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用于表达化学分子结构的表示法InChi 简介
热度 1 dingsir 2020-9-28 01:43
以前的博文中我介绍过一种表示化学分子结构的工具SMILES,在化学结构的表达方面,还有一种越来越流行的工具叫InChi,今天在这里也作一简介的介绍。 搞化学的人都知道,为了表达一个化学物质,通常使用的方法有: 1)化学名称,无论是中文名还是英文名,这是使用极其广泛的手段,但是这种手段有个非常大的弱点,虽然比较直观,但是唯一性非常不好。同样一个东西,可能有很多个名字。比如 水可以用Water,也可以用Hydrogen oxide. EMC可以叫碳酸甲基乙基酯,也可以叫碳酸乙基甲基酯,还可以叫碳酸甲乙酯,甲基乙基碳酸酯。 名称还有俗名,商品名,简单命名,甚至还有IUPAC标准命名等等,即使同是简单的命名,有的化合物有多个官能团,从不同分类出发可以得到不同的命名。因此,同一种物质有多个个合法的名称是非常常见的。因此需要严谨表达结构时,化学名称不是理想的选择。 2)CAS号。 CAS号是化学文摘社为化学物质编制的特定顺序编号,理论上每个化学物质有其唯一的特定编号,除非未被CAS收录或编制。由于化学文摘的功能强大,影响力大,加上CAS号短小精悍,易于书写(只有不到十几位数字两根短划线)CAS也就成为了表示化学物质的事实标准。很多化学数据库都收录了化学物质的CAS号。为了传递某种化学物质的信息,也常常借助于CAS号。CAS号虽然使用广泛,但它有两个不足: 1.CAS号与它代表的物质在结构上没有关系。根据CAS要得到其结构,还必须到数据库中进行查询。2. 化学文摘社并没有向社会免费开放它的CAS号检索功能,对一些较新的物质,其CAS号并不能自由地使用,它是有版权的。 3)化学结构式。这个倒是比较准确,但是依赖于绘制结构式的软件。如果结构式从专用的化学软件导出成为图片,它就失去了结构式贮存的化学意义,无法做化学上的进一步利用。这种信息需要以文件的形式来传递,如果用文本来表示就比较困难了。 4)SMILES。用比较简短的文本来表示分子的结构,算是比较理想的表达方式,得到了比较广泛的应用。但是SMILES的算法不是自由免费的,日光化学公司对其拥有版权。所以目前还出现了一个叫OpenSmiles的规范。 5)特定格式的化学结构式文件,如CDXML格式,CDX格式,cml格式,MOL格式,SKC格式等等,这些格式种类较多,本质上不过是第3)项的存储而已,优点/缺点基本相同。其中MOL格式比较常用,很多网上的化学软件都支持。 为了在文本中快速存储与表达结构式,比如在数据库文本字段中存储,在简单文本中传递化学物质结构,其实上面的手段只有1)2)4)可用。但这些都存在一定的不足。为了避开SMILES或CAS在版权上的不够自由,保证国际社会可以免费自由使用,同时又能做到准确唯一,IUPAC和InChi-Trust开发了这个工具。 InChi是 In ternational C h emical I dentifier三个单词的头部字母的组合,“国际化学标识符“的意思。实际生成的Inchi样子是这样的。比如以碳酸乙烯酯为例: InChI=1S/C3H4O3/c4-3-5-1-2-6-3/h1-2H2 这个字串实际上分为几层,层与层之间用斜杠分开。1S表示是Inchi版本号为第1版;C3H4O3是分子式;c4-3-5-1-2-6-3是原子连接信息;h1-2H2是氢原子的连接情况。 在ChemOffice等软件中,复制这样的字串,再在编辑器内,弹出菜单中选择 Paste Special,再在下级菜单中选择InChi即可以将InChi文本转化为结构粘贴到编辑器内。反过来,选择一个结构,再选择工具栏上的“Edit“菜单,下面点击 “Copy As, 选择InChi即可以将该结构的InChi文本复制到剪贴板上以供粘贴使用。如果在记事本等编辑器内粘贴,即可得到文本字串。 从InChi字串可以看出,从文本上不容易看出对应的分子结构是什么,但它确实可以通过一定的算法转化出分子的结构。从InChi字串来比较两个分子是否相似,是否一个是另一个的子结构,这样的功能InChi是 不支持的。 至于从结构如何生成对应的InChi字串,这是一个并不直观的算法问题,有兴趣的可以看看相关的介绍材料,我也没有研究过。 开发Inchi的组织不仅提供了技术手册,还提供了计算Inchi的库的源代码和程序等,我一并转载放在下面。其中有一个InChi-FAQ.pdf比较通俗易懂,回答了很多关于Inchi的奇怪问题,英文好的同学可以看看。 Inchi-faq.pdf (提取码:jam9) 完整的InChi工具包和资料 ( 提取码:u6se) 解压这个压缩包,运行 解压目录\\InChi-1-bin\\Windows\\Winchi-1.exe,它需要读取包含分子结构信息的文件(*.mol, *.sdf, *.cml)等,来生成相应的InChi,这个没有ChemOffice方便,但却是最权威的,提供的细节信息也比较丰富。 目前InChi的版本是1.0, 支持不超过1023个原子的化学结构式。