1、广 东 化 工 2023 年 第 6 期 42 第 50 卷 总第 488 期 大麻二酚环糊精包合物的制备及表征大麻二酚环糊精包合物的制备及表征 郎圆1，王金兰1,2*，赵英楠1,2，王丹1,2，孙立秋1,2，李军1,2，时志春1,2，赵明1,2，张树军1,2(1齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000；2国家市场监管技术创新中心(工业大麻)，黑龙江 齐齐哈尔 161006)摘 要以 2-羟丙基-环糊精(2-hydroxypropyl-cyclodextrin，HP-CD)为主体，大麻二酚(cannabidiol，CBD)为客体，无水乙醇作溶剂，采用磁力搅拌-旋转蒸发法
2、制备 CBD/HP-CD 包合物，并通过单因素实验确定了最佳包合条件：包合温度为 30、包合时间为12 h、搅拌速度为 400 r/min。利用扫描电子显微镜，X 射线衍射、傅立叶红外光谱、核磁共振等方法对包合物进行表征，并通过高效液相法测定了 CBD 在水中的溶解度：当按照摩尔比 51 投料时，测得包合率为 16.72%，溶解度为 2.426 g/mL，提高了 105 倍。关键词大麻二酚；2-羟丙基-环糊精；包合物；制备；表征 中图分类号TQ 文献标识码A 文章编号1007-1865(2023)06-0042-04 Preparation and Characterization of Ca
3、nnabidiol/Cyclodextrin Inclusion Complex Lang Yuan1,Wang Jinlan1,2*,Zhao Yingnan1,2,Wang Dan1,2,Sun Liqiu1,2,Li Jun1,2,Shi Zhichun1,2,Zhao Ming1,2,Zhang Shujun1,2(1.Institute of Chemistry and Chemical Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161000；2.Technology Innovation Center of Industrial Hemp for
4、 State Market Regulation,Qiqihar University,Qiqihar 161006,China)Abstract:With 2-hydroxypropyl-Cyclodextrin(HP-CD)as the host,cannabidiol(CBD)as the guest.The inclusion complex was prepared by rotary evaporation method with anhydrous ethanol as solvent.The optimum inclusion conditions were determine
5、d by single factor experiments:the inclusion temperature is 30,the inclusion time is 12 h,and the stirring speed is 400 r/min.The inclusion complex was characterized by SEM,XRD，FT-IR and 1H NMR,and the water solubility of CBD was determined by HPLC.According to the molar ratio of 51,the inclusion ra
6、te was 16.72%and the water solubility was 2.426 g/mL,an increase of 105-fold.Keywords:cannabidiol；2-hydroxypropyl-cyclodextrin；inclusion complex；preparation；characterization 大麻二酚(Cannabidiol，CBD)，是从工业大麻中分离纯化出的一种具有非精神活性的萜酚类天然化合物1，不具有精神活性，无成瘾性，且基本没有毒副作用2。CBD 已被证明具有多种生物活性，因此在功能性食品、化妆品、营养品和医药产品中具有巨大的应用价
7、值3。2018年，第一种基于CBD的药物Epidiolex 获得美国FDA批准，用于治疗患有两种罕见的Lennox-Gastaut和Dravet综合征严重癫痫的脂质液体制剂4。最近，美国大麻制药公司宣布，他们的第一个候选专利大麻素抗癌药物“RCC-33”在结直肠癌裸鼠中显示出良好的疗效5。然而，CBD 是一种生物制药分类系统(BCS)II 类药物，水溶性非常差，导致其口服生物利用度低6。因此，探索一种有效的提高 CBD 水溶性的策略，使其在许多领域得到开发和应用，已成为迫切需要解决的问题。环糊精(Cyclodextrin,CD)是由 D-吡喃葡萄糖以-1,4 糖苷键连接而成的互为椅式构象的环状
8、低聚糖7，具有内部疏水，外部亲水的独特空腔结构。脂溶性药物进入空腔后，依赖范德华力或氢键与 CD 形成稳定包合物后，能够调节药物的释放速度，提高药物的生物利用度8。天然的环糊精有-环糊精、-环糊精和-环糊精，分别含有 6、7、8 个葡萄糖单体9，其中-环糊精(-CD)来源广泛，空腔大小最为适中，价格也较为低廉，在工业上最为常用10。然而，由于天然的-CD 存在水溶性低(25，18.5 mg/mL)11，肾毒性强12等缺点，在食品领域中受到一定限制。与-CD 相比，衍生化的-CD 性能从多个方面得到提高13，其中羟丙基-环糊精(HP-CD)不仅水溶性有所提高，而且生物活性也更为优越14。本实验以
9、无水乙醇作溶剂，羟丙基-环糊精作为主体对难溶性药物 CBD 进行包合，采用磁力搅拌-旋转蒸发法制备CBD/HP-CD 包合物，并对利用利用扫描电子显微镜，X 射线衍射、傅立叶红外、核磁共振等方法对包合物进行表征，并使用高效液相色谱法测定了 CBD 在水中的溶解度。1 实验部分实验部分 1.1 试剂与仪器 大麻二酚标准品：自制，纯度99%；2-羟丙基-环糊精：北京伊诺凯科技有限公司；无水乙醇：天津市天力化学试剂有限公司；甲醇、乙腈、DMSO-d6均为分析纯；实验室用水为蒸馏水：广州屈臣氏食品饮料公司。集热式恒温磁力搅拌器：江苏禾汽科学仪器有限公司；旋转蒸发器 RE-6000：上海亚荣生化仪器厂；
10、TGL-16G 型高速离心机：江苏金坛市中大仪器厂；Agilent 1260 高效液相色谱仪，配有 DAD 检测器：美国安捷伦公司；色谱柱 COSMOSIL：2.1 ID100 mm，2.6 m；扫描电子显微镜 S-3400：日本日立公司；X 射线衍射仪 D8：德国 BRUKER-AXS 公司；傅立叶红外光谱仪 Specdrum：美国 PE 公司；600 MHz 超导傅立叶核磁共振谱仪 AV600+BH0055：瑞士布鲁克公司。1.2 大麻二酚含量检测方法的建立 1.2.1 高效液相色谱条件 色谱柱 COSMOSIL(2.1ID100 mm，2.6 m)，流动相为0.1%磷酸-乙腈(A)、0.
