有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章

有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章安徽省黃山市胡征善安徽省黃山市胡征善一、碳天下碳原子的特殊結(jié)構(gòu)（在元素周期表中位于第二周期第IVA族，最外層有4個價電子，且其原子半徑相對較小），決定了它形成共價鍵的能力很強（在化學(xué)反應(yīng)中，碳原子不能失去4個電子形成C4f,亦很難得到4個電子形成C，一），不僅可與其它非金屬元素形成極性共價鍵（單鍵如C—H、C—X等；雙鍵如C=0、C=S等；叁鍵如C三N等），而且碳碳原子之間很易形成碳碳單鍵、碳碳雙鍵或碳碳叁鍵，分子的碳骨架以鏈狀、環(huán)狀（單環(huán)、多環(huán)）、球狀或管狀（單層或復(fù)層）等多種形式存在。硅原子與碳原子就不盡相同了，雖然最外層也有4個價電子，但硅原子半徑大，硅硅原子間、硅氫原子間的作用比碳碳原子間、碳氫原子間的作用弱，再加上二氧化硅和水相當(dāng)穩(wěn)定，這就決定了硅烷很不穩(wěn)定，在空氣中可以自燃。正因為硅原子半徑大，它就不能像碳那樣形成如此豐富多彩的化合物了。碳元素有很多碳單質(zhì)：金剛石、石墨和碳原子簇Cx（如C32、C40、C50、C58、C60、C70、C84>C240>C540、C960等）。C60分子形狀像足球，分子中的每個碳原子用3個電子與緊鄰的3個碳原子形成3個非極性鍵,每個碳原子還有1個電子,兩兩再形成特殊的共價鍵，可以認(rèn)為C60分子中有30個碳碳雙鍵，因此C60可以像烯燃一樣發(fā)生加成反應(yīng)，例如在一定條件下與H2加成可以得到C60H36、C60H60等。C60H60可以用CeoHlnHo160n>表示，這里“1”和“?！狈謩e表示C60空腔內(nèi)外的氫原子。C60與F2加成，可以得到三種不同顏色的化合物：C60F6（喑褐色）、C60F42（淡褐色）、C60F60（白色）。每個C60還可斷開1個碳碳雙鍵，兩個或多個C60相連形成（C60）n（n=2,3,……）o若把C60裝進S160中，并使內(nèi)層C60與外層S160形成60個C-S1極性鍵而將兩個大小“足球”連在一起，就得到了一種新的具有“雙重結(jié)構(gòu)”的分子C60sl60。在C60中摻入堿金屬，常溫為金屬導(dǎo)體，降低溫度就出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。如摻鉀的KC60超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度為18K,RbCs2c60的轉(zhuǎn)變溫度為33Kc北京大學(xué)物理系和中國科學(xué)院物理研究所的科學(xué)家也分別制出在C60中摻詫和摻錢的超導(dǎo)體。碳原子的成鍵能力很強，也是造成同分異構(gòu)現(xiàn)象的本質(zhì)原因，例如C20H42的二十烷從理論推算有366319種同分異構(gòu)體。球碳（C60）有機世界多姿多彩，有機世界生機勃勃，有機世界活力四射，有機世界前景誘人。而碳元素的世界超出有機世界，給你營造了一個更為廣闊的天地，你有心去探知嗎？在碳元素的世界里其樂無窮。球碳（C60）包裹了金屬原子的巴基球有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章C120碳納米管C120碳納米管二、深海魚油與不飽和高級脂肪酸從深海魚類的脂肪提取出的魚油，其有效成分是DHA（二十二碳六烯酸：C21H31coOH）和EPA（二十碳五烯酸：Ci9H29co0H）。它們分子中的不飽和雙鍵都是自碳鏈甲基端第3個碳原子處開始，單雙鍵共碗。例如：DHA和EPA的結(jié)構(gòu)分別為：DHA和EPADHA和EPA都是腦細胞和細胞網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，存在于腦細胞的線粒OH體、突觸體和微粒體中。它對大腦細胞，特別是神經(jīng)傳導(dǎo)和突觸的生長、發(fā)育有著極其重要的作用。大腦脂質(zhì)的10%是DHA,因此DHA和EPA是人的大腦中含量最高的不飽和高級脂肪酸。DHA和EPA在海洋生物中含量豐富，多吃海洋生物食品，如魚、貝、魚油等，可輔助大腦的發(fā)育，促進智力，增強記憶，也可延緩大腦衰老，防止老年癡呆。重要的不飽和高級脂肪酸還有亞油酸（十八碳二烯酸：Ci7H31coOH）、亞麻酸（十八碳三烯酸：Ci7H29COOH）等，它們都具有重要的生理功能，可降低血脂，降低血液中的膽固醇含量，防止心血管疾病。花生四烯酸（二十碳四烯酸：C19H31COOH）是人體生理活動中重要的脂肪酸，由它形成的酯廣泛存在于人體器官、肌肉和血液組織中，它是合成許多重要生物活性物質(zhì)的基礎(chǔ)原料。豆油、花生油中的亞油酸含量較高，亞麻油中的亞麻酸含量較高，動物的脂肪中含少量花生四烯酸。