对我们做电解液这类小分子研究的应该是十分够用了。 因为InChi文本比较长,人们在此基础上经过一些算法运算,基于InChi生成了一个27个字符的新字串作为Inchi的签名,叫做InChi-Key。InChi与生成它的Inchi有一一对应关系,InChi由于使用的字符会被搜索引擎忽略,因此搜索InChi不成,但只要找到InChi-Key,我们就可以找到它的InChi-Key,如果两者都提供了的话。 EC的InChi-Key是这样的:KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 从InChi计算出InChi-Key是单向的运算,因此InChi-Key不能用于表达分子结构,它相当于是找到Inchi的一个索引而已。
个人分类: 软件杂谈|10806 次阅读|2 个评论
将SMILES转化为结构式的工具--SMILESDrawer介绍
热度 1 dingsir 2020-9-10 21:16
我们知道,要在网页中显示专业的图形, 数学公式可以使用MathJax库, 化学方程可以使用mhchem库,这两者都是Javascript代码写的程序库, 那么,如果想显示化学结构式, 是不是也有相应的Javascript库可用呢? 如果有这样的库,是不是就可以引入到Typora中让它支持化学结构显示呢? 出于这个目的, 我在网上搜索了一遍,发现这样的库还真有好些个. 如 1) JSME (这个很牛B, Sigma-Aldrich都在用它的库 https://peter-ertl.com/jsme/ ) 2) Kekule.js ( https://github.com/partridgejiang/Kekule.js) 相关论文 中国药科大学 开发的 3) JSmol ( https://sourceforge.net/projects/jsmol/ )、 4) ChemDoodle web Components ( https://web.chemdoodle.com/installation/download/ 讲解细致) 5)Marvin JS (https://chemaxon.com/products/marvin-js/download)、 6) JSDraw ( https://www.scilligence.com/web/download-jsdraw/) 等等, 后面这几种是商业版的,需要收费,但功能上很强大,可以显示化学结构, 也可以编辑化学结构. 我这里介绍的不是以上任何一种,而是一个名为 SMILES Drawer 的开源的Javascript库, 免费, 顾名思义,它的功能就是基于SMILES来绘制分子结构, 使用非常简单. 它放在GitHub上 https://github.com/reymond-group/smilesDrawer . 介绍它的论文( 论文链接 )2018年才发表。为了便于感兴趣的朋友尝试,我把它的JS库下载下来, 和相关的介绍资料放到了一个压缩包内,你可以将压缩包释放到某个目录下,双击里面的“结构式测试.HTML“文档用浏览器查看。 链接: https://pan.baidu.com/s/1Efm7vTjs6_UuW5eL184lTg 提取码:ztow 在Chrome浏览器中,加载结构式测试.htm之后, 在文本框输入SMILES字串, 就可以马上得到了结构图. 这一特点使得它非常适合用来学习和测试SMILES. 先看一下简单的分子VEC: 再来一个复杂一点的, 以前解析过的LiBOB, 是一个螺环结构的锂盐: 再复杂一点, 三(草酸根合)磷酸锂 LiTOP的SMILES和结构式,三个草酸根螯合到中心磷原子上,形成一个比较奇特的阴离子. 当分子结构中某个原子充当多个环的公共节点时,需要分别标记它, LiBOB中硼原子标记为12, 这里磷原子标记为123. 这种多次标记虽然写成123,也可以写成1\\2\\3, 用斜线分隔一下似乎更好看一点. 仔细观察下面, 页底还提供了不同设置以微调显示效果,如文本尺寸、键长度、键粗细、短键的长度(如双键中的短键)、双键的横线之间的距离(Bond spacing)以及图形的尺寸(size),你可以用鼠标拉动黑点调节一下看看效果。 最后, 这个结构式可以另存为png图片,但没有更多的选项了。   有了这样的工具,即使手头没有专业的化学绘图软件,我们也可以绘制出比较专业的分子结构式来, 而且速度还不慢(当然,你得对SMILES够熟悉或者有这一串文本:心中有分子,屏幕才能帮你显示分子) 美中不足的是, SMILESDrawer生成的图形,没有办法人工干预图像中分子的位置, 有些细微的显示效果还不理想,比如上面VEC的图形不能旋转,LiTOP的锂离子显示在阴离子之后有重叠现象,但毕竟瑕不掩瑜。 最后,如果你 想直接测试或使用这个工具, 不想安装到本地, 访问这个链接即可: https://doc.gdb.tools/smilesDrawer/
个人分类: 软件杂谈|15634 次阅读|3 个评论
谁与“开涤”明根源——杂说碱(2)
热度 1 fdc1947 2018-10-2 08:32
