第01章--一门中心的、实用的和创造性的科学——化学

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第二节 化学基础知识 / 三、同分异构、
手性与药物
2、手性异构——有一个碳原子（C）连接四 个不同基团引起的异构现象。
例如：丙氨酸（人类只能利用L-丙氨酸）
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第二节 化学基础知识 / 三、同分异构、
手性与药物
3、手性意义（1）
一种叫Thalidomide（反应停）的化学品（这种药品被用 来减轻孕妇在妊娠期间的恶心和呕吐等症状）致使出生的婴 儿严重畸形（缺肢或变形），于1961年给欧洲带来了惊恐。
20不21/4到/6 的危害，产生了强烈的恐惧感。
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第二节 化学基础知识 / 三、同分异构、
手性与药物
H
OO
N
3、手性意义（2）
O
*N
O
后来才发现，只有反应停的R- H O O
异构体有镇静作用，而其S-异构
N
体则是致畸的。
O
N
H
除“反应停”外，其他一些医
O
药也有类似的情况，如：
R- isomer
2、化学是 一门实用科学： 其对应的工业为 化学工业（这是 其他许多学科所 没有的）。
同时，工业 化学家也在为化 学工业之外的许 多领域进行工作。7
二、化学与其他学科的关系 / 3、化学的研 究组织很庞大
以美国化学会（ACS）的分支机构为例：
小型化学企业 工业与工程化学
化学史 化学教育 化学文献 化学技术员 化学和法律 化学保健与安全 化学毒物学 分析化学 计算化学 2021/4/6无机化学
第一节 化学是一门中心科学
一、化学与天然存在
二、化学与其他学科的关系
1、化学与很多的其他科学领域有关：
它对农业、电子学、生物学、药学、环境科
学、计算机科学、工程学、地质学、物理学、冶
金学，以及很多其他的领域，都有重大的贡献。
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第一节 化学是一门中心科学
二、化学与其他学科的关系
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第一部分
化学——受到挑战的 中心科学
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第1章 一门中心的、实用 的和创造性的科学——化学
第2章 人类十大环境危机 中的化学困惑——绿色化学的 兴起
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第一章
一门中心的、实用的和 创造性的科学——化学
第一节 化学是一门中心科学
第二节 化学基础知识
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本章思考题 2
第一节 化学是一门中心科学
研究手性药物的 中国科学院院士
202和1/4/创6 造的新变化。
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第一节 化学是一门中心科学
一、化学与天然存在—— 2、化学家干什么？
化学的历史很长。事实上，人类的化学活动可追
溯到有历史记载以前的时期。
化学包含着两种不同类型的工作：（1）有些化
学家在研究自然界并试图了解它；（2）另一些化学
家则在创造自然界不存在的新物质和完成化学变化
专业联谊会 生物化学
生物化学技术 石油化学 地质化学 有机化学
农业与食品化学 农药
纤维素、造纸与纺织品 环境化学
肥料与土壤化学 物理化学
氟化学 药物化学 高分子化学 高分子材料：科学与工程 胶体与表面化学 核工业化学与技术 商业开发与管理 碳水化合物化学 燃料化学 橡胶
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第二节 化学基础知识
一、化学式
的新途径。
自人类出现在地球上那一刻起，这两方面的工作
就都有了，但是在20世纪以来，它们的步伐大大地
2加021/快4/6 了。
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一、化学与天然存在
3、没有与化学物质无关的物质
文明的进步涉及人类创造新物质以满足需要，而这些新 物质则是由天然物质转变而成的。例如，把皮革染成褐色，已 改变其化学性质。即使是烹调食物，也会改变它们的化学结构。
这个世界上的万物都是由“化学物质”构成的，
或者以化合物的形式存在，其中的原子以化学键联结在一起；
或者在少数情况下以未与其他原子联结的形式存在， 如氦气（He）。
没有可以称之“与化学物质无关”的物质。实际 上，“天然”的化学物质并不总是对人有益的。已知由 2微021生/4/6物和其他生物产生的某些天然化合物，就属于最危 5 险的毒物之列。
治疗帕金森症的药物多巴，只有S型（左旋）对映体有效，
而R型有严重副作用；治疗结核病的药物Ethambutol，只
20有21/4S/6S型有效，而RR型对映体却会致盲。
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第二节 化学基础知识 / 三、同分异构、
手性与药物
3、手性意义（3）
另外，有些药物不同对映体的药理作用大相径庭，如
Propranolol的S型对映体是一类重要的-受体阻断剂，而R型
氯化钠 NaCl （离子，化合物）
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第二节 化学基础知识
二、共价键与离子键
例如： 苯
C6H6
（只有共价键）
氯化钠 NaCl（= Na＋Cl －） （只有离子键）
乙醇钠 CH3CH2O－Na＋
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（除存在共价键，还有离子同分异构、手性与药物 1、同分异构——相同分子式，不同的结构。 例如：
对映体则有避孕作用。
因此，美国食品与医药管理局（FDA）1992年提出的法规
强调，申报手性药物时必须对不同对映体的作用叙述清楚。
惨痛的教训使人们对药物的手性有了深刻的认识。 缺乏
对化学的深入了解，会导致严重灾乱！
2001年，诺贝尔化学奖授予美国、日本研究手性药物
的202三1/4位/6 化学家。
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一、化学与天然存在—— 1、化学是什么？
化学是一门试图了解物质的性质和物质发生反 应的科学。
它涉及存在于自然界的物质——地球上的矿物， 空气中的气体 ，海洋里的水和盐，在动物身上找 到的化学物质——以及由人类创造的新物质。
它涉及自然界的变化——因闪电而着火的树木，
与生命有关的化学变化——还有那些由化学家发明
在此期间，世界各地大约有10000名这样的婴儿出生，仅 在德国就有5000名（因最初美国对此药的安全问题有疑义而 使得该药没有进入美国市场）。
这个悲剧促使各国政府制定严格的官方法律以测定各种
新药造成新生儿畸形的可能性。这些被称为“Thalidomide婴
儿”的出现，使人们对合成化学物品的影响及其对人类意想
二、共价键与离子键 三、同分异构、手性与药物
四、化学反应式与反应方向
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第二节 化学基础知识 / 一、化学式
化学物质由分子、原子、离子等组成。用 化学式表示化学物质的组成。
例如：
水
H2O
甲烷
CH4
二氧化碳 CO2
金刚石 C
（分子，氧化物） （分子，化合物） （分子，化合物） （原子，单质）