医用化学

基于观察提出问题，寻找趋势。 提出一个假设或理论，试图回答问题。
检验假设。进行实验，收集数据和观察资料。
分析结果，得出结论。
结果给出答案，但常常产生新的问题。
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1.1 医用化学概述 化学是一门中心学科
化学与信息、生命、材料、环境、能源、 地球、空间和核科学等朝阳科学(sun rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透.
顺铂是典型的遗传物质DNA摧 损剂，明显地影响细胞生长分 裂的正常运作而杀死癌细胞， 全球三大抗癌药物，每年～50 亿美元的美国市场。 17
1.1 医用化学概述
NH2
三聚氰胺
H2N
N
N NH2
N
六个氢和六个氮组成，氮含 量高达66.7%
三鹿奶粉事件
凯氏定氮法
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1.1 医用化学概述
医学已经发展到了分子水平
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1.1 医用化学概述
施正荣，现任无锡尚德电力控股有限公司董事长兼CEO。是中 国太阳能光伏产业的领军人物。留学于澳大利亚新南威尔斯大 学，师从国际太阳能电池权威、2002年诺贝尔环境奖得主马丁• 格林教授。1991年以优秀的多晶硅薄膜太阳电池技术获博士学 位。2000年，回国创办无锡尚德太阳能电力有限公司，2005年 无锡尚德在美国纽交所上市，以23亿美元身家成为中国的新首 富，无锡尚德成为中国最大的光伏企业；2007年，被美国《时 代》周刊评为全球环保英雄。 28
电动势，电位
摄氏温度
伏 [特 ]
摄氏度
V
℃
1 V = 1 W/A
T/K = T/℃ + 273. 15
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1.2 法定计量单位
我国的法定计量单位
一切属于国际单位制的单位都是我国的法 定计量单位。可与SI单位并用的法定计量单位
量的名称
时间 体积 能
单位
分 时 日 升 电子伏
符号
min h d l、L eV
化学
物质
场(Field)
物理
化学研究的对象是自然界的一切物质，大至天体、星 球，小至生物、原子,无论有生命还是无生命的，都是由 各种化学元素组成的，不同的物质具有不同的组成和结构 ，因而又不同的性质。化学是一门在原子分子上研究物质 的组成、结构、性能、应用以及物质相互之间转化规律的 科学。 6
Leabharlann Baidu
1.1 医用化学概述
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1.1 医用化学概述
知 识 创 造 财 富
中国石油2009年净利润1033亿元
2009年中石化实现净利润618亿元
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1.1 医用化学概述
海普瑞发行价148 元为A股最高发行 价 李锂、李坦夫 妇身家426亿元 -肝 素钠 中国首富 毕业于川大化学系
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1.1 医用化学概述
王传福，1966年2月15日出生，1987年毕业于中南大学冶金物理 化学专业，同年进入北京有色金属研究总院攻读硕士，1990年 毕业后留院工作，1995年辞职，创办比亚迪公司，短短几年时 间，发展成为中国第一、全球第二的充电电池制造商，2003年 进入汽车行业，现为比亚迪股份有限公司（1211.HK）董事局主 席兼总裁、比亚迪电子（国际）有限公司主席。
牛津大学的化学家Florey和E.B.Chain解 决了富集，浓缩盘尼西林的技术瓶颈。
弗莱明
钱恩
弗洛里
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荣获1945年诺贝尔医学奖
1.1 医用化学概述
抗癌药物顺铂的故事……
电场线
磁场线
物理学家 Barnett Rosenberg研究电流 和磁场会对细胞的影 响－Pt电极
有丝分裂
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1.1 医用化学概述
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1.3 有效数字

修约规则
1. 四舍六入五留双
例如, 要修约为四位有效数字时:
尾数≤4时舍, 0.52664---0.5266 尾数≥6时入, 0.36266---0.3627 尾数＝ 5 时 , 若后面数为 0 或没有数，舍 5 成双 : 10.2350---10.24, 250.650---250.6；若后面还有 不是0的任何数，皆入: 18.0850001---18.09。
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1.1 医用化学概述
可用先进的化学方法测定基因结构和序列 基因组序列图可以在分子层面上为人类 提供了一份生命“说明书”。
解 码 生 命
核心技术：通过化学方法对人DNA分子的核苷酸 序列进行测定,测序的主要手段就是凝胶色层等 化学分离技术。
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1.1 医用化学概述
