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Wednesday June 6th, 2018

物理化学

(日本語) 速度/熱(平衡)的反応の、エネルギーと生成物の比率

Sorry, this entry is only available in Japanese.  反応座標と計算科学 有機化学をやっていると、よく出てくるのが反応熱を用いた議論ですね。 この熱量で選択性はどうなるのか? 反応は進行するの? これらを理解するには、次の二点をしっかりと理解することが大切です。 平衡反応なのか、速度論反応なのか。   温度と活性化障壁 反応座標の解説については過去記事をご覧ください。 「反応座標」 20kcal/mol以下ならば、室温で反応が進行します。 室温のエネルギーは 数kcal/mol ですが、ボルツマン分布に従うと、特定の割合の分子が、10~20kcal/molのエネルギーを獲得するため、このエネルギーでも反応が進行します。 以上は、加熱が必要です。 30付近になると、「一般的に反応は進行しない」と考えます。     反応速度と生成比 反応条件下における生成物の比率を考察する際には、原料と生成物の反応経路に 可逆性があるか=平衡反応 可逆性がないか=速度論的反応 が重要です。 反応を行っている条件で、正反応の活性化エネルギ障壁、逆反応の活性化エネルギー障壁を超えるエネルギー(加熱)が外部より加えられているかにより決定します。   平衡反応における生成物比 平衡反応は、正反応と逆反応どちらも進行する状態のことです。 原料から生成物に向かう活性化エネルギーを超えており、生成物原料に向かう経路の活性化エネルギーも超えている状態です。 この場合、原料と生成物の比は、それぞれの原料(ΔG)と生成物(ΔG)の熱力学的安定性の差(ΔΔG)に依存します。 何 kcal/mol で反応は進行するか? こちらのポータルサイトに記述されていますが、 3.0 kcal/mol の差があると存在比が約 99:1 、 1.7 kcal/mol の差があると存在比が約 9:1 0.5 kcal/mol の差があると存在比が約 7:1 になると言われています。 たしか、ΔG = ΔG0 + RTln(生成物/原料) の ΔΔG で求められるはずです。 […]

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(日本語) 浸透圧

Sorry, this entry is only available in Japanese. 浸透圧は束一的性質に分類されます。 溶液中の溶質量依存的に浸透圧が上昇します。 浸透圧といえば、式が有名です。 編集中

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(日本語) ポテンシャルエネルギー曲線

Sorry, this entry is only available in Japanese. ポテンシャルエネルギーとは よく化学の授業とかで、反応座標とポテンシャルエネルギーの図が出ますよね。あのラクダの背中みたいなやつです。 あの図について解説します。 画像は作成中です A-B  +  C  → A + B-C という反応では、最初の登り坂は、AとBの結合が切れて不安定な状態に向かっていく上り坂なんです 外部からエネルギーを受け取って、結合が切れるということ。 一方、下り坂は、フリーになったBとCが結合を作り、安定な物になるために下っていきます。

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(日本語) 平衡

Sorry, this entry is only available in Japanese. 平衡は科学で最も大切な考え方 溶解平衡 化学反応の平衡 編集中です

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(日本語) 塩の性質

Sorry, this entry is only available in Japanese. 塩の性質について 塩の性質を知ることは、医学薬学的に実は大きな意味を持ちます。 高校の化学でも出てくるのですが、その重要性が分からずに、よくおろそかにされます。 Check Point!! ・酸性塩は塩基性水溶液に溶けやすい ・塩基性塩は酸性水溶液に溶けやすい ・ 塩と言ったら最初に思い浮かべるのが、NaCl (塩化ナトリウム)ですね。ただ、塩にもいろいろあるんです。 そもそも塩とはなにか? 簡単に言うと、イオンとイオンが結合したものです。 酸性塩(強酸性物質と弱~中塩基性物質の塩) NH4Cl (塩化アンモニウム:塩酸+アンモニア) 塩基性塩(強塩基性物質と弱~中酸性物質の塩) Na2CO3 (炭酸ナトリウム:2水酸化ナトリウム+炭酸) NaHCO3 (炭酸水素ナトリウム:1水酸化ナトリウム+炭酸) Na2PO4 (リン酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+リン酸) Na2(COO)2 (シュウ酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+シュウ酸) などが挙げられます。 塩化アンモニウムが酸性である理由ですが まず塩を水に溶解すると NH4Cl → [NH4+] + [Cl-] に解離します。 NH4+はNH3(アンモニア)H+を受けとった状態です。 実はアンモニアはH+を保持しておく力がそこまでありません。 なので、水などに溶けてしまったNH4+は、平衡により NH4+ → NH3 + [H+] となって、酸として働いてしまいます。    

