学术新闻

本周化学品:阿斯巴甜

2013 年 8 月 30 日

阿斯巴甜是人造甜味剂的常用名称N-(L-α-天冬氨酰)-L-苯丙氨酸,1-甲酯。 1965 年,一位在塞尔实验室工作的化学家意外摄入了一些,并发现它尝起来很甜,从而发现了它。当时的化学家正在研究控制溃疡的药物!它是通过制造两个氨基酸的二肽,然后产生该分子的甲酯而形成的。

阿斯巴甜分子。

它的甜度大约是糖的 200 倍,因此可以在不增加大量卡路里的情况下使食物变甜,因为需要的热量很少。阿斯巴甜如今被广泛用于多种食品和饮料,尽管并非没有争议。  几十年来,人们一直对阿斯巴甜的使用感到担忧,甚至存在阴谋论,据称它会导致从简单的头痛到癌症等多种健康问题。然而,几十年来的许多研究一致表明,阿斯巴甜在正常摄入水平下是安全的,并且继续获得 FDA、欧盟和其他全球监管机构的批准使用。

ACE 愿景和使命

2013 年 8 月 28 日

会计和计算机教育部门有了新的愿景和使命。

ACE 使命宣言

营造包容、有效和创新的学习环境。

ACE 愿景声明

被公认为专上会计和信息技术教育的最佳选择。

本周化学品:海洛因

2013 年 8 月 18 日

海洛因是化学物质生物碱家族的一员(通常含有碱性氮基团)。由吗啡经化学修饰而制得;从罂粟植物中获得的主要鸦片。从吗啡合成海洛因实际上相当简单,涉及两个羟基的乙酰化,因此海洛因也被称为二乙酰吗啡。

海洛因分子。注意左侧的两个乙酰基。

海洛因于 19 世纪末合成并商业化生产世纪由德国拜耳公司开发,旨在成为吗啡的非成瘾替代品,吗啡是当时常见的医疗成分。 “海洛因”这个名字是为了反映这种化学品的英雄特性(早期的品牌尝试!)。众所周知,这个想法效果并不好,因为海洛因实际上非常容易上瘾。事实上,海洛因的效力大约是吗啡的两倍,可能是因为它的极性较小,一旦进入人体就更容易进入大脑。海洛因的危险很快就被认识到,并且在它上市后很快就被禁止了(例如 1924 年在美国)。

本周化学品:锎

2013 年 8 月 12 日

天气依然温暖,锎是本周元素的不错选择!该元素于 1950 年首次在加州大学伯克利分校的实验室中创造出来,并以气候宜人的加利福尼亚州命名。那是在过去的美好时光,如果你成功了,你就必须说出它的名字!锎是通过用亚原子粒子轰击其他元素(例如锔)而产生的。

加州大学的研究人员在 20 世纪 60 年代就开始研究锎。注意时髦的服装!

该元素的 252 同位素是一种非常强大的放射性同位素,每秒发射数百万个中子。它有几个实际应用,例如为核反应堆的启动提供初始辐射输入。

锎可能是地球上最昂贵的商品化学品。 1999 年的价格为每微克 60 美元,即每克 60,000,000 美元,大约比黄金贵 200 万倍。

本周化学品:Kevlar

2013 年 8 月 1 日

Kevlar 是杜邦公司于 1965 年首次开发的芳纶(芳香酰胺)聚合物的品牌名称。段落重复单元中苯取代基的取向使得该材料中的聚合物链之间存在高度的氢键。结果,固相聚合物形成棒状液晶堆积结构。这种材料的纺成纤维非常坚固;按单位重量计算,凯夫拉纤维的强度约为钢的八倍。

凯夫拉纤维的分子结构。

凯夫拉尔的合成和加工很困难,因为需要浓硫酸溶液来溶解该聚合物,因此该聚合物的价格相当高。尽管如此,它的强度、低密度和灵活性的独特结合带来了众多应用,包括防弹衣、桥梁电缆和蒙特利尔奥林匹克体育场的屋顶。

免费教科书!

