1.1.4 β-环糊精的包埋机制

包埋是一个物理过程，环糊精与一些大小和形状适合的活性小分子通过范德华力；氢键；库仑力；疏水力等结合成非键类的复合物质，即包合物。在包埋过程中，环糊精作为包埋剂，是包合物的“主体”，活性小分子是客体。

自然的a-、ft-和y-环糊精及其同系物是截锥形分子，具有7.9-A高度的空心锥形腔。大部分环糊精的锥形腔的顶部和底部直径分别为4.7和5.3A，ft-环糊精的直径分别为6.0和6.5A，y-环糊精的直径分别为7.5和8.3A。1根据各种实验技术的认识以及大量研究，由于环糊精具有适合于各种有机分子的疏水中心腔，它是第一个受体分子，能够粘合有机分子。

最有可能的粘合方式包括将客体分子的较少极性分量插入到腔体中，而较多的极性分量以及经常带电的部分暴露到位于腔体较大开口外面的大量溶剂中。该图取自于热力学和NMR研究2,5,8-16。水分子溶液中环糊精客体分子的包结络合导致原来形成环糊精和客体分子的水分子发生大量的重组和移除。

人们认为，环糊精类络合反应配位中最重要的点来源于（a）客分子的疏水性部分渗透到环糊精空腔，（b）有机客体的脱水。由于环糊精空腔有高疏水性，客体的疏水部分从水中转移到了环糊精空腔——一个受上述a和b两种影响的过程——可能会与典型的疏水相互作用过程相似，即有机分子从水相到有机相的转移，如乙烷，它们的数量由汉施的疏水性参数来评定（π）。通常情况下，a和b的总量被认为是疏水效应的实体，虽然a偶尔会被从总作用力中分出来作为“单纯的”范德华力。

如上所述，氨和硝酸盐等带电基团或氨基羧基等亲水性基团持续暴露于散装溶剂之外，即使会有亲水部分加入也同样。这一普遍规律的例外情况就是芳香族烃基，它可深入到环糊精空腔中，通过氢键与环糊精的外周羟基之一联合起来。对于4-羟基苯乙胺（酪胺）等客体分子来说，简单的“外部亲水-内部亲脂模型”不能得到应用。因此，氢键的相互作用可作为促成环糊精配合物与客体分子稳定化的第三因素（c）而作用。其他有关氢键形成的例子包括短烷二醇和麻黄素的络合反应。还有确定的一点就是，水分子可以在环糊精空腔内形成氢键。

共有两个因素会促成环糊精络合反应的配位作用，它与经典的疏水作用并不相同，是（d）最初包含在环糊精空腔内的重力水的水分子的释放，（e）环糊精分子在络合作用时的构象变化或应变释放。多少水分子（h）存在于天然环糊精空腔内、多少水分子（i）因络合而从空腔内释放出来是不明确的，但是对于R-环糊精来说，这些数字（h和i）分别估计为2/3和≤2。X光晶体结构显示，R-环糊精空腔内存在五到六个水分子，其中两个通过氢键与外围羟基连接起来。β-环糊精的空腔内存在六或七个水分子，虽然空腔足够大到装下11个水分子。考虑到最初包括或相互作用的水分子，以环糊精为主体（H）的客体（G）1:1配位反应可写成下列形式：

其中，g为与自由客体相互作用的水分子的数量，h为自由环糊精空腔内紧密结合的水合水分子的数量，i为水配位的总位移。如上所述，至今还没有关于溶液中g、h和i值的准确信息。

研究人员已做过数次尝试来把疏水效应的结果和氢键的相互作用同其他促成总热力学络合量的项目区分开来。疏水效应的热力学促进作用可由一系列脂肪质客体的亚甲基链的扩展延伸的测量值增量来估计，而氢键的促进作用则可通过在客体分子中加入羟基来估计。