Εγκλεισμός και απομόνωση καρβακρόλης από ριγανέλαιο με β-κυκλοδεξτρίνη. Προσδιορισμός κρυσταλλικής δομής της άνυδρης επτάκις(2,6-δι-Ο-μεθυλο)-β-κυκλοδεξτρίνης

Abstract

Η παρούσα μελέτη χωρίζεται σε δυο επιμέρους ενότητες. Η πρώτη ενότητα αφορά στον εγκλεισμό και την απομόνωση καρβακρόλης από ριγανέλαιο με β-κυκλοδεξτρίνη (β-CD). Για τις ανάγκες της πειραματικής διαδικασίας παρασκευάστηκαν κρύσταλλοι από διάλυμα ριγανελαίου υψηλής περιεκτικότητας σε καρβακρόλη παρουσία β-CD και για σύγκριση κρύσταλλοι από συγκρυστάλλωση β-CD και καθαρής καρβακρόλης. Επιβεβαιώθηκε με κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ ότι οι κρύσταλλοι που παρήχθησαν από το διάλυμα ριγανελαίου με β-CD ανήκουν στο σύμπλοκο εγκλεισμού καρβακρόλης/β-CD. Με τον τρόπο αυτό συστήνεται μια νέα, γρήγορη, απλή και αποτελεσματική μέθοδος απομόνωσης καρβακρόλης από ριγανέλαιο ενώ ταυτόχρονα μέσω του εγκλεισμού σε β-CD επιτυγχάνεται βελτίωση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της καρβακρόλης όπως αύξηση της υδατοδιαλυτότητάς της και αργή αποδέσμευση. Στη δεύτερη ενότητα γίνεται προσδιορισμός κρυσταλλικής δομής της άνυδρης επτάκις(2,6-δι-Ο-μεθυλο)-β-κυκλοδεξτρίνης (DMβCD). Κρύσταλλοι άνυδρης DMβCD προέκυψαν από πειράματα συγκρυστάλλωσης DMβCD με διάφορα φυσικά προϊόντα (ολεανολικό οξύ κ.ά.) κατά τα οποία δεν κατέστη δυνατό να σχηματιστούν κρύσταλλοι συμπλόκων εγκλεισμού. Τα κρυσταλλογραφικά δεδομένα από την ακτινοβόληση αυτών των κρυστάλλων με ακτίνες-Χ και η επίλυση και βελτιστοποίηση της κρυσταλλικής δομής έδειξαν ότι επρόκειτο για άνυδρη DMβCD χωρίς μόριο ξενιστή. Η συμμετρία ομάδας χώρου ήταν P21 21 21 και οι διαστάσεις της μοναδιαίας κυψελίδας a = 13.28(2) Å, b = 17.18(6) Å και c = 29.55(7) Å. Η κρυσταλλική μοριακή διευθέτηση είχε τη μορφή ψαροκόκαλο, με το άτομο C94 ενός μορίου DMβCD να εισέρχεται στην κοιλότητα του γειτονικού του.

The present study is divided in two sections. The first one deals with the inclusion and isolation of carvacrol from oregano essential oil using β-cyclodextrin (β-CD). Crystals were prepared from an aqueous solution of carvacrol-rich oregano essential oil with β-CD and then compared to crystals from aqueous solution of pure carvacrol and β-CD. X-ray crystallography methods confirmed that unit cell data from the solution of oregano’s essential oil with β-CD match with those of carvacrol/β-CD inclusion compound already published. Thus, a new, quick and effective method of isolation of carvacrol from oregano essential oil is suggested resulting at the same time to the formation of a carvacrol/β-CD inclusion compound with improved physicochemical properties compared to carvacrol such as water solubility, low volatility and slow release. The second section involves crystal structure determination of anhydrous heptakis(2,6-di-O-mehtyl)-β-cyclodextrin (DMβCD). Anhydrous DMβCD crystals resulted from experiments of co-crystallization of DMβCD with certain natural products (oleanolic acid etc.) during which the formation of inclusion compounds crystals was not succeeded. X-ray diffraction crystal data and refinement indicated that anhydrous DMβCD crystallized with no guest molecule. The space group was P21 21 21 and unit cell dimensions were a = 13.28(2) Å, b = 17.18(6) Å and c = 29.55(7) Å. The crystal packing is of herringbone type with the C94 atom of one DMβCD molecule inserting into the cavity of a neighbouring molecule.