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pH-pharmaceuticals

Sorry, this entry is only available in Japanese. pHの変化は、科学的変化ではなく、物理的変化です。化合物自体に変化はないので。異なる分子に変化することが、化学的変化でしょう。

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化学

システイン型去痰薬:カルボシステインの詳細作用機序とメチル・エチル・アセチルシステインの作用機序との違い、構造の違いを解説

Carbocisteine and Ethyl-cisteine

Sorry, this entry is only available in Japanese. 薬剤師国家試験では、エチルシステインとカルボシステインの作用機序が良く出題されます。 カルボシステインは気道粘液中のムコタンパクのジスルフィド結合を開裂させる この問題文時々見ますよね?正解は✗です。 カルボシステインは、フコースとシアル酸の量を調製します。 この「~システイン」を構造に基づいて解説します。   ~システイン系薬剤の構造 [上段]Methyl L‐Cysteine、Ethyl L‐Cysteine、Acetylcysteine [下段]L-Carbocisteine 化学構造になれている人なら、「ピン!」ときますが、わからない人だっているかと思います。 分子構造上の最大の違いは、SH基です。 これが作用機序の違いになります。 上段の化合物群は、SH基の還元力を基に薬効を示します! 以下に解説行きます!! 先にメジャーなカルボシステインから行きます!      

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電子求引基と電子供与基の違い

(日本語) 【電子求引基・電子供与基】芳香族求電子置換反応でのオルト/パラ、メタ配向性の違い

Sorry, this entry is only available in Japanese. 薬学部に入って有機化学を学び始めると登場する、最初の壁だと思います。 電子求引基と電子供与基 の簡単な理解方法を解説します。 [電気陰性度が高い置換基が、電子を引っ張る]ということは、多くの人が理解できている のですが、 芳香族化合物に置換した場合、必ずしも 高い電気陰性度=電子求引基 ではありません。 もう一度言っておきます、 「芳香族に置換した場合」です! 芳香族に置換している置換基が、芳香環上の電子を引く度合いは、 電気陰性度とは関係ありません!   芳香族に置換した場合、電気陰性度による誘起効果(σ結合の電子求引)よりも、共鳴効果が優先的に影響します。 この特徴を理解するためには、一度頭をリセットし、電気陰性度を無視します。 そして、ベンゼン環に直接置換している原子に着目しましょう。 ポイントは…置換基が持っている軌道です! 芳香環に直接置換している原子が、 空のp軌道を持っている場合、電子求引基 ローンペアを持っている場合、電子供与基 として働きます!   では、芳香族化合物に置換した場合の電子求引基、電子供与基のふるまいの変化を解説します。 ※本記事では「簡便な理解」を優先するため、反応の主要な矢印以外を省略しています。   電子求引基と電子供与基の構造的特徴   芳香環上で進行する反応に対する置換基の効果(活性化基・不活性化基) 芳香族の置換基のことを、活性化基や不活性化基と表現することがありますよね? これは、求電子反応に対して、活性か否かということを意味しています。   ベンゼン環の様な、芳香族化合物上で置換反応が進行する際、2つの反応機構が想定できます。 求核的な置換と求電子的な置換です。   求核置換反応では、何らかの脱離基(LG: Leaving group)が求核種(Nu)と入れ替わります。 この時アニオン中間体が生じるので、電子求引基が置換していれば反応は加速されます。   求電子置換反応では、求電子種がベンゼン環の電子を奪う機構で進行します。 この反応は、カチオン中間体が生じるので、電子供与基が置換して入れば反応は加速されます。     オルト/パラ、メタ配向性(ここ重要!!) 電子求引基がメタ配向性、電子供与基がオルト/パラ配向性といいますが それは、あくまでも 「求電子置換反応において」という前提 […]

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(日本語) 医薬品の名前(成分名)にはステム(stem:幹)がある!!