谁与“开涤”明根源—— 杂说碱(2) 碱在人们的家庭里,一个很有用的功能就是洗涤。 早在先秦时期,人们就知道用草木灰水来洗涤衣物。 《礼记·内则》说:“父母的冠带衣服脏了,就要请他们换下来,给他们用草木灰水清洗干净(冠带垢,和灰请漱;衣裳垢,和灰请浣)”。东汉的郑玄注:“和,渍也”。和灰就是将草木灰渍水。 草木灰中富含碳酸钾,其性质与纯碱碳酸钠非常相似,是古人最常用到的碱。 我们如今都知道,一般情况下,用碱可把衣物洗涤得比单纯用水洗涤得更干净,其中的原因,虽然很多人也能够说一个“大概”,但是,恐怕其中还是会有不少问题,我们不妨从头说一说。 我们的衣物为什么会脏?提出这个问题似乎有一点“傻冒”,但是,我们还是要说一说。因为只有弄清楚了弄脏的过程和原理,才能够更清楚地知道“洗干净”的原理和过程。 弄脏衣物的过程,就是这些污染物被织物的纤维所“吸附”的过程。有些物质容易被纤维吸附,或者说吸附得比较牢固;有些则不容易吸附,或者说吸附得很不牢固,很容易掉下来。 我们洗涤的过程,就是要想办法把吸附在植物纤维上的污物拿下来,也就是说,这是一个与污物“吸附”相反的过程,或者说,这是一个使污物“脱附”的过程 。 把污物从植物纤维上拿下来,靠的是水的冲刷。所谓水的冲刷,从微观上看,就要求水分子与污染物分子足够接近,如果水分子不能与污染物分子靠得足够近,当然不能把污染物分子从植物纤维那里“脱附”。也就是说, 洗涤的过程是水与植物纤维“争夺”污物分子的过程 。 我们吃饭的时候,不小心会弄脏衣服。如果一些粥掉在了衣服上,会有一摊影子,干了以后,硬硬的一块粥渍。如果是一滴油,那就是一摊油渍。我们都知道,硬硬的粥渍容易被水洗掉,而油渍则不会被水洗掉。那原因是粥容易与水“相容”,而油与水却“不相容”。这里的“相容”可以看作相亲,容易亲近。 这个过程,与两种液体是否能够混合有相似之处。油和水放在一起,就不容易混合,俗话说“油水不相容(溶)”,即使用力摇晃或搅拌,过一会儿,油水仍然要分层。酒精(乙醇)和水放到一些,就完全混合了,再也分不清楚了。煤油和食用油倒在一起,也能够很好的混合。 这其中的原因,还是跟两种物质的分子组成和结构有关。煤油也好、食用油也好,他们分子的边缘主要是与碳原子相连接的氢原子。在这种情况下,氢原子和碳原子吸引电子的能力相差不大,它们之间的化学键没有多少“极性”。而像水和乙醇,那里至少有一个氢原子与氧原子相连接,氧原子吸引电子的能力比氢原子大得多,因而它们之间的化学键“极性”很大,在那个氢原子一边显示出带正电。 当两种物质相互靠近时,往往有这种倾向:结构相近的容易相互“亲近” 。如果两种物质都是液体,二者就容易相溶。如果一种物质是固体,那么它也比较容易吸附那种与它表面结构相近的物质。 同样是粘在衣服上的污物,米粥主要成分是淀粉,淀粉的结构中很有不少有氢原子和氧原子组成的“羟基”,它是容易与水相亲的。所以水容易把米粥从织物上洗下来。而粘在衣服上的油渍却不是如此,它与水并不相亲,水难以靠近这些油脂的分子,无法与油污相结合,所以也就难以把油脂分子与织物纤维分离。 如果在水里有碱存在,情况就有很大的不同了。 碱能够与油脂分子发生化学反应,使得油脂水解。我们知道,所谓油脂就是三酰基丙三醇,也就是三脂肪酸甘油酯,碱溶液中的氢氧根能够使脂肪酸甘油酯水解成为脂肪酸和甘油,脂肪酸与碱溶液中的钠离子或钾离子一起被称为脂肪酸盐。 原来的油脂分子是长长的一条,两端都是“亲油的”(或者说“疏水的”)的基团。与水分子都难以接近。现在,由于碱的作用也就是氢氧根的作用把油脂分子断开了,而断开后的“断面”处,都成了“亲水的”基团。 在脂肪酸的一端是具很强极性的“羧酸基”,另外一边仍然是极性很差的碳链(跟煤油、柴油很相近)。 脂肪酸盐中一端具有极性的羧酸基是亲水的,容易与水结合,而另一端碳链却是亲油的或者说是疏水的,容易跟油脂一类的物质相溶。这样形成的脂肪酸盐就可以成为建立在水系统与油渍之间的“媒介”。通过这样的媒介,油和水就相亲了。 这样,油渍就有可能脱离织物纤维的吸附,从而分散到水的系统中去,也就是说,织物上的油渍能够被清洗掉。 实际上,这种一端亲水另一端亲油的脂肪酸盐,就是我们现在常用的肥皂的主要成分。肥皂正是靠着这种两端亲水亲油性质不同的分子,帮助我们把衣服清洗干净。 如脂肪酸盐这样的在两端具有不同的亲水或疏水功能的基团的分子,如果分散在水里,就会使水的性质发生一些变化。这种物质称为表面活性剂。正因为许多表面活性剂都有这样的亲水和疏水的“两性”,它们就可以像脂肪酸盐一样,作为洗涤用的“肥皂”。 现在我们所使用的洗衣粉、洗衣液、洗手液、洗头膏、洗洁精等等,其作用的主要成分各种各样,但是它们都有共同的特点,那就是都有一端亲水另一端疏水的化学结构,换句话说,它们都是表面活性剂 。 我们如今所使用的洗涤用的表面活性剂当然都是人工合成的,但在很早以前我们的祖先就懂得利用天然的表面活性剂来进行洗涤。皂荚树的体内就含有皂荚皂甙这样的天然表面活性剂,我们的先人利用皂荚的果实捣烂制成丸,来洗涤衣裳,效果很好。 实际上,含有这些天然表面活性剂的还有无患子等。无患子一名肥珠子。 宋·庄季裕《 鸡肋编 》 称:“浙中少皂荚,澡面涴衣,皆用肥珠子。木亦高大,叶如槐而细,生角,长者不过三数寸。