化學之美 卓重光 朝陽科技大學 應用化學系 Ckjow@mail.cyut.edu.tw

什麼叫『化學』 Chemistry 很難的科目 莫耳數 氫氣 加上 氧氣 得到水 酸加鹼中和後得到鹽加水 實驗室、玻璃設備、冒泡的蒸餾液 The Rock 中的熱愛壓力的化學家

生活中談起 食 有機食品、化學添加物、天然或合成色素… 衣 合成化學品：nylon、polyester、染顏料… 天然化合物：棉、麻、絲… 住 鋼筋、水泥、磁磚、家具… 行 汽油、汽車、碳纖維腳踏車… 育 電腦、週邊、印表機、書籍印刷… 樂 光碟片、化妝品、衛生用品…

化學的相關工作 食品業 清潔用工業 塑膠產品 軍中火炸藥、煙火、油漆… 藥物合成研究 電子特用化學品 品質保證室、化驗室、工廠現場化工技術 配方：洗髮精，洗潔精，穩潔，… 原料合成：兩性介面劑、香料、色素… 塑膠產品 膠帶、各類塑膠、膠水、色料… 軍中火炸藥、煙火、油漆… 藥物合成研究 新藥合成、學名藥研究、藥物衍生物合成、藥劑配方… 電子特用化學品 雷射印表機、光碟片、噴墨用印表機墨水及輸出載體、 D2T2、TFT-LLLCD、OLED…

時事的化學 SARS 塑膠產品垃圾大戰&焚化爐 環保廢水、廢棄物 核四 藥物濫用 複製羊、人？

Part A： 色的變化 功能性染顏料

What’s the Definition of Functional Dyes 1980 日本教授北尾悌次郎提出 具有特殊功能性質之色素 與傳統的色素顏色堅牢不改變完全相反 其主要特性為色素顏色隨環境因素而變化 光變色性 酸鹼變色性 感壓變色性 熱變色性 電變色性 溶媒變色性

色素的機能性 變色因子 應用範圍 資訊紀錄用色素 資訊顯示用色素 光導電性 雷射光變色性 酸發色性 熱發色性 昇華性 熔融性 帶電性 雷射光/電子照相 雷射光 壓力/微膠囊 熱/發熱元件 電/石英 雷射印表機 光紀錄媒體(CD-R) 高壓紀錄(無碳複寫紙) 感熱紀錄(傳真機) 昇華式印表機 感熱紀錄(彩色印刷機) 噴墨紀錄(彩色印刷機) 資訊顯示用色素 光變色性 電變色性 熱變色性 二色性 紫外光/可見光 電 熱 電/液晶/可見光 高分子薄膜 光變色元件 電子元件 示溫元件 液晶顯示器元件 偏光板

色素的機能性 變色因子 應用範圍 能量變換色素 光電變化性 雷射振發性 非線性 可見光 太陽光 雷射光 有機太陽能電池 太陽能化學直接轉換 色素雷射 波長變換元件

功能性染顏料 a : 光碟用雷色染料

The Major Applications of CD-R Data Backup Consumer Publish for Electronic Use Multi-Media Storage for Large File(Pictures, Movies…) Small Amount CDs(Conference Brochure..) CD Mass Production

The Market of CD-R Unit: Million Pieces From: International Recording Media Association(IRMA), 2000

The Price of CD-R US$

The Major Different Between CD & CD-R Lacquer Reflective layer DYE Layer Substrate land groove pit CD-R CD

The Major Components in CD-R Dye Reflective layer Substrate Lacquer Label

Azo-Metal Dyes 藍片用的雷色染料

Phthalocyanine Dyes 藍片用的雷色染料

Cyanine Dyes 綠片或水藍片用的雷色染料

The Difference Between CD-R & DVD-R Absorbance(Abs) DVD-R CD-R 560~ 585 nm 680 nm Recording Wavelength : 635 ±5nm Wavelength(nm) Recording Wavelength : 780 ±5nm

功能性染顏料 a : 光變色染料

光變色的基本原理 hu A(l1) B(l2) hu’, Δ A：為光變色機能性色素原始的型態 B：為經光激發後的型態

有機光變色機能性色素(一) Spiropyrans 系列

有機光變色機能性色素(二) Azobenzene 系列

有機光變色機能性色素(三) Salicylidene anilines 系列

有機光變色機能性色素(四) Fulgides 系列

有機光變色機能性色素(五) Spirooxzines 系列

Spiropyrans & Spirooxazines

Spiropyrans for Photochromic 照射前 UV/VIS lMAX 照射前l365 UV/VIS 吸收 照射後] 退色時間 (SEC) 337.5 0.89 541.5 Slow 343.5 0.76 552.0 Middle 516.5 0.81 None

Spiropyrans for Photochromic 照射前 UV/VIS lMAX 照射前l365 UV/VIS 吸收 照射後] 退色時間 (SEC) 321.5 0.84 540.5 fast 336.5 0.79 257.5 0.4 552.0

