化學

喹諾酮(Quinolone)

喹諾酮(Quinolone)
台北市立第一女子高級中學二年級李屏/台北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

喹諾酮的發展歷史
有研究人員認為,第二次世界大戰中,被用來治療瘧疾的氯奎寧劑(Chloroquine),是第一個喹諾酮類抗生素。但1962年,由George Lesher等人所發現的耐啶酸(Nalidixic acid),普遍被認為是第一個用於臨床上的喹諾酮類抗生素,用於治療泌尿道感染。耐啶酸結構如下:

自從耐啶酸被使用後,有多達一萬種的類似物被合成製造出來,只有少數幾種可應用於臨床上。喹諾酮是一種人工合成的廣效型抗生素,擁有一個雙六圓環不飽和亞胺烯酮架構雜環化合物。喹諾酮的基本結構如下:

黃體素

黃體素 (Progesterone)
臺北市立第一女子高級中學國二年級李渝萱/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/ 國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

天然的黃體素是一種類固醇,亦稱P4(pregn-4-ene-3,20-dione)、助孕素、孕酮、黃體酮,分子式為C21H30O2,此分子最早由Willard Myron Allen的團隊發現。他們測得其熔點、分子量,更加以命名,progesterone一詞是由「progestational steroidal ketone」結合而成的,其結構如下:

 

黃體素的結構中有四個環烴,三個甲基、兩個酮基,並沒有強的極性官能基,與其它固醇類相同屬於疏水性的分子,且是人體內最多的天然孕激素類。因其疏水的性質,可以藉細胞膜以囊泡的形式在任何細胞運輸,但在子宮內膜裡,會進入特定細胞內,與其細胞質中的特定受器蛋白 (progesterone receptor) 緊密結合。此複合物進入細胞核後,可視為一個轉錄因子,與一個反應元 (progesterone response element) 結合後,藉此將相對應的基因打開或關閉,調控生理表現。

聚二甲基矽氧烷

聚二甲基矽氧烷 (Poly Dimethylsiloxane)
臺北市立第一女子高級中學二年級周君穎/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

簡介

聚二甲基矽氧烷即poly(dimethylsiloxane),簡寫為PDMS,密度為965 kg/m3,屬於有機矽的聚合物,結構式如下圖:

製造

1.工業上可由以下反應流程製造鏈狀的聚二甲基矽氧烷:

若原料為三氯甲基矽烷時,經過水解反應、聚合反應可形成交錯的網狀結構,稱做甲基矽氧烷樹脂(silicone resins)。
可在反應中添加適量的一氯三甲基矽烷(僅能接於聚合物鏈結構的末端)控制聚合物的分子量,也可控制產物的黏度。

同化性雄性類固醇(anabolic-androgenic steroids)與運動表現及副作用

同化性雄性類固醇(anabolic-androgenic steroids)與運動表現及副作用
台北市立第一女子高級中學二年級周佳怡/台北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

基本介紹
同化激素(Anabolic steroid)亦稱蛋白同化激素,是一種能夠促進細胞的生長與分化,使肌肉擴增,甚至影響骨頭的強度與大小。同化激素是由天然來源的雄性激素經結構改造,降低雄激素活性,提高蛋白同化活性而得到的半合成激素類藥物。睪酮是最為常見的天然來源的蛋白同化激素,也是天然的雄性激素。
同化激素的結構與睪酮的結構類似,睪酮的結構如下:

 

同化性雄性類固醇(anabolic-androgenic steroids)在運動員的使用可有特殊生理影響,因為同化性雄性類固醇可以直接增加肌肉中蛋白質的合成及促進同化性雄性素荷爾蒙的分泌,這類藥物除具有增加肌肉塊頭和力量,並在減重時仍保持肌肉強度。此外,同化性雄性類固醇還可加快訓練後的恢復,有助於增加訓練強度和縮短時間。

麝香酮

麝香酮 (Muscone)
臺北市立第一女子高級中學二年級姜佳昀/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

命名與結構

麝香酮,學名為3-甲基環十五烷酮(3-methylcyclopentadecanone),分子式C16H30O,結構如下圖:

水楊酸(Salicylic acid)的去角質功能

水楊酸(Salicylic acid)的去角質功能
台北市立第一女子高級中學二年級張物華/台北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

一、水楊酸的基本資料

 

 
二、水楊酸在皮膚科學的應用
原理
水楊酸能夠在不影響活性表皮的結構下,藉著溶解角質(stratum corneum)細胞間質,使角質細胞剝離產生脫屑作用,因此廣泛地應用於軟化或去除多餘、老廢的角質細胞。