人类基因计划下一阶段工作
弄清楚基因的作用以及如何相互影响。 通过改变基因的结构（如链接小分子配体 或基因对接）制造出不同的基因。使得人类 抵抗遗传性疾病及恶性肿瘤等目前无法治愈 的疾病成为可能。
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1.2 法定计量单位
一些SI导出单位
量的名称 力，重力 单位 牛 [顿 ] 符号 N 用SI基本单位表示 1 N = 1 kg· m/s2
压力，压强
能，功，热量 电荷[量]
帕[斯卡]
焦 [耳 ] 库 [仑 ]
Pa
J C
1 Pa = 1 N/m2
1 J = 1 N· m 1 C = 1 A· s
近几十年来，受益于化学的飞速发展， 医学已经从器官水平发展到了细胞、亚细胞、 分子乃至原子的水平。 新兴的医学学科：分子生物学、分子遗传 学、生物高分子。
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1.1 医用化学概述
分子生物学的主要研究对象：生命大分子(核 酸、蛋白质等)，这些物质的分离、提纯和鉴 定都离不开化学的各种技术。
DNA的双螺旋结构形成示意
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1.2 法定计量单位
法定计量单位是在SI（International System of Units ）制的基础上建立起来的较好地 符合我国国情的单位制。
SI基本单位
SI单位
法定计量单位
非SI单位
SI导出单位
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1.2 法定计量单位
SI基本单位
量的名称 长 度 质 量 时 间 电 流 热力学温度 物质的量 发光强度 单位 米 千克 秒 安 [培 ] 开[尔文] 摩 [尔 ] 坎[德拉] 符号 m kg s A K mol cd
衣：尼龙：分子中含有 酰胺键的树脂，自然界中 没有，需要靠化学方法得 到；染料。
食：各种饮用酒 、食品 添加剂、 纯碱发面制馒 头等。 住: 化学炼出钢铁，铁制 品等各种金属;塑料;瓷砖
行：燃料的燃烧放热驱动 汽车前进。
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1.1 医用化学概述 一般科学研究方法 (The Scientific Method)
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1.1 医用化学概述
很多问题有待于我们去解决：
光合作用的机理─叶绿素如何利用太阳能 把很稳定的CO2和H2O分子的化学键打开， 合成碳水化合物 [CH2O]n，并放出氧气，供 人类和其他动物使用。 搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如 何把植物纤维分解为小分子的反应机理。
各种疑难杂病：癌症、艾滋病… …
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1.3 有效数字
2. 禁止分次修约
只允许对原测量值一次修约到所需位数， 不能分次修约。
例：6.5349× （修约为三位） →6.535 →6.54 6.53 →2.55 →2.6 例：2.546 × （修约为两位）
2.5
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1.3 有效数字

运算规则
1. 加减法
以小数点后位数最少的数为准（即以 绝对误
1911年由波兰化学家芬克在谷物中分离出维生素 B1,命名为Vitamin ，意为"维持生命的营养素" 13
1.1 医用化学概述
盘尼西林 Penicillin 青霉素
1928年，由英国的Alesander Fleming(弗莱明) 在一次偶然的实验中发现。
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1.1 医用化学概述
盘尼西林 Penicillin
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1.1 医用化学概述
“如没有合成氨和尿素的技术，世界60亿人口有一半要饿死。” 11
1.1 医用化学概述
麻醉药与消毒化学剂的发明，令 大型的外科手术变成通例。
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1.1 医用化学概述 维生素
C.艾克曼 荷兰 Christian Eijkman 1896年发现维生素B1，于 1929年获诺贝尔生理学及医 学奖
1.5 分散系统与混合物的组成标度
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1.1 医用化学概述
化学是一门中心科学 化学和医学之间的联系 医用化学的内容和学习方法
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1.1 医用化学概述
化学与 化学研究


化学是什么
化学研究方法
Chemistry Chem-is-try
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1.1 医用化学概述
1.1 化学是什么?