Sorry, this entry is only available in Japanese.  医薬品の名前にはステム(幹)というものがあります。 薬学で医薬品について学習された方であれば、医薬品の成分名には共通項があることを知っていると思います。アトルバスタチン(リピトール)やロスバスタチンのような共通名のことです。 ジェネリックも成分名化が進んでいるため、一般名を忘れつつある現場の薬剤師には、再認識していただきたいですね。 本もあるので紹介しておきます。 宮田直樹編著 ”ステムを知ればクスリがわかる” では本題に。 今回の記事は、ファルマシア2017(53), 297-300.に掲載された 高橋秀依(TAKAHASHI Hideyo)帝京大学薬学部教授 著 ~ステムは医薬品のあいうえお~ を参考にさせていただいております。 Topics & Check Point !! 1. 医薬品の名前について 2. 代表的なステム 3. ステムを活用する 1:医薬品の名前 医薬品の名前には、商品名と一般名(成分名)があります。 冒頭でも出しましたが、リピトールを例に解説します。 商品名:リピトール 成分名(一般名):アトルバスタチン となっており、リピトールはあくまでも会社がつけた商品用の名前です。 また類似した薬でクレストールがありますが 商品名:クレストール 成分名(一般名):ロスバスタチン となっており、例に挙げた二つは、効果が同じスタチン系と呼ばれる薬で「~バスタチン」がステム(幹)とされています。 2:代表的なステム ~アゼパム(azepam) ジアゼパム系 ~アゾラム(azolam) ジアゼピン系 ~プリル(pril) アンギオテンシン変換酵素阻害薬(ACEI) ~サルタン(sartan) アンギオテンシンⅡ需要体拮抗薬(ARB) ~プラゾール(prazole) プロトンポンプインヒビター(PPI) という風であり、ステムをしっかり理解していれば、医薬品をしっかりと分類でき、薬を覚えるための労力を最小限に抑えることができます。 また、商品名にはステムはありませんが、商品名をつけた理由は、各薬剤のインタビューフォームから確認することができます。 […]

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(日本語) 速度/熱(平衡)的反応の、エネルギーと生成物の比率

Sorry, this entry is only available in Japanese.  反応座標と計算科学 有機化学をやっていると、よく出てくるのが反応熱を用いた議論ですね。 この熱量で選択性はどうなるのか? 反応は進行するの? これらを理解するには、次の二点をしっかりと理解することが大切です。 平衡反応なのか、速度論反応なのか。   温度と活性化障壁 反応座標の解説については過去記事をご覧ください。 「反応座標」 20kcal/mol以下ならば、室温で反応が進行します。 室温のエネルギーは 数kcal/mol ですが、ボルツマン分布に従うと、特定の割合の分子が、10~20kcal/molのエネルギーを獲得するため、このエネルギーでも反応が進行します。 以上は、加熱が必要です。 30付近になると、「一般的に反応は進行しない」と考えます。     反応速度と生成比 反応条件下における生成物の比率を考察する際には、原料と生成物の反応経路に 可逆性があるか=平衡反応 可逆性がないか=速度論的反応 が重要です。 反応を行っている条件で、正反応の活性化エネルギ障壁、逆反応の活性化エネルギー障壁を超えるエネルギー(加熱)が外部より加えられているかにより決定します。   平衡反応における生成物比 平衡反応は、正反応と逆反応どちらも進行する状態のことです。 原料から生成物に向かう活性化エネルギーを超えており、生成物原料に向かう経路の活性化エネルギーも超えている状態です。 この場合、原料と生成物の比は、それぞれの原料(ΔG)と生成物(ΔG)の熱力学的安定性の差(ΔΔG)に依存します。 何 kcal/mol で反応は進行するか? こちらのポータルサイトに記述されていますが、 3.0 kcal/mol の差があると存在比が約 99:1 、 1.7 kcal/mol の差があると存在比が約 9:1 0.5 kcal/mol の差があると存在比が約 7:1 になると言われています。 たしか、ΔG = ΔG0 + RTln(生成物/原料) の ΔΔG で求められるはずです。 […]

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various hyperconjugations

Herein I

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(日本語) 塩の性質

Sorry, this entry is only available in Japanese. 塩の性質について 塩の性質を知ることは、医学薬学的に実は大きな意味を持ちます。 高校の化学でも出てくるのですが、その重要性が分からずに、よくおろそかにされます。 Check Point!! ・酸性塩は塩基性水溶液に溶けやすい ・塩基性塩は酸性水溶液に溶けやすい ・ 塩と言ったら最初に思い浮かべるのが、NaCl (塩化ナトリウム)ですね。ただ、塩にもいろいろあるんです。 そもそも塩とはなにか? 簡単に言うと、イオンとイオンが結合したものです。 酸性塩(強酸性物質と弱~中塩基性物質の塩) NH4Cl (塩化アンモニウム:塩酸+アンモニア) 塩基性塩(強塩基性物質と弱~中酸性物質の塩) Na2CO3 (炭酸ナトリウム:2水酸化ナトリウム+炭酸) NaHCO3 (炭酸水素ナトリウム:1水酸化ナトリウム+炭酸) Na2PO4 (リン酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+リン酸) Na2(COO)2 (シュウ酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+シュウ酸) などが挙げられます。 塩化アンモニウムが酸性である理由ですが まず塩を水に溶解すると NH4Cl → [NH4+] + [Cl-] に解離します。 NH4+はNH3(アンモニア)H+を受けとった状態です。 実はアンモニアはH+を保持しておく力がそこまでありません。 なので、水などに溶けてしまったNH4+は、平衡により NH4+ → NH3 + [H+] となって、酸として働いてしまいます。    