水楊酸可因製劑濃度不同而有不同的藥理作用:

三、水楊酸和果酸的去角質功能比較
果酸是一種水溶性的成分,分子量小,容易經皮滲透到皮膚的深層。所以果酸的作用是直接影響表皮基底層細胞代謝,並促使真皮層的膠原細胞增生。濃度愈高,效果愈好,可是相對性的刺激與傷害也愈大。

乙酸(Acetic Acid)

乙酸(Acetic Acid)
台北市立第一女子高級中學二年級許婷/台北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

一、乙酸的基本性質

 

 
二、乙酸的製備/甲醇羰基化法
甲醇可與一氧化碳經由催化劑(金屬錯合物)催化反應生成乙酸:
CH3OH+CO→CH3COOH
整個反應分為三個步驟,以碘甲烷為中間體,催化劑主要參與第二個反應:
CH3OH+HI→CH3I+H2O
CH3I+CO→CH3COI
CH3COI+H2O→CH3COOH+HI

乙酸的合成歷史發展:
早在1925年開始,英國的就開始研究乙酸的合成反應,但由反應需高壓(200 atm)及抗腐蝕的容器,因此乙酸的製備一直無法商業化生產。

第一個商業化製造乙酸的過程,於1963年由德國化工公司BASF開發使用鈷催化劑。

甲酸

甲酸 (Formic Acid)
臺北市立第一女子高級中學二年級許景皓/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

一、甲酸的基本資料

二、甲酸的製備

甲醇和一氧化碳在強鹼條件下反應生成甲酸甲酯,在經水解反應可得到甲酸:

CH3OH+CO→HCOOCH3
HCOOCH3+H2O→HCOOH+CH3OH

為避免需要大量的水,有些化學廠在甲醇和一氧化碳生成甲酸甲酯後,先將甲酸甲酯和氨反應產生甲醯胺,然後用硫酸水解甲醯胺得到甲酸:

CH3OH+CO→HCOOCH3
HCOOCH3+NH3→HCONH2+CH3OH
2HCONH2+2H2O+H2SO4→2HCOOH+(NH4)2SO4

此反應亦有其缺點:副產物硫酸銨的處理較繁複。

神奇的氫氟酸

神奇的氫氟酸(Hydrofluoric Acid)
臺北市立第一女子高級中學二年級陳怡潔/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

氫氟酸的基本性質

氟化氫(Hydrogen fluoride),化學式為HF,實驗室可以由氟石(CaF2)與濃硫酸混合加熱至250℃,利用蒸餾法收集沸點較低的HF(g),HF(g)是無色、有劇毒、強腐蝕性氣體。加水之後即成為氫氟酸HF(aq)。

反應式如下:
2CaF2(s)+H2SO4 aq.png2HF(g)+CaSO4(s)

氫氟酸在水中的解離度不大,是一種弱酸
HF(aq)→H+(aq)+F(aq)  Ka≒7×10-4
但是當濃度很高濃度時,氫氟酸產生下列反應:
2HF(aq)→H+(aq) +[FHF](aq)
[FHF]-內具有特殊的氫鍵,有利於平衡向右,使得氫氟酸搖身一變成為強酸。

草酸(Oxalic acid)

草酸(Oxalic acid)
臺北市立第一女子高級中學二年級陳昕慧/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

一、草酸的基本性質

二、草酸化學性質及應用

(1)酸性
屬於有機中強酸,Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.3×10-5,酸性比乙酸強,可與碳酸鈉(Na2CO3)反應產生CO2

(2)還原性
具有很強的還原性,能被氧化劑氧化成CO2
․氧化半反應:C2O42-(aq)→2CO2+2e
․草酸(或草酸鈉)可使過錳酸鉀(KMnO4)褪色,用於標定過錳酸鉀的濃度。
2MnO4-(aq)+5C2O42-(aq)+16H(aq)→2Mn2+(aq)+10CO2(g) +8H2O

․由於草酸具有還原力,可作為稻草、麥桿製品的漂白劑。

(3)不穩定性
草酸受熱會分解成CO、CO2、H2O,實驗室可利用此反應製造一氧化碳。

H2C2O4  p1.png CO+CO2+H2O

(4)酯化反應
草酸與醇類進行酯化反應生成酯類,例如草酸和乙醇反應生成草酸二乙酯。
H2C2O4+2C2H5OH→C6H10O4+2H2O
草酸二乙酯結構如下:

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