Cyclodextrine - Stuktur und Eigenschaften

Experimente mit Cyclodextrinen

Cyclodextrine sind ringförmige Oligosaccharide, also Kohlenhydrate. Sie können bei sogenannten Wirt-Gast-Komplexen verschiedene Gast-Moleküle in ihren Hohlraum aufnehmen. Durch die molekulare EInkapselung können empfindliche Wirkstoffe vor Oxidation oder Hydrolyse geschützt werden. Cyclodextrine werden in Pharmazie und Lebensmitteltechnik eingesetzt.

Cyclodextrine

Cyclodextrine werden aus Stärke hergestellt. Stark vereinfacht kann man sich Stärke-Moleküle als eine Spirale vorstellen.

Sie besteht aus vielen miteinander verbundenen Glucose-Molekülen. Ein spezielles Enzym schneidet aus der Stärkespirale Cyclodextrin-Moleküle mit sieben Glucose-Einheiten heraus.

Die Animation zeigt:

  • die enzymatische Herstellung von β-Cylcodextrin
  • die zyklische Struktur mit 7 α-D-Glucose-Molekülen im Stäbchenmodell
  • die dreidimensionale Struktur mit Hohlraum im Oberflächenmodell
  • lipophile und hydrophile Bereiche

Beim Thema Glucose geht die Animation insbesondere ein auf:

  • Hydroxygruppen der Glucose-Bausteine
  • unterschiedlicheTeilladungen des Sauerstoff- und Wasserstoff-Atoms
  • Polarität
  • glykosidische Bindung

Cyclodextrine im Unterricht

Hydrolyse einer glykosidischen Bindung

Cyclodextrine gehören zur Stoffklasse der Kohlenhydrate.

Die vier Cyclodextrin-Versuche des CHEM2DO®-Koffers sind für die Sekundarstufe I und II konzipiert. Die Schüler überprüfen experimentell die Zugehörigkeit zur Stoffklasse der Kohlenhydrate (Fehlingprobe, Silberspiegelprobe) und die Funktionsweise der Wirt-Gast-Komplexe.

Mit den Versuchen und den Arbeitsblättern erarbeiten sich die Schüler die Struktur der Cyclodextrine und der Wirt-Gast-Komplexe.

Die Experimente vermitteln die Basiskonzepte Stoff-Teilchen, Struktur-Eigenschaft, chemische Reaktion und Gleichgewicht und greifen verschiedene Anwendungsbereiche der Cyclodextrine auf.

Bereits jetzt erhältlich

Silberspiegelprobe mit Cyclodextrin

Die Silberspiegelprobe zeigt: Cyclodextrine bestehen aus Zucker-Molekülen

Alle vier Cyclodextrin-Experimente sind bereits im Koffer enthalten.

Sie erhalten folgende Materialien:

  • Cyclodextrin
  • Versuchsbeschreibungen
  • fachlich-didaktische Hintergrundinformationen
  • Vorschläge für Aufgaben + Lösungen
  • Gefährdungsbeurteilungen

Animationen zu ausgewählten Cyclodextrin-Versuchen sind für den Herbst geplant.