名稱結(jié)構(gòu)簡式亞油酸CH3（CH2）3（CH2CH=CH）2（CH2）7COOH亞麻酸CH3（CH2）3（CH2CH=CH）3（CH2）7COOH花生四烯酸CH3（CH2）3（CH2cH=CH）4（CH2）3COOH有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章三、各種營養(yǎng)物質(zhì)的生理功能蛋白質(zhì)、脂類、糖類、無機鹽、維生素和水是維持人類生命活動不可缺少的六種營養(yǎng)素，有些營養(yǎng)專家還建議將膳食纖維（dietaryfibei）作為第七營養(yǎng)素，其中蛋白質(zhì)、脂類、糖類、維生素都是有機化合物。這些營養(yǎng)物質(zhì)在人體內(nèi)擔(dān)負(fù)起各種生理功能:構(gòu)成機體組織構(gòu)成機體組織圖中的粗線箭頭表示擔(dān)負(fù)的主要生理功能，細線箭頭表示擔(dān)負(fù)的次要功能。油脂在人體中的生理功能除了為生命活動提供和儲備熱能、是構(gòu)成細胞膜、神經(jīng)和腦組織的成分外，還是脂溶性維生素（Va、Vd、Ve、Vk）的溶劑，以利機體對這些維生素的吸收。一切重要的生命現(xiàn)象和生理機能都與蛋白質(zhì)有關(guān)，蛋白質(zhì)的主要功能和作用有：調(diào)節(jié)功能（如胰島素調(diào)節(jié)糖的代謝）、催化功能（如淀粉酶、蛋白酶的催化作用）、運輸功能（如血紅蛋白輸送氧）、運動功能（如肌肉的運動）、免疫功能（如免疫球蛋白）、保護功能（如指甲、頭發(fā)、蹄角等）。由于人體內(nèi)沒有能使纖維素水解為葡萄糖的酶（牛、馬、羊等食草動物胃中微生物能分泌出纖維素水解酶），所以膳食纖維不能被人體消化吸收，但膳食纖維能刺激腸道蠕動和促進分泌消化液，有助于食物的消化和廢物的排泄，減少有害物質(zhì)與腸黏膜接觸時間，有預(yù)防便秘、痔瘡和直腸癌的作用，減低膽固醇，預(yù)防和治療糖尿病等，人類食用淀粉和食草動物吃草、葉，淀粉和草葉等都是糖類物質(zhì)，在水解酶的作用下最終產(chǎn)物都是葡萄糖，因此葡萄糖是人和動物及微生物的能量物質(zhì)。葡萄糖的結(jié)構(gòu)為CHOH-C-OHHO—C—HH—C—0HH—d—0Hdn20H事實上葡萄糖常是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，則是以從上到下編號的第5個碳原子上的氫原子與分子中的醛基發(fā)生加成形成含6個原子的環(huán)（見下圖）：有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章淀粉和纖維素中的葡萄糖單元也是這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)。人在劇烈運動或勞動后，常感到肌肉酸痛，這就是葡萄糖在無氧條件下分解供能生成乳酸（CH3-jH—COOH）所致。葡萄糖是制維生素C（Vc，也稱抗壞血酸），已知Vc的結(jié)構(gòu)為:(gi—CH—CH20H(gi—CH—CH20H四、導(dǎo)電高聚物1974年，H.Shnakwa及其合作者在合成聚乙塊的實驗中，偶然地投入過量的催化劑（錯誤的操作）合成出令人興奮的有銀白色光澤的聚乙烘薄膜。在后來的研究中發(fā)現(xiàn)：在惰性溶劑中，高濃度催化劑的表面影響乙烘的聚合，他們向惰性氣體保護下的少量甲苯中加入催化劑Et3Al—Ti（OBu）4,在20℃下保持45min,然后冷卻至一78℃。抽空反應(yīng)容器，通入乙烘，乙快便與器壁形成的催化劑薄膜作用，立即有銅色光澤的順一順型聚乙烘薄膜（含量85?95%）形成。這種薄膜在150?200℃以正十六烷為溶劑處理15?60nun,異構(gòu)化為反一反型銀白色薄膜（含量95%）。雖然這兩種聚乙烘薄膜有金屬的外觀，但它們?nèi)匀徊皇窍窠饘僖粯拥膶?dǎo)體，因為它們的電導(dǎo)率仍然很小。/=\/…/…戚二順型^J 反一反型電導(dǎo)率10-8-10-7S/m 電導(dǎo)率10—3?1（）-2s/m在世界的另一方，美國的A.J.Heege［和A.G.MacDiamud一直在研究看起來像金屬的無機聚硫氨（SN）n薄膜。歷史就是如此巧合，A.G.MacDiannid到東京參加一次學(xué)術(shù)研討會，會議休息時，H.Shuakwa向他提到了自己的研究結(jié)果，立即引起了A.G.MacDiaimid的注意。1976年A.G.MacDiamud邀請H.Shiiakwa到賓夕法尼亞大學(xué)合作。A.G.MacDianmd以他研究（SN）n的經(jīng)驗，打算用L來修飾聚乙烘（在這之前Sluiakawa和Ikeda曾用Cb和Br2來改造聚乙烘，發(fā)現(xiàn)其紅外吸收減弱而顏色不變的現(xiàn)象）。他們請A.J.Heegei加盟，在A.J.Heege［的實驗室里，測得用b修飾后的反一反聚乙烘的電導(dǎo)率為3000S/m,比原來提高了7個數(shù)量級。摻雜實驗的通式可表示如下：RH=CH立十3x/2L——?fCH=CHhx++x13-（氧化摻雜Oxidativedopmg）-fCH=CH七+xNa——?-fCH=CHfnx-+xNa+（還原摻雜Redutivedoping）導(dǎo)電高聚物聚乙烘的成功制得，在科學(xué)領(lǐng)域引起了震動。對其研究不斷深入,先后制得了聚對亞苯基乙烯、聚毗咯、聚嚏吩、聚苯胺及其衍生物等一大批導(dǎo)電高聚物。聚睡吩、聚苯胺的結(jié)構(gòu)如下：