子圆黑肥大,肉亦厚,膏润于皂荚,故一名肥皂。” 这就是目前能够找到的“肥皂”一词最早的来历 。 明·李时珍《 本草纲目 •木二·肥皂荚》则说:“肥皂荚生高山中,其树高大,叶如檀及皂荚叶,五六月开白花,结荚长三四寸,状如云实之荚,而肥厚多肉。内有黑子数颗,大如指头,不正圆,其色如漆而甚坚。中有白仁如栗,……十月采荚,煮熟捣烂和白面及诸香作丸,澡身面去垢而腻润,胜于皂荚也。” 现代从西方传入的用脂肪和氢氧化钠反应制成的脂肪酸钠为主要成分的洗涤用品“soap”,翻译时就利用了我们原有的词汇“肥皂”。 碱性的洗涤剂一般都会对于织物特别是对丝、毛等化学成分为蛋白质的织物造成损害 ,所以,现在使用的洗涤衣物的用品一般尽可能采用碱性较小的,甚至接近于中性的洗涤剂。 对于一些工业机械,由于平时用机油润滑,满是油污,在清洗时,就索性用“火碱”即氢氧化钠清洗。众所周知,氢氧化钠才是真正的强碱。把这些机械零件浸泡在滚烫的氢氧化钠溶液中,有的也还要放入表面活性剂,这样才能够把零件上的油污清洗干净。 对于家庭所用的一些油污很重的地方,如果厨房的抽油烟机,在清洗时也要用碱性较重的洗涤剂,才能够较为容易清洗干净。 上面所说的方法,所对付的一般都是油性的污物,如果是碱性的污物,那么用一般的洗涤衣服的洗涤剂就不适用了 。家庭中所用的器皿,有的有水垢,例如水瓶的污垢主要是碳酸钙。厕所的马桶,会有尿碱。这些都是碱性的污物。清洗这些污垢,就需要用酸性的溶液。而且,在选用的时候,还要考虑不要对容器本身产生损害。 对于陶瓷的马桶,不妨用强酸性用品。一般的洁厕剂,就含有酸性很强的盐酸,使用的时候注意不要接触自己的皮肤。 对于水壶里的水垢,市售的除垢剂则为较弱的酸。 这些酸性的清洁用品不要与上面所说清洗油污为目的的洗涤剂相混用。混在一起至少是失去了很大一部分效率,得不偿失。尤其不要与含次氯酸盐的“消毒剂”混在一起,混在一起的话,酸能够与次氯酸盐发生化学反应,产生氯气,从而对人呼吸系统有极大伤害,那就麻烦了。
个人分类: 科学与生活|7131 次阅读|2 个评论
化学新物种:质子化甲烷CH5+
热度 1 zhpd55 2015-3-20 22:16
化学新物种 : 质子化甲烷 CH 5 + 诸平 甲烷CH 4 大家很熟悉,中学化学中就已经了解了它的制备和性质。它既是最简单的有机化合物,也是最稳定的化合物,因为CH 4 是由碳sp 3 杂化轨道和氢s轨道成键而形成的四面体结构。但是,由斯蒂芬·施莱默( StephanSchlemmer)教授领导的科隆大学( University ofCologne)的一个科学家小组, 2015年 3月 20日在《科学》( Science ) 杂志网站发表了他们的研究成果,成功地解释了 CH 5 + 分子离子的高度流动光谱。 CH 5 + 分子离子的形成反应可以表示如下: CH 4 +H + =CH 5 + 但是原子、离子之间究竟是如何成键的,需要看看相关报道或许能够得到答案。 Science 20 March 2015: Vol. 347 no. 6228 pp. 1313-1314 DOI: 10.1126/science.aaa6935 Taming CH 5 + , the “enfant terrible” of chemical structures Takeshi Oka Department of Chemistry and Department of Astronomy and Astrophysics, The Enrico Fermi Institute, University of Chicago, Chicago, IL 60637, USA. E-mail: t-oka{at}uchicago.edu Protonated methane, CH 5 + , is a quantum dynamical system that challenges our understanding of chemical bonding and structure. The bonding does not lead to a trigonal bipyramid. Instead, the five protons swarm around the central carbon, and this gives rise to an incredibly complex vibration-rotation-tunneling infrared spectrum ( 1 ), making it an “enfant terrible” for spectroscopists. Ab initio theory has found that “there is essentially no barrier to hydrogen scrambling” ( 2 ) and “the very concept of molecular structure becomes problematic for this molecule” ( 3 ). For its parent molecule, CH 4 , each rotational level corresponds to one quantum state, but for CH 5 + it corresponds to 2 × 5! = 240 states. However, on page 1346 of this issue, Asvany et al. ( 4 ) report combination differences (Co-Diffs) of the low-energy levels of CH 5 + , a first step at “taming” its spectrum. The taming of the shrew: Scientists decipher the spectrum of CH 5 + for the first time The CH5+ molecular ions were investigated in an ion trap setup such as this. The trap itself is the illuminated cylindrical cavity in the middle of the photo, in which some trap electrodes can be seen. In this trap, several thousand CH5+ ions were stored, cooled, and investigated by a laser. The obtained high-resolution spectra are shown in the inset, as well as a sketch of the CH5+ molecule in motion. Credit: Debora Schiffer/Oskar Asvany, University of Cologne For the first time ever, a team of scientist from the University of Cologne headed by Professor Stephan Schlemmer succeeded in understanding the spectrum of the highly fluxional molecule CH 5 + . This insight, gained in collaboration with a Japanese colleague, was made possible by the extreme cooling of this enigmatic molecule and a highly accurate measurement of its vibrational transitions. The results will be presented on March 20, 2015 in Science magazine. CH 5 + , formed by adding a proton (H + ) to the well-known methane (CH 4 ) molecule, is the prototype of fluxional molecules. In contrast to common molecules, which are depicted as a rigid structure consisting of balls (atoms) and sticks (chemical bonds), the five hydrogen nuclei in CH 5 + can move quite freely around the carbon nucleus . It is thus constantly in motion, even at an extremely low temperature. Bonds are broken and reformed all the time, and therefore the simple model of balls and sticks does not apply. There has thus been a long debate whether CH 5 + has a structure at all. This extraordinary fluxional behavior is reflected in the spectra of CH 5 + . Usually such spectra are recorded in the lab to characterize and identify molecules. With the help of suitable theoretical models , the vibrational spectra can yield information about bond strengths and molecular structure. For