Description
Cyclodextrins are cyclic oligosaccharides consisting of 6, 7, or 8 glucopyranose units, usually referred to as α-, β-, or γ-cyclodextrins, respectively. These compounds have rigid doughnut-shaped structures making them natural complexing agents. The unique structures of these compounds owe their stability to intramolecular hydrogen bonding between the C2- and C3-hydroxyl groups of neighboring glucopyranose units. The molecule takes on the shape of a torus with the C2- and C3-hydroxyls located around the larger opening and the more reactive C6-hydroxyl aligned around the smaller opening. The arrangement of C6-hydroxyls opposite the hydrogen bonded C2- and C3-hydroxyls forces the oxygen bonds into close proximity within the cavity, leading to an electron rich, hydrophobic interior. The size of this hydrophobic cavity is a function of the number of glucopyranose units forming the cyclodextrin.
The solubility of natural cyclodextrins is very poor. In the late 1960′s, it was discovered that chemical substitutions at the 2, 3, and 6 hydroxyl sites would greatly increase solubility. Most chemically modified cyclodextrins are able to achieve a 50% (w/v) concentration in water.
Application
The solubility of lipophilic drugs increases linearly with the concentration of hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HBC) in aqueous solution because of the complex between HBC and the drug. This guest-host type complex is formed between the drug and the non-polar cavity in the HBC that results in enhanced solubility. Solutions may be lyophilized to produce freely soluble powders. Non-toxic in rabbits and mice.
توضیحات
سیکلودکسترین‌ها الیگوساکاریدهای حلقوی متشکل از 6، 7، یا 8 واحد گلوکوپیرانوز هستند که معمولاً به ترتیب با نام‌های آلفا-، بتا-، یا گاما-سیکلودکسترین شناخته می‌شوند. این ترکیبات دارای ساختارهای سفت و سختی شبیه دونات هستند که آن‌ها را به عوامل کمپلکس‌کننده طبیعی تبدیل می‌کند. پایداری ساختارهای منحصربه‌فرد این ترکیبات مدیون پیوندهای هیدروژنی درون‌مولکولی بین گروه‌های هیدروکسیل C2 و C3 واحدهای گلوکوپیرانوز همسایه است. مولکول شکلی شبیه به یک حلقه (تورس) به خود می‌گیرد، به‌طوری که گروه‌های هیدروکسیل C2 و C3 در اطراف دهانه بزرگ‌تر و گروه هیدروکسیل C6 که واکنش‌پذیری بیشتری دارد، در اطراف دهانه کوچک‌تر قرار می‌گیرند. آرایش گروه‌های هیدروکسیل C6 در مقابل گروه‌های هیدروکسیل C2 و C3 که با هم پیوند هیدروژنی دارند، باعث می‌شود که پیوندهای اکسیژن در داخل حفره به هم نزدیک شوند و این امر منجر به ایجاد یک فضای داخلی غنی از الکترون و آبگریز می‌گردد. اندازه این حفره آبگریز تابعی از تعداد واحدهای گلوکوپیرانوز تشکیل‌دهنده سیکلودکسترین است.
انحلال‌پذیری سیکلودکسترین‌های طبیعی بسیار کم است. در اواخر دهه 1960 کشف شد که جایگزینی شیمیایی در موقعیت‌های هیدروکسیل 2، 3 و 6 به شدت انحلال‌پذیری را افزایش می‌دهد. بیشتر سیکلودکسترین‌های تغییریافته شیمیایی قادرند به غلظت 50% (وزنی/حجمی) در آب دست یابند.
کاربرد
انحلال‌پذیری داروهای لیپوفیلیک با غلظت هیدروکسی‌پروپیل-بتا-سیکلودکسترین (HBC) در محلول آبی به دلیل تشکیل کمپلکس بین HBC و دارو، به صورت خطی افزایش می‌یابد. این نوع کمپلکس میزبان-مهمان بین دارو و حفره غیرقطبی در HBC تشکیل می‌شود که منجر به افزایش انحلال‌پذیری می‌گردد. محلول‌ها ممکن است لیوفیلیزه شوند تا پودرهایی با انحلال‌پذیری آزاد تولید شوند. در خرگوش‌ها و موش‌ها غیرسمی است.
