2、包合物的紅外光譜鑒定
 

為了定性驗(yàn)證薄荷醇是否被包埋，將薄荷醇(曲線a)、β-CD(曲線d)及其混合物(曲線b)、包合物(曲線C)分別進(jìn)行FTIR光譜掃描(圖1)。對比β-CD、混合物及包合物的譜圖，發(fā)現(xiàn)它們較相似，這是由于β-CD將薄荷醇包合后，薄荷醇嵌入β-CD的疏水空腔中，從而使薄荷醇的許多特征峰被淹沒，但三者仍存在明顯差異?；旌衔镒V圖主要特征峰是由薄荷醇和β-CD的特征峰疊加而成，包合物的譜峰數(shù)比混合物明顯減少，峰強(qiáng)減弱，峰形變寬。例如薄荷醇的烷基特征峰分別在2872cm^-1、1450cm^-1處，混合物與此相同，而包合物的對應(yīng)特征峰分別向低波數(shù)位移至2867cm^-1、1445cm^-1處，且峰強(qiáng)度變低，說明碳-氫鍵振動受到了限制，該部分可能已被β-CD空腔包合。

3、包合物的熱穩(wěn)定性

大多數(shù)情況下，香精香料包合物是為了提高客體分子的熱穩(wěn)定性，減小其揮發(fā)率，達(dá)到緩釋的效果。熱重分析是在程序控溫的過程中，借助熱天平測量樣品在升溫過程中的質(zhì)量變化，可以準(zhǔn)確的分析樣品的熱穩(wěn)定性及其降解過程。圖2與圖3分別顯示了薄荷醇(曲線a)、β-CD(曲線C)及其混合物(曲線b)、包合物(曲線d)的熱失重曲線和差式掃描量熱曲線。結(jié)果顯示：

①薄荷醇在初始溫度至160℃區(qū)間連續(xù)失重，最大吸熱峰在156℃，160℃以后失重曲線趨于平穩(wěn)，表明薄荷醇已揮發(fā)殆盡；

②β-CD在初始溫度至120℃區(qū)間有較小失重，吸熱峰在105℃，此階段的失重原因主要是失水，在300～350℃之間有較大失重，失重量約為60％，吸熱峰在306℃，此階段的失重主要是由于β-CD交聯(lián)鍵的斷裂以及葡萄糖單元的分解；

③混合物在初始溫度至135℃區(qū)間失重量約為19％，第一個(gè)吸熱峰在95℃，表明水分的揮發(fā)。第二個(gè)吸熱峰在135℃，表明混合物中薄荷醇的揮發(fā)。300～350℃之間出現(xiàn)較大失重，失重量約為50％，吸熱峰在307℃，主要是由于β-CD的受熱分解；

④包合物在室溫至275℃之間失重緩慢，失重量僅為3％，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，則包合物出現(xiàn)明顯失重，失重量超過70％。

明顯失重，失重量超過70％。由DSC譜圖可知，70℃至100℃區(qū)間的緩和包峰，代表包合物中水分的揮發(fā)，在130℃至200℃區(qū)間的緩和包峰代表了未包合薄荷醇的吸熱峰，290℃和315℃出現(xiàn)的吸熱峰分別代表被包合薄荷醇的揮發(fā)和β-CD的受熱分解。以上結(jié)果證明了β-CD和薄荷醇形成了包合物，并且β-CD的腔體對薄荷醇具有保護(hù)作用，阻止了薄荷醇的揮發(fā)損失，由此可見包合物使薄荷醇的熱穩(wěn)定性大大提高。

4、包合物的熱分解動力學(xué)

研究動力學(xué)的方法一般采用Ozawa方程，在程序升溫下，分解反應(yīng)速度可表示為：

-dα／dt=kf(α)=Af(α)·exp(-E／RT)(1)

式中：α為失重率，

k為熱分解反應(yīng)的速度常數(shù)。

對于簡單熱降解反應(yīng)，f(α)可表示為：f(α)=(1-α)ⁿ(2)

其中n為反應(yīng)的表觀級數(shù)。因程序升溫速率v=dT/dt，則：

dα／dT=(A／v)(1-α)ⁿ.exp(一E/RT)(3)

若n=1，對(3)式經(jīng)分離變量積分可得：

lnln[1／(1-α)]=一E／RT+常數(shù)(4)

由圖4可以看出，不同升溫速率對包合物的分解速率有影響，以圖4中3個(gè)升溫速率下的lnln[1／(1-α)]對1/T作圖，得圖5。在不同升溫速率下，lnln[1／(1-α)]對1/T均有良好的線性關(guān)系，表明β-CD與薄荷醇包合物的熱分解為一級反應(yīng)，即n=1。

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