关于伟哥(西地那非)全合成的详细解析
观前提示:西地那非作为一种处方药,请勿滥用;请遵守所在国家或地区的法律法规,不要在非专业实验室中进行文中提及的化学反应!
本文仅作知识传播作用,毕竟西地那非的全合成也是一例经典的药物全合成。若文中有任何错误或疏漏,请务必联系作者或在下方评论区中打出。不胜感谢!
Part1:前情提要
西地那非($Sildenafil$),商品名万艾可,一种创造了全球销量神话的药物。或许这两个名字你还不是很熟,那他在中国的俗名——伟哥,可谓是无人不知了。这种治疗男性勃起功能障碍的药物在 $1998$ 年 $3$ 月被获批上市后,创造了第一个星期内产生的新处方数比有史以来的任何其他产品都多的历史记录。据统计,在今天的世界,每秒钟就有四粒“万艾可”被患者服用。
这款药物的发明源于一次失败的尝试。$...
化学杂谈:有机化学的前世今生
前言:何为“有机”
“有机”一词,原本意为“有生机的,有生命的”。古早的哲学家们认为,生命有一种神秘的力量,可以制造一些专属于它的物质,即所谓生命力说。那自然,这些物质也有“神秘的力量”蕴含于其中。这个说法现在看来很荒谬,但在古代,它确实能够解释人们的一些疑惑。
早在 $1$ 万年前,人们就初步学会了发酵工艺,进而发明了“酒”,这种可以给人类带来醉意的神奇饮料。在大约 $3500$ 年前,古埃及人会将柳树的木头煎熬成药膏来疗伤,而在千里之外的中国,“药”的起源则更早。
自然,使人沉醉的酒和治愈疾病的药对当时的人们来说是一种神秘的存在,“生命力说”就是基于以上的认知提出的。作为有机化学历史上的第一个重要理论,生命力说的出现被看作有机化学的开端,即使这个理论在近代被彻底推翻。之后...
硝苯地平——常用药背后的有机化学
硝苯地平($nifedipine$),一种著名的降压药、抗心绞痛药。$1975$ 年,德国拜尔公司开发了这种药物,并很快向意、英、法、德、日、巴西等国的市场出售。$1991$ 年,硝苯地平控释制剂在中国被批准生产。
(上图:硝苯地平片。此处仅作示意,并没有推销该品牌的意思)
它的化学结构如下。其结构包含一个二氢吡啶环,这是作为二氢吡啶类钙拮抗剂的特征性结构;包含一个与苯环相连的硝基,对应其抗心绞痛的功能。
作为一种钙拮抗剂,硝苯地平通过与钙离子通道上的某些蛋白结合,导致钙离子通道的构象发生变化,从而阻止钙离子进入细胞内。随后,细胞内的钙离子浓度降低,钙离子参与的生理反应随之停止。血管平滑肌细胞内钙离子浓度降低,其结果就是降低了血管平滑肌的张力,使外周血管扩张,从而起到降低...
化学杂谈:高分子化学100年
谨以此文,纪念天然橡胶真实结构被人类破译100年;纪念酚醛树脂工业化先驱,美国杰出的化学家贝克兰逝世80周年。
几年前,英国皇家化学学会评选在过去 $1$ 个世纪中“改变世界的5项化学发明”,最后上榜的是青霉素类药物、合成氨、聚乙烯、孕酮和液晶显示。其中,聚乙烯($-[CH_{2}-CH_{2}]-_{n}$)作为塑料的主力之一,在今天的生活中早已不可或缺,也是高分子化学对人类的重要贡献。
(上图:改变世界的 $5$ 项化学发明,来自英国皇家化学学会)
高分子化学,自诞生以来不过 $100$ 年,但其发展之快令其他几乎所有学科都望尘莫及,各种高分子材料令人目不暇接,已然成为现代社会不可或缺的部分。所谓高分子,即是由很多重复结构单元通过共价键结合而成的大分子。巨大的分子量使得高...