CH 5 + , however, the hitherto known spectra have been so chaotic that not a single of the many hundred vibrational transitions could be understood or assigned. This has been considered one of the last mysteries of molecular physics. By developing and applying new ion trap experiments, physicists from the University of Cologne have now succeeded in storing a pure sample of CH 5 + ions and cooling it down to a temperature close to absolute zero. With the help of a so-called frequency comb, the vibrational transitions could be measured with high accuracy, leading to a reconstruction of the lowest energy levels. This very technical approach was necessary due to the complete lack of theoretical models for this exceptional molecule. The results are thus based only on the experimental data and the fundamental principle of quantum mechanics, according to which the observed vibrational transitions are based on a scheme of discrete energy levels. This animation illustrates the extreme fluxionality of the CH 5 + molecule. The black ball in the middle is the carbon nucleus, and the red and white balls are hydrogen nuclei. The blue clouds symbolize the binding electron pairs. Credit: Dominik Marx, Ruhr-Universität Bochum Surprisingly, the results are in accordance with the simple notion that the five hydrogen nuclei can move quite freely around the central carbon nucleus, with their distance to it being more or less fixed. Whether this simple picture is valid will have to be tested in further investigations. In any case, the highly accurate data will challenge future theoretical models to interpret the discovered energy levels . The entire class of fluxional molecules will profit from these developments. Explore further: Uncovering the forbidden side of molecules More information: Taming CH 5 + , the enfant terrible of chemical structures, Science , www.sciencemag.org/lookup/doi/… 1126/science.aaa6935
个人分类: 新科技|9383 次阅读|2 个评论
硫酸丙烯酯应该是那个结构--谈谈缩写和结构容易混淆的地方
dingsir 2014-1-14 11:59