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chelate

キレート(chelate)という金属と有機化合物間で生じる相互作用は、薬の飲み合わせなどでよく問題になります。結構な頻度で起こる事なので、科学的な理解が必要であり、国試でも狙われ易いです。 ポイント sp2 キレートとは? 簡単にいえば、ミネラルみたいな金属にS, N, Oのような原子が張りついてしまうというものです。 S, N, Oの特徴としては非共有電子対(ローンペア)を持っているということですね。 金属原子にある電子を受け入れるスペース(空軌道)にこれらの原子がローンペアを与えることで、くっついてしまうためです。 医薬品が金属とくっついてしまうと何が悪いかというと。 薬に使われる金属は「Fe2+」「Mg2+」といった、イオンなんです。身近なイオンといえば、食塩「NaCl」がありますね。 ご存知のように、ミネラルは水に溶けますよね?ミネラルウォーターとかあるように。 一方、医薬品は脂溶性でなければ、血液中に入れないんですよね。 ここで、 ミネラルを「M+」、含窒素医薬品を「N-Med」とします。 医薬品中のNと金属イオンM+がくっつくと「+M-N-Med」になります。 つまり医薬品がイオンになったようになるんです。となると、医薬品が水溶性になってしまいます。 こうなると、血液中に入ることができなくなります。 これがいわゆる ニューキノロン系抗菌薬やテトラサイクリンとカマグ などの相互作用ですね。 体の中にも鉄ってありますよね、血液はもちろん、CYP450など。 一酸化炭素は血中鉄とキレートして、酸素の運搬を止めます。 アゾール系の薬はCYPの鉄とキレートし、酸素を使った代謝を止めます。 ここから、一気に化学的な内容になります。 すべてのローンペアが金属に配位してたら、人はすでに死んでます。 キレートしやすい条件があります。 ・空のp軌道を持った複素原子(S, O, N) C=N、CN、COなど ・多座配位(一分子の中に多くの配位性ローンペア) 理由はバックドネーション 例えば、シメチジンの構造を見てみると…

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生化学

生物 筋肉の種類と収縮機構

(日本語) 筋肉(骨格筋、平滑筋、心筋)の収縮調節機構

Sorry, this entry is only available in Japanese. 人体に数多存在する、筋肉の種類、神経支配についてまとめます。   人体を構成する3種類の筋肉 筋肉 随意性 支配神経 骨格筋 あり 運動神経 平滑筋 なし 自律神経 心筋 なし 迷走神経   骨格筋 言わずともしれた随意筋です。       平滑筋       心筋         骨格筋の収縮機構 タバコ(ニコチン)。   平滑筋の収縮機構 医薬品   心筋の収縮機構 電池 ほにゃ

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allegy

There are 5 types in allergy.

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ウイルスとエンベロープ

envelope

ウイルスを構造的特徴で分類すると、大きく2種類あります。エンベロープがあるか、ないかということです。 エンベロープの正体は脂質二重膜であり、人間がもつ細胞膜と同じです。 エンベロープを持つか、もしくは持たないかの違いで、感染の様式や除菌方法が大きく変わります。 先にポイントですが、 Point‼ ・エンベロープなしは、消化器や内臓に感染 エタノール消毒が効きにくく、塩素系以上の強さの消毒が必要。 ・エンベロープありは、肺や気管支などの呼吸器に感染 エタノール消毒も結構有効であり、塩素消毒も有効。 いい文献があるので先に紹介しますね。 ウイルスの構造上の特徴と消毒感受性について2008, No 59 以下エンベロープの有り無しで分類していきます。 消化管に感染するウイルスはエンベロープ(-) エンベロープを持つウイルスは胃酸で死んでしまいます。つまり、消化管感染するウイルスは 経口感染するウィルスにはエンベロープがありません。たとえば、C型肝炎ですが、専ら注射感染が問題になります。ただし、経口感染って聞いたことありますか?実際に、C肝ウィルスは、エンベロープをもっています。 上気道感染ウイルスは、エンベロープ(+) 受容体を介して感染するため 科学的ポイント エンベロープは二重膜ですが、どう壊れるのでしょうか? エタノールの作用とすれば、界面活性作用が最もでしょう。 アルデヒド系統はタンパク変性? イオン系は… 参考文献 ヤクハンQ&A

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