Strukturno istraživanje inkluzionih kompleksa β-ciklodekstrina

UNIVERZITET U NOVOM SADU 

PRIRODNO-MATEMATI

Č

KI  

FAKULTET 

DEPARTMAN ZA FIZIKU 

Strukturno istraživanje inkluzionih kompleksa 

β

-ciklodekstrina 

- diplomski rad - 

 
 
 Mentor: dr Agneš Kapor   

  Kandidat: 

Jelena 

Kneževi

ć

Novi Sad, 2006. 

SADRŽAJ 

1.     Uvod  

1 

2.     Inkluzioni kompleksi  

2 

        2.1. Uvod  

2 

        2.2. Primena  

3 

        2.3.Dobijanje inkluzionih kompleksa  

3 

3.     Ciklodekstrini  

5 

4.     Atenolol  

8 

5.     Eksperimentalni deo  

10 

        5.1. Sinteza  

10 

        5.2. Rendgenska analiza praha 

10 

               5.2.1. Pretraživanje baza podataka PDF 

11 

               5.2.2. Programi za analizu difraktograma 

12 

               5.2.3. Analiza difraktograma 

14 

                         5.2.3.1. Prva grupa jedinjenja 

14 

                         5.2.3.2. Druga grupa jedinjenja 

21 

        5.3. Diferencijalna skening kalorimetrija 

24 

               5.3.1. Eksperimentalni rezultati 

26 

                         5.3.1.1. Prva grupa jedinjenja 

26 

                         5.3.1.2. Druga grupa jedinjenja 

29 

6.     Zaklju

č

ak 

32 

Literatura 

33 

Strukturno istraživanje inkluzionih kompleksa 

β

-ciklodekstrina

2. INKLUZIONI KOMPLEKSI 

2.1. UVOD 

Inkluzioni kompleksi su klasa molekulskih kompleksa u kojima 

makromolekuli ili grupa molekula obuhvataju druge molekule bez formiranja 
kovalentne ili jonske veze izme

đ

u njih [2]. Komponente inkluzionih kompleksa 

su molekuli doma

ć

ina i molekuli gosta. Molekuli doma

ć

ina formiraju mrežastu 

strukturu sa šupljinama koje su dovoljno velike da prime molekule gosta.  
Molekuli doma

ć

ina mogu biti makromolekuli kao što su ciklodekstrini ili 

ansambli malih molekula koji formiraju mrežu povezivanjem jonskom ili 
vodoni

č

nom vezom. U nekim slu

č

ajevima su doma

ć

ini kovalentno povezani 

sa dovoljno velikim šupljinama da prime gosta (slika 2.1.). U drugim 
slu

č

ajevima inkluzioni kompleks može biti formiran samo zato što molekuli 

doma

ć

ina ne mogu da postignu efikasno pakovanje preko Van der Valsovih 

sila u odsustvu molekula gosta. Nastajanje inkluzionih kompleksa zavisi od 
veli

č

ine i oblika molekula gosta i od dimenzija šupljina koje formiraju molekuli 

doma

ć

ina.   
 
 

Slika 2.1.

 Primer molekula sa dovoljno velikom šupljinom 

2

Strukturno istraživanje inkluzionih kompleksa 

β

-ciklodekstrina

2.2. PRIMENA 

Inkluzioni kompleksi imaju veliku primenu u farmaceutskoj industriji [1]. 

Prednost ovih kompleksa u izradi lekova je u slede

ć

em: 

•

 pove

ć

anje ili smanjenje rastvorljivosti i brzine rastvaranja 

kompleksa u odnosu na 

č

istu supstancu 

•

  bolja biološka raspoloživost leka 

•

  produžen vek trajanja leka 

•

 smanjenje 

neprijatnog 

mirisa i ukusa leka 

•

 smanjenje 

sporednih 

efekata 

leka zbog manjih unetih koli

č

ina u 

organizam 

U izradi lekova u obliku inkluzionih kompleksa, u novije vreme su i 

primeni kompleksi aktivnih supstanci i ciklodekstrina, pri 

č

emu su osobine 

aktivnih supstanci slede

ć

e: 

•

  slabo su rastvorljive pa je i njihova biološka raspoloživost mala 

•

  vreme postizanja efektivnog nivoa u krvi je dugo 

•

  zbog male rastvorljivosti se ne mogu pripremiti vodeni rastvori 

za injekcije 

•

  pogodnije su za izradu leka u formi praha ili tableta 

•

 kao 

č

iste u formi leka su hemijski i fizi

č

ki nestabilne u odnosu na 

kompleks. 

•

  nisu homogene po sadržaju ili masi  

•

  imaju neprijatan miris ili ukus 

2.3. DOBIJANJE INKLUZIONIH KOMPLEKSA 

Dobijanje te

č

nih kompleksa. 

Izrada kompleksa u rastvoru se 

dobija dodavanjem pove

ć

ane koli

č

ine komponente gosta u vodeni rastvor 

komponente doma

ć

ina. Dobijena suspenzija se uravnotežava (oko sedam 

dana na odre

đ

enoj temperaturi), zatim se filtrira ili centrifugira da se formira 

bistar rastvor kompleksa gost-doma

ć

in. 

3

Strukturno istraživanje inkluzionih kompleksa 

β

-ciklodekstrina

3. CIKLODEKSTRINI 

Ciklodekstrini su otkriveni  krajem 19. veka, a njihova struktura u prvoj 

polovini 20. veka. To su prirodna jedinjenja sa velikim mogu

ć

nostima primene 

u farmaceutskoj industriji. 
 Ciklodekstrini 

su 

makrocikli

č

ni oligosaharidi. U istraživanjima 

inkluzionih kompleksa naj

č

eš

ć

e su koriš

ć

eni 

α

, 

β

 i 

γ

 ciklodekstrini koji se 

sastoje od 6, 7, i 8 glukopiranoznih jedinica respektivno. Karakterišu se 
prstenastom strukturom koja rezultira postojanjem šupljina. Kako raste broj 
glukopiranoznih jedinica, raste i dijametar prstena i šupljine unutar njega (slika 
3.1.). 
 

Slika 3.1.

 Tipovi ciklodekstrina 

Izgled ciklodekstrina podse

ć

a na zarubljenu kupu. Oni sadrže 

hidroksilne grupe OH-2, OH-3 i OH-6 [9]. Sekundarne hidroksilne grupe( OH-
2 i OH-3) su na široj, a primarne ( OH-6) na užoj strani cilindri

č

nog molekula 

(slika 3.2.). Jaka vodoni

č

na veza postoji izme

đ

u OH-2 i OH-3 grupe, pri 

č

emu 

se OH-3 grupa ponaša kao donor protona. Odnos ja

č

ina vodoni

č

nih veza kod 

ciklodekstrina je slede

ć

i: 

α

-CD < 

β

-CD < 

γ

-CD. OH-6 grupe tako

đ

e mogu da 

se povezuju vodoni

č

nim vezama sa donje strane molekula, ali su ove veze 

destabilizovane dipolarnim efektima, lako se raspadaju u vodi i obi

č

no ih 

nema u kristalima ciklodekstrina. 
 
 

5