有關(guān)有機化學(xué)的一組科普文章事實上，對于導(dǎo)電類高分子，早在1862年，倫敦醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校的H.Letheby在硫酸中電解苯胺就已經(jīng)得到過少量導(dǎo)電物質(zhì)（可能就是聚苯胺）。用導(dǎo)電高分子做成的塑料電池已進入市場，硬幣大小的電池，一極是金屬鋰,另一極是聚苯胺導(dǎo)電高分子，電池可多次充電，具有使用壽命長等特點。導(dǎo)電高聚物聚乙烘的成功制得，打破了人們原有的思維定勢和固有認(rèn)知框框,開辟了一方新天地一一也能制得導(dǎo)電高聚物（導(dǎo)電塑料）。聚乙烘是一種線狀高分子，分子中存在共甄大口鍵，冗電子可以在整個共規(guī)體系中自由流動，若摻雜后，自由電子的活動性增強，因此導(dǎo)電率大幅度提高。其他導(dǎo)電高聚物導(dǎo)電原理與聚乙烘相似。五、功能高分子材料合成具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子或在高分子鏈上引入某種功能的官能團，使高分子顯示出在光、電、熱、磁、聲、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊功能，以滿足通訊、交通、航空航天、醫(yī)療、醫(yī)藥、建筑、印刷、海水淡化、農(nóng)林園藝、沙漠綠化等領(lǐng)域的需求。功能高分子材料在生產(chǎn)生活和科技領(lǐng)域有著非常重要的作用。功能高分子材料生物醫(yī)藥高分子光敏

高分子交換型

高分子仿生高分子

醫(yī)用高分子

高分子藥物I超導(dǎo)高分子I高分子導(dǎo)體^高分導(dǎo)體光導(dǎo)電高分子光致變色高分子感光樹脂生物醫(yī)藥高分子光敏

高分子交換型

高分子仿生高分子

醫(yī)用高分子

高分子藥物I超導(dǎo)高分子I高分子導(dǎo)體^高分導(dǎo)體光導(dǎo)電高分子光致變色高分子感光樹脂電子交換樹脂

離子交換樹脂高分子催化劑與試劑高分子膜微生物降解高分子高分子吸附劑例如：醫(yī)用高分子必須要求與人體器官組織的天然高分子有著極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能，必須具有很好的生物相容性，不會與人體接觸產(chǎn)生排斥和其他作用。目前除了腦、胃和部分內(nèi)分泌器官外，人體中兒乎所有器官都可以用高分子材料來制造。醫(yī)用高分子材料人造器官硅橡膠、聚氨酯橡膠人造心臟聚氨酯橡膠、聚對苯二甲酸乙二酯人造血管有機硅橡膠、聚乙烯人造氣管醋酸纖