对碳酸丙烯酯(PC)来说,结构非常清楚,是五元环上带有一个甲基,因为六元环的碳酸酯很少见,但五元环带甲基的PC是工业上大量使用的溶剂,不新鲜。所以,说到PC,大家都知道是五元环的,那个甲基还有破坏石墨的不良影响--结构的明确性是一说即明,这里就借助了惯例的力量。 但是亚硫酸丙烯酯和硫酸丙烯酯,因为都不是很常用,惯例的影响力不够大,就容易混淆了,连我这个经常和它们打交道的人,也是一会用这个一会用哪个,很容易留下名称与结构不能精确对应的隐患。就拿亚硫酸丙烯酯来解析吧,硫酸丙烯酯是一样的道理,不重复说。 醇的部分是丙二醇,可以分为1,2-丙二醇和1,3-丙二醇,亚硫酸与之形成的环酯,自然在结构上有所不同,一种是单纯的六元环,醇的残基是三个亚甲基串联;因为亚甲基的英文是methylene,所以缩写是TMS,T代表Tri, M代表亚甲基,S代表亚硫酸酯。另一种是五元环带有一个甲基,醇的残基是(亚甲基-甲基次甲基),就不能用前面一样的缩写。如下图所述。(由于博客系统的原因,图片显示不全,点击一下就好了) 不过需要注意的是,TMS有时用来表示Tetramethylene sulfone,也是锂电池材料中用到的一种溶剂,叫环丁砜。当然,如果用来表示1,3-丙二醇硫酸酯也可以,但现实中很少这么缩写。因为撞车的缩写经常混淆,反而比不用缩写还要麻烦。 以上红字的是IUPAC名字,虽然很精确,但是极难记,一般不到不得已的场合很少用它,就象CAS号一样,精确是没得说,但是记起来就太麻烦了,特别是后者,属于顺序编号,没有规律可循。 所以,建议准确表达其结构式的方法,就是 1,2-丙二醇亚硫酸(环)酯 以及 1,3-丙二醇亚硫酸(环)酯。中间那个环字经常是可以省略的,但加上也不错,更少歧义。
个人分类: 锂电电解液|6669 次阅读|0 个评论
新药发现史话(十八)头孢菌素的发现
热度 5 自我源于思考 2012-3-16 14:56
新药发现史话 Brief History of Drug Discovery(十八) 20、头孢菌素的发现 头孢菌素化合物最初是于 1940 年代,由意大利卡利亚里(撒丁岛首府)大学的医学教授 Giuseppe Brotzu ( 1895-1976 )从撒丁岛排污河中的顶头孢霉菌中提取出来。二战结束时,意大利许多城市因为卫生条件落后而发生了伤寒流行,但卡利亚里有一个地区,虽然人们在一个排污的河流中游泳并吃河里的生鱼,却少有生病者。 Brotzu 注意到了这一情况,当时他已经了解到了青霉素,并对微生物学有一定研究。于是他怀疑河中有对抗病菌的物质,很可能由河中的微生物产生。于是他用琼脂糖培养基培养河水,并得到了一种顶头孢霉菌。 他发现这些顶头孢分泌一种物质,可以有效抵抗引致伤寒的伤寒杆菌。这种物质不稳定,并且难以纯化。他经过多次试验,使用过滤、离心、提取(水、乙酰、丙酮等多种溶剂),最后得到了一种混合状态的物质。他把包含了有效物质的混合物用于临床试验,得到了振奋的结果,特别是对于葡萄球菌感染及伤寒有特效。 由于缺乏经费, 1948 年 Brotzu 把自己的研究结果发表在一个小杂志上。但未能引起意大利科学家的注意,因为在罗马的卫生部有一个专门研究化学微生物学的部门,还于 1948 年 10 月邀请因青霉素而获诺奖的钱恩去领导。 幸运的是, Brotzu 把一份头孢制剂和相关说明送给了撒丁岛上的盟军军医 Blyth Brooke (少校军衔),希望能够引起重视。 Brooke 咨询了英国医学研究委员会,委员会中的一位学者推荐了钱恩的诺奖伙伴兼同事弗洛里。 1948 年 7 月,弗洛里收到了 Brooke 的信。当时弗洛里和他的团队正在进行筛选新型抗生素的研究,于是他立即联系 Brotzu 得到了菌株,然后组织了牛津大学的 Guy Newton ( 1919-1969 )和 Edward Abraham ( 1913-1999 )等人开始研究。 经过 6 年的研究,他们发现了三种头孢类化合物:头孢菌素 P 、 N 、 C ,其中头孢菌素 C 引起了他们的兴趣。 1957 年, Bendan Kelly 和在克里夫登的同事们得到了一种突变菌株,可以大量产生头孢菌素 C 。 1959 年, Guy Newton 和 Edward Abraham 使用霍奇金博士发明的 X 射线晶体学方法,对新抗生素的化学结构进行了鉴定。然后他们就头孢菌素 C 和头孢菌素的核心结构 7- 氨基头孢烯酸(简称 7-ACA )申请了专利。 通过专利许可费,两人得到了巨额的利润,而他们也把大部分利润捐献了出来,并设立了多个基金会从事慈善工作。到 20 世纪结束时,牛津大学已经得到了他们 3000 万英镑的捐赠。头孢菌素的专利许可费用总计达到了惊人的 1.5 亿英磅。 牛津大学成功提炼出对β内酰胺酶稳定的头孢菌素 C ,但它却未有足够的效力用于临床。头孢菌素的核心是 7- 氨基头孢烯酸(简称 7-ACA )是从头孢菌素 C 中衍生出来,并已证实与青霉素的核心(即 6- 氨基青霉烷酸, 6-APA )相似。葛兰素和礼来等药企加入进来,对 7-ACA 的旁链作出修改,以得出可以临床使用的抗生素。 第一种的头孢噻吩( cephalothin )便是由礼来公司于 1964 年上市,商品名 Keflin 。葛兰素研发的 Cephaloridine 也于同年上市,虽然一度因为可以肌注、血药浓度高等原因更受欢迎,但因不宜口服等因素,逐渐让位,在今天主要作为兽药用于动物感染。
个人分类: 医药|17111 次阅读|11 个评论

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