2013 年 7 月 28 日

每个大学生都知道教科书的成本可能非常高。有关该主题的简短但有趣的讨论,请查看文章。正如您从附图(取自链接文章)中看到的那样,教科书成本的上涨速度远远快于消费者价格指数(又称通货膨胀)。有各种各样的理由来解释这一点,但无论原因是什么,最终的结果都是学生付出了他们往往无法承受的高昂费用。

教科书费用上涨(来源请参阅链接文章)。

作为学生,对此您能做些什么?您可以尝试许多创造性的选择,并取得不同程度的成功,包括购买二手书等显而易见的选择。不过,另一种选择是使用免费书籍。越来越多的教科书作为免费分发的材料出现在互联网上。当然,其中一些是盗版和非法上传(和下载!)的,但许多是专门编写和/或免费发布在网上的。

为了准备即将到来的统计课程,我在互联网上进行了一些查找,发现了一个名为的网站。该组织由哈佛大学教授和谷歌分析师创立,旨在向学生提供免费的开源教科书。这听起来好得令人难以置信,但该网站确实免费提供专门为 OpenIntro 编写的高质量教育文本。目前,唯一的免费教科书是统计学,但它是一本由哈佛大学和杜克大学的教授撰写的 400 页文本,文字精良,配有图表和习题集。我目前使用这本书作为化学和生物科学合作项目统计课程的主要教科书。可以在 OpenIntro 网站上免费下载 PDF 版本。我建议任何对统计感兴趣的人都访问该网站,看看他们对这本书的看法。我们只能希望免费的开源教科书是未来的方向! ——迈克尔·贾吉。

本周化学品:河豚毒素

2013 年 7 月 23 日

河豚毒素 (TTX) 是一种非常强大的神经毒素,存在于河豚鱼和其他一些海洋动物(例如海星)中。

TTX 通过干扰神经膜转运钠的能力发挥作用。摄入少量 TTX 会产生面部麻木感以及漂浮感。较大的剂量会导致瘫痪和死亡,尽管“大”在这里是相对的,因为少于一毫克就可能致命。

河豚毒素分子。

河豚鱼(或“河豚”)在日本被视为美味佳肴,尽管只有经过严格培训的厨师才可以烹制河豚,但据报道,十年内有 179 人因食用河豚而死亡。有趣的是,一位人类学家提议将 TTX 作为海地巫毒师魔药中的一种成分。其理论是,受害者被给予 TTX 后会陷入与死亡无异的麻痹昏迷状态,但随后会以活死人或僵尸的身份复活!辛普森一家的粉丝会记得荷马曾经相信他患有河豚中毒。

课程常见问题解答:有机化学

2013 年 7 月 21 日

问。有机化学到底是什么?

A.在化学的早期,科学家发现他们可以从来自生命系统的物质中提取有趣的化合物,例如黄油、动物脂肪等。因此,这些孤立的化学物质通常被称为“有机”。如今,有机化学更普遍地被认为是对主要基于碳的化学物质的研究(尽管有一些例外,例如二氧化碳,它不被认为是有机的)。根据这个定义,绝大多数化学物质都是有机的,包括维生素、蛋白质、农药、塑料等。

有机化学涉及了解这些化合物的结构和名称以及它们如何反应以及如何合成。

吉百利奶油蛋。他们如何获得如此亮黄色的蛋黄?

问。我们为什么要学习有机化学?

A.在许多方面,有机化学是研究许多其他科学(包括生物化学和生物学)的门户。充分了解有机化学基础知识可以让您了解生命系统如何运作,因为生物系统主要由有机化合物组成。

此外,许多工业过程本质上都是有机化学。例如,油漆和涂料、营养品和制药行业都涉及有机反应。

此外,出于实际原因,有机化学的一些知识在几乎任何科学领域也很有用。例如,许多有机化合物用作溶剂,因此了解乙醇、甲醇和异丙醇之间的区别很有帮助。

问。我们在讲座中学到了什么?