11、1%磷酸-水(B)，流速：1.00 mL/min，进样量：10 L，柱温：30，检测波长：220 nm。1.2.2 CBD 的 HPLC 色谱图 精密称取 CBD 20 mg 于 100 mL 棕色容量瓶中乙醇定容，配制成浓度为 0.20 mg/mL 的 CBD 乙醇储备液，按 1.2.1 的色谱条件进样测定，用高效液相检测分析 CBD，并观察其出峰时间。1.2.3 标准曲线的建立 精密称取不同体积的 CBD(0.20 mg/mL)储备液，分别用乙醇稀释至质量浓度为 0.40、0.80、1.60、4.0、8.00、16.00、40.00、100.00、200.00 g/mL 的对照品溶液，精密
12、吸取上述各对照品溶液 10 L，进行高效液相色谱分析，按 1.2.1 的色谱条件进样测定，连续进样 3 次，记录峰面积，计算平均值，绘制标准曲线。1.3 HP-CD 与 CBD 包合物及物理混合物的制备 CBD/HP-CD 物理混合物(SPM)：按摩尔比 11 精密称收稿日期 2022-09-18 基金项目 齐齐哈尔市科技局重点攻关项目(ZDGG-202002)作者简介 郎圆(1997-)，女，黑龙江哈尔滨人，在读硕士研究生，主要从事有机化学研究。*为通讯作者：王金兰(1964-)，女，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，博士，主要从事天然产物化学研究。2023 年 第 6 期 广 东 化 工 第 50
13、 卷 总第 488 期 43 取 HP-CD 和 CBD 于研钵中，使用研杵研磨一定时间，即得。CBD/HP-CD 包合物(SIC)：按不同比例精密称取一定量的 HP-CD 和 CBD，并加入乙醇溶剂，在不同温度下以特定转速搅拌一段时间，放至室温，减压蒸馏除去乙醇溶剂，后加入一定量的蒸馏水洗涤，离心，取上清液，过滤，将滤液减压蒸馏，即得。1.4 包合率的测定 将包合物溶于蒸馏水中，40 搅拌 12 h 使之充分溶解，再将其放至室温，然后将混合溶液离心使未被包合的 CBD 沉淀，取上清液，通过 1.2.1 的色谱条件测定 CBD 的浓度，并根据标准曲线算出含量，根据以下公式计算包合率：包合率(%
14、)=M1/M总(M1为包合物中的 CBD 含量；M总为投入的 CBD 的量)1.5 制备工艺的优化 1.5.1 溶剂的选择 由于 CBD 不溶于水，如果选择水作溶剂 CBD 会析出，HP-CD 溶于无水乙醇，所以可以选择乙醇作溶剂，但是不同浓度的乙醇溶剂对包合率有很大影响，所以选 50%100%的乙醇作溶剂，以 HP-CD 与 CBD 摩尔比为 11 投料，按照 1.3 的制备方法制备包合物，并按照 1.2.1 色谱条件进行HPLC 测定，计算包合率，并对包合率较高的进行单因素实验，1.5.2 单因素实验 1.5.2.1 投料比对包合率的影响 在包合温度为30、包合时间为12 h、搅拌速度为4
15、00 r/min的条件下，考察投料比 n(HP-CD)n(CBD)=11、21、31、41、51 对 CBD 包合率的影响。1.5.2.2 包合时间对包合率的影响 在投料比为11、包合温度为30、搅拌速度为400 r/min的条件下，考察包合时间为 6、12、24、48 h 对 CBD 包合率的影响。1.5.2.3 包合温度对包合率的影响 在投料比为 11、包合时间为 12 h、搅拌速度为 400 r/min的条件下，考察包合温度为 20、30、40、50 对 CBD 包合率的影响。1.5.2.4 搅拌速度对包合率的影响 在投料比为 11、包合温度为 30、包合时间为 12 h的条件下，考察搅
16、拌速度为 200、400、600、800 r/min 对 CBD包合率的影响。1.6 包合物的表征 1.6.1 扫描电子显微镜法(SEM)分别对 CBD、HP-CD、CBD/HP-CD 物理混合物，CBD/HP-CD 包合物进行 SEM 分析，将每个样品干燥然后分别取少量样品涂在导电胶上放置在铜台上，20 kV 电压下镀上金钯，使其具有导电性，使用电子显微镜观察样品形貌。1.6.2 X-射线衍射法(XRD)分别对 CBD、HP-CD、CBD/HP-CD 物理混合物，CBD/HP-CD 包合物进行 XRD 测试。测定条件为 Cu-K 射线；管电压：40 V；管电流：180 Ma；扫描范围：545；扫描速度：3.5/min；步长 0.02。1.6.3 傅立叶红外光谱(FT-IR)分别对 CBD、HP-CD、CBD/HP-CD 物理混合物，CBD/HP-CD 包合物与溴化钾(KBr)混合压缩成片，然后进行FT-IR 分析，每个样品的扫描范围在 4004000 cm-1之间。1.6.4 核磁共振法氢谱(1H NMR)取一定量的 CBD、HP-CD、CBD/HP-CD 物理混合物，CBD/HP-