实物(Substance)
差最大的数为准） 例 50.1 + 1.45 + 0.5812 = ? E ±0.1 ±0.01 ±0.0001 52.1 保留三位有效数字
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1.3 有效数字
2.乘除法
以有效数字位数最少的数为准（即以
相对误差最大的数为准）
例 0.0121×25.64×1.0578＝ ?
E ±0.0001
0.328 保留三位有效数字
±0.01 ±0.0001
RE±0.8%
±0.04% ±0.009%
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1.3 有效数字
练 习
a) 1.10 0.5120 4.0015 3.4555
0.355 b) 105.1 100.5820
c) 4.562 3.99870 452.6755 452.33 d)
1.1 化学是什么?
化学：是试图了解物质的性质和物质间变化规律的科学。 它是自然科学的一个分支，是以认识自然、改造自然为目 的的科学。
化学主要研究物质的组成、结构和性质；研究物质在 原子和分子水平的化学变化规律以及变化过程中的能量关系。
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1.1?医用化学概述 1.2 化学能干什么
化学与衣、食、住、行
基础 化学
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1.1 医用化学概述
教 学
纲 要
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 绪论 稀溶液的依数性 电解质溶液 缓冲溶液 胶体（自学） 化学反应热及反应的方向和限度（自学） 化学反应速率（自学） 氧化还原反应与电极电位 原子结构和元素周期 共价键与分子间力 配位化合物 滴定分析（选择性拓展） 紫外-可见分光光度法（选择性拓展） 现代仪器分析简介（选择性拓展）
哈佛大学教授Corry（Noble奖获得者）曾 预言：“21世纪，化学将涵盖医学与化学 之间的任一事情。”
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1.1 医用化学概述
2006年诺贝尔化学奖：美国科学家，斯坦福大学 医学院医学教授罗杰-科恩伯格。 贡献：首次在分子水平上展示真核的转录过程。 转录过程中出现的紊乱与许多人类疾病有关， 包括癌症、心脏病和各种炎症。
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1.3 有效数字
3．单位变换不影响有效数字位数； 例：10.00mL→0.01000L 均为四位 4． pH， pK等对数值，其有效数字位数仅取决于 小数部分（尾数）数字的位数，整数部分只代 表该数的幂次 ； 例：pH=11.20 → [H+]= 6.3×10-12mol/L 两位 5．结果首位为8和9时，有效数字可多计一位； 例：90.0% ，可视为四位有效数字
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医用化学课程教学安排
1. 学时：理论 28 学时，实验 6 学时，共 34 学时；
本学期共开设3个实验项目。
2.课程性质：专业基础课。 3.考核方式：考查课。 平时成绩20%+实验成绩20%+期末考试60%。
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第一章 绪 论
1.1 医用化学概述
1.2 法定计量单位
1.3 有效数字 1.4 量纲分析
1.1 医用化学概述
医学化学课程的特点：
内容比较多也比较杂。 理论性比较强，需要有较好的中学化学基础。 讲课进度快。
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1.1 医用化学概述
提高学习的兴趣，养成高效的学习方法
培养独立思考、分析问题、解决问题的能力。 提高学习的主动性和自觉性。 学会自主学习：选择适当的学习内容，培养 解决实际问题的能力。 不唯上，不唯师， 不唯书（自主质疑）
由以上单位构成的十进倍数和分数单位： 例如：mmol、mL、cm等
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1.3 有效数字
4.58 mL
有效数字=全部确定的数字+一位可疑数字
（正负一个单位的误差）
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1.3 有效数字
1. 有效数字位数包括所有准确数字和最后一位可 疑数字； 例：滴定读数20.30mL，最多可以读准三位 第四位欠准（估计读数）±1% 2. 在 0~9中，只有 0既是有效数字，又是无效数字； 例：0.06050 四位有效数字 定位 有效位数 例：3600 → 3.6×103 两位 → 3.60×103 三位
抗癌药物顺铂的故事……
H3N H3N
Pt
顺铂
Cl Cl
Cl H3N Pt NH3 Cl
反铂
顺铂于1845年首次合成，称为 “Peyrone’s Chloride”。 1890年 A. Werner 推出顺、反铂 结构，部分工作获得1913年诺贝 尔奖。
Adapted from http://www.chemcases.com