A.各种各样的事情!我们首先通过讨论键合和电子结构来简要研究有机分子如何组合在一起。然后我们学习如何使用由设计的正式命名系统来命名有机化合物.

此外,我们还了解有机化学品最常见的反应。我们将讨论一些日常有机化合物的制造方法,例如聚乙烯、阿司匹林和 2,4-D。

还考虑了异构现象的迷人效应。异构体是具有相同原子但性质不同的化学物质,具体取决于原子的组合方式。有关异构现象的详细介绍,请查看此.

最后,本课程还教授一些常见实验室技术的理论和实践,例如蒸馏。

问。实验室怎么样?

A.两门有机化学课程各有五到六节实验课程。在这些实验室中,您将应用理论并看到实际结果。实验包括合成有趣的化学物质,例如亮红色染料(偶氮染料:参见上面的照片和下面的注释!)。您还将学习许多标准有机实验室技术,例如蒸馏、重结晶和熔点分析。如果您想开始在后院的棚子里酿造月光威士忌,那么这就是您的起点! (开个玩笑,请不要开始在你的棚子里制作月光。)

问。很难吗?

A.有机化学可能具有挑战性,但它是可行的!题目不是很难,但是需要专注和良好的学习习惯,因为有些地方需要一点记忆才能使用命名系统并回忆各种反应。然而,如果你能记住正电荷和负电荷相互吸引,你就已经征服了大约一半的有机化学。

注:图片显示的是吉百利复活节奶油蛋,最近参与了公司承诺去除偶氮染料后,发现该零食中含有偶氮染料。

来自科学界的有趣新闻:更安全的止痛药?

2013 年 7 月 17 日

泰诺和许多其他止痛药中的活性成分是一种称为对乙酰氨基酚(有时也称为扑热息痛)的药物。对乙酰氨基酚已经存在很长时间并且效果很好,但众所周知,当服用过量或当患者的肝功能已经受损时,这种特殊药物对肝脏具有剧毒(这就是为什么你不要服用泰诺来解酒!)。例如,在美国,对乙酰氨基酚被认为是导致所有急性肝衰竭病例中约一半的原因。

对乙酰氨基酚(上)和新的潜在替代品(下)。

发生肝毒性是因为肝酶将药物代谢成一种称为亚氨基醌的有害化合物。这种代谢与对乙酰氨基酚的止痛功能无关,因此不以这种方式代谢但仍能减轻疼痛的药物将是有益的。

最近发表的文章详细介绍了合成对乙酰氨基酚类似物的初步尝试,该类似物仍然像对乙酰氨基酚一样起作用,但不会产生有毒代谢物。这些是基于调整对乙酰氨基酚结构以添加两个杂环来代替原始结构中的单个苯环。

新药仍处于初步阶段,尚不清楚是否有效。然而,有一个先例,更受欢迎的止痛药 ASA(即阿司匹林)是基于调整旧药物的结构。

 

本周化学品:2,4-D(蒲公英的敌人无处不在!)

2013 年 7 月 16 日

2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)是一种广泛使用的合成除草剂。它只影响“阔叶”植物(通常是我们认为是杂草的植物),而不影响草或大多数作物,因此它可以广泛应用而不会损害所需的植被。这种化学物质模仿天然植物激素,导致阔叶树快速、不受控制地生长,导致植物死亡。纯 2,4-D 实际上相对难溶于水,因此其他形式(例如酯和盐)现在得到更广泛的使用。

2,4-D 结构。

2,4-D 的应用非常普遍,以至于 2003 年的一项研究发现 63% 的家庭灰尘中含有微量这种化学物质!它也是越南战争期间使用的臭名昭著的橙剂除草剂的成分。军事人员接触橙剂随后导致了多种健康问题。目前,人们认为这些健康问题实际上更有可能是由于橙剂中存在其他化学物质,例如微量二恶英。

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