mélanger les boissons alcoolisées.

La capacité forte des parfums complexants peut également être employée pour un autre but : des microparticules d'abord sèches et pleines de cyclodextrine sont exposées à un contact commandé avec des vapeurs des composés actifs, puis elles sont ajoutées aux produits de tissu ou de papier. De tels dispositifs sont capables de libérer des parfums pendant repasser ou une fois de chauffage par le corps humain. Un tel dispositif utilisé généralement est « une feuille plus sèche » typique. La chaleur d'un dessiccateur de vêtements décharge le parfum dans l'habillement.

La capacité des cyclodextrines de former des complexes avec les molécules hydrophobes a mené à leur utilisation en chimie supramoléculaire . En particulier ils ont été employés pour synthétiser les architectures moléculaires Mécanique-enclenchées certain par tel que le Rotaxanes et le Catenanes en réagissant les extrémités de l'invité fileté.

L'application de la cyclodextrine en tant que porteur supramoléculaire sont également possible dans la réaction organométallique. Le mécanisme de l'action ont lieu probablement dans la région dièdre (voir le L. Wippf sont également démontrés par étude informatique que la réaction se produisent dans la couche dièdre. L'application des cyclodextrines en tant que porteur supramoléculaire est possible dans la diverse catalyse organomettalic.

Dérivés

La β-cyclodextrine et le MβCD éliminent le cholestérol des cellules cultivées. La forme méthylée MβCD s'est avérée plus efficace que la β-cyclodextrine. Le MβCD hydrosoluble est connu pour former les complexes solubles d'inclusion avec du cholestérol, augmentant de ce fait sa solubilité dans le soluté. la Méthylique-β-cyclodextrine sont utilisées pour la préparation des produits cholestérol-libres : la molécule encombrante et hydrophobe de cholestérol est des anneaux intérieurs facilement logés de cyclodextrine qui sont alors enlevés. Elle est également utilisée pour perturber les radeaux de lipide de en éliminant le cholestérol de la membrane dans la recherche.
Random links:Troupe d'injustice | Tissage de comprimé | Vaisseau de guerre japonais Kanrin Maru | Tremblement de terre 2002 de Dudley | Planète au foyer