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β—环糊精(Cyclodextrins,CDs)是由多个葡萄糖分子彼此以α-1,4糖苷键连接在一起的筒状化合物,环糊精相对刚性的疏水空腔能够选择性地结合许多有机或无机分子。环糊精分子结构的特殊性,使其在食品、烟草等方面的应用日益广泛,环糊精与某些香料分子形成包合物以后不仅可以提高香料分子的水溶性,而且还可以增加香料分子的稳定性,提高香料分子的可用性。研究环糊精为主体的超分子体系可以使我们较深入地研究和理解分子间作用力的本质和作用方式,从而为包合物在烟草中的应用提供理论指导。 本论文采用正交实验制备了环糊精与香兰素和肉桂醛包合物,利用紫外分光光度法、X-射线粉末衍射、DSC及NMR研究了包结特性及结构特征,给出可能的包合物结构模型,首次用X—射线分析了包合物的堆积结构,并应用分子动力学方法,模拟研究了β—环糊精与香兰素的识别过程;采用紫外光谱分别在20℃、30℃、40℃和50℃下研究了香兰素与β—CD包合物的稳定常数;采用荧光光谱研究了香兰素与HP—β—CD的包合作用;采用非等温热重法研究了β—环糊精和香兰素的包合物的热分解动力学,分析了影响包合物热稳定性的因素及热分解动力学机理;初步探讨了香料包合物在卷烟加香中的应用效果。 实验结果表明:β—CD与香兰素的包合过程的推动力主要是范德华力,同时氢键也起到一定的作用;香兰素分子进入HP—β—CD的内腔较深,所形成的包合物较稳定;包合物晶体呈现出明显的“通道型”堆积结构,存在形成包合物的1.2nm处特征峰,并可根据此衍射峰的相对强度判断包合物的纯度;分子动力学模拟得到的包合物平衡构象的结构与X-射线和NMR实验结果一致,范德华作用力是影响包合物稳定性的主要因素。β—CD与香兰素包合物的热分解为一级反应,热分解反应遵循A1机理,即包合物分解过程是成核与核成长同时进行的过程,而包合物的热稳定性取决于主客体间多种弱相互作用的协同;将包合物施加于烟丝、烟草薄片及卷烟配方中,有增香、除杂及改善余味的作用,而且具有较好的稳定性。