奈非那韦——现代分子结构设计的力量
引入
奈非那韦($Nelfinavir$),一种用于治疗艾滋病等严重疾病的上市药物,它和它的甲磺酸盐都是目前人类对抗 $HIV$ 的重要武器。其化学结构如下图所示:
人们提到它时,通常都会感叹其药效之神奇与强大,就连艾滋病这样的“不治之症”都败倒在它手下。但很少有人知道的是,奈非那韦是最早的被人类设计出来的药物之一,它让人类真正体会到了分子设计的力量。
现在,就让我们去看看这个药物是如何被一步步“设计”出来的,去领略分子设计这门学科中壮丽的风景。
正文
1.药物分子设计简介
传统的药物设计从总体上来讲,缺乏成熟完善的发现途径,具有很大的盲目性。比如各种中药,便是在“神农尝百草”中发现的;著名消炎药阿司匹林也是将天然产物水杨酸乙酰化后得到的,如下图:
这种方法有一个...
关于岩沙海葵毒素全合成的详细解析
谨由此文,纪念世界有机合成泰斗岸义人($Yoshito~Kishi$)教授逝世一周年;纪念岩沙海葵毒素全合成被人类完成三十年。
本文献给岸义人教授,献给所有化学工作者,还有每一个热爱化学的人。
注:如果本文中有任何错误或疏漏,请务必联系作者或在评论中写出。不胜感谢!
1.前情提要
岩沙海葵毒素($palytoxin$,简称 $PTX$),亦称沙海葵毒素或群体海葵毒素,是一种提取自毒沙群海葵(刺胞动物门,珊瑚纲,六放珊瑚亚纲,海葵目,皮沙海葵科,沙群海葵属)的非蛋白毒素,也是已知非蛋白毒素中毒性最强烈的毒素之一。软珊瑚、玫瑰海葵等多种海洋有毒生物中都含有这种物质。
(上图:岩沙海葵毒素的结构式)
(上图:发表于 $Science$ 上的图片,为现实中的毒沙群海葵)
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化学杂谈:碳的同素异形体
前言
碳元素是所有已知元素中化合物种类最多的,目前已知的纯有机化合物就有近 $1000$ 万种,但这还只是理论上存在化合物世界的冰山一角而已。
碳的同素异形体数量也是已知元素中最多的。从家喻户晓的石墨、金刚石到被营销号吹上天的石墨烯,都是这个庞大家族的成员。然而我们所熟知的,同样也不过是这个家族的冰山一角而已。
今天这次杂谈,就让我们去细细探访一下碳的同素异形体。我们会分把碳单质为晶型和无定形两大类,包括那些熟悉的和闻所未闻的,或许就能刷新你对这个元素的认知。
注:如果本文中有任何疏漏或是错误,请务必告知作者(或者打在下面的评论区里),不胜感谢!
晶型碳
顾名思义,晶型碳就是那些以晶体形式存在的碳单质。石墨、金刚石、富勒烯等都属于这个大类群。
1.石墨
(图:天然石...
欧拉图与欧拉回路
1.亿些小定义
欧拉回路:通过图中每条边恰好一次的回路
欧拉通路:通过图中每条边恰好一次的通路
欧拉图:具有欧拉回路的图
半欧拉图:具有欧拉通路但不具有欧拉回路的图
还是比较好理解的,就是这个半欧拉图有点奇特,之前没有听说过。
2.性质
性质1:欧拉图中所有顶点的度数都是偶数。
证明:一条边增加的总度数为 $2$ ,奇数的乘积为奇数,所以没有可能。
性质2:若 $G$ 是欧拉图,则它为 若干个环的并,且 每条边被包含在奇数个环内。
证明:反证法:
假设有一条边属于偶数个环的并,那么必然会产生 奇度数点对,所以不能构成欧拉图。
性质3:设 $G$ 为弱连通有向图。$G$ 是欧拉有向图,当且仅当 $G$ 所有结点的出度等于入度。
其他性质不大看得懂 应该也...
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