Spiropyrans for Photochromic 照射前 UV/VIS lMAX 照射前l365 UV/VIS 吸收 照射後] 退色時間 (SEC) 266 0.6 538.0 slow 336 1.33 541.0 267 0.74 543.5

Spiropyrans for Photochromic 照射前 UV/VIS lMAX 照射前l365 UV/VIS 吸收 照射後] 退色時間 (SEC) 274 0.22 555.0 fast 267 0.65 564 282 0.33 550.0

Part B： 藥的化學

什麼叫做【藥】 什麼是抗生素？ 天然的 或是 合成的？ 飯前吃？ 飯後吃？ 藥名是什麼？ 什麼是學名藥？ 為什麼口服？注射？外用？或貼劑？ 飯前吃？ 飯後吃？ 藥名是什麼？ 什麼是學名藥？ 為什麼口服？注射？外用？或貼劑？ 藥為什麼發揮功效

藥物的來源 植物 動物 發酵 化學合成

藥物的來源---(1)植物 紫杉醇(Texol)~紫杉木樹皮 嗎啡(Morphine)~罌粟 奎寧(quinine)~金雞納樹 中藥~仍有一段研究得走 **進一步研究：全合成、半合成、組織培養、菌種培養、類似結構

藥物的來源---(2)動物 荷爾蒙(Hormone)~雌激素：雌馬尿 胰島素(Insulin)~動物胰臟 疫苗~動物血清 血液成分~豬血 人造皮~豬皮、動物皮組織 **所謂基因工程即可由此發展

藥物的來源---(3)發酵 抗生素(Antibiotics)~菌種發酵 盤尼西林(penicillin) 紅黴素(erythromycin) 類固醇(或稱甾)(Steroids) 鏈黴素(Streptomycins) **所謂基因導入工程及可以由此發展

藥物的來源---(4)化學合成 半合成 全合成 嗎啡＞海洛因(Heroin)或可待因(codeine) 阿斯匹靈(Aspirin)、百憂解(Fluoxetine)、威而鋼(Viagra) **缺點：苦工型工作、亂箭射鳥、成本高 改進：組合化學

鎖鑰理論

藥物的作用 干擾神經傳導物質 抑制酵素反應 與接收分子相互作用 抑制運輸過程

干擾神經傳導物質

干擾神經傳導物質 神經元的構造

干擾神經傳導物質 三種神經元

干擾神經傳導物質 神經傳遞的運作與分解

干擾神經傳導物質

干擾神經傳導物質

抑制酵素反應

抑制酵素反應

抑制酵素反應

抑制酵素反應 阿司匹靈 —抑制環狀氧化脢(酵素)的能力 也抑制引起發燒、發炎的 前列腺素(Prostaglandins)合成

與接收分子相互作用

與接收分子相互作用

抑制運輸過程

抑制運輸過程

鎖鑰理論

藥物的吸收、代謝及排泄

知名的藥物—百憂解 化學結構 血清再吸收阻斷劑(SSRI)

知名的藥物—百憂解

知名的藥物—百憂解 1996年世界排行第五的處方藥 副作用極小 輕至中度憂鬱症十分有效 亦會使人變的開朗 孕婦避免食用，以防畸形兒 類似藥品：Zoloft (Sertraline) 心病仍須心藥醫—發現憂鬱的主因(精神科) ，正確的調適心態才是治本

知名的藥物—威而鋼 1998年Pfizer最最成功的藥 原是治療心臟血管疾病(狹心症) 機理即是使血管放大沖血 有機全合成藥物的典範 有副作用—影響視力… 新型藥品：以局部為主、或是貼劑

知名的藥物—讓你酷 減肥藥 1998年開始普遍流行的藥，台灣剛通過 機理是綁住消化脂肪的酵素脢 模仿三酸甘油酯結構卻不消化 有副作用—影響脂溶性維他命吸收 油脂不易被吸收—放油油的屁或大便 皮膚變的十分粗造 接受醫生指示用藥

知名的藥物—柔沛 禿頭藥 2000年開始在台灣上市的藥 原是治療攝護腺種大的藥 是類似雄性荷爾蒙的膽固醇 機理使其有男性性徵 有副作用—影響性慾 停用會掉髮、所費不祇 接受醫生指示用藥

知名的藥物—Ru--486 1996年開始在台灣上市的藥 是類似雌性荷爾蒙的膽固醇 機理使其有佔領黃體素的作用位置、使黃體素的助孕性完全喪失 有副作用—血崩、子宮外孕 接受醫生指示用藥、勿隨意私自使用 未來期發展性仍大—如乳癌、卵巢癌…

可怕的藥物濫用 安非他命類 安非他命—中樞神經興奮劑 臨床上用來治療嗜睡症、特定心理疾病 從麻黃素合成，便宜、易合成且容易取得 現象—提神、興奮、不覺得飢餓 短暫性的自信、活潑 長期使用—上癮、產生錯覺、幻覺及妄想 類似藥品：MDMA(快樂丸)

可怕的藥物濫用 鎮靜安眠類 速賜康、FM2、小白板—中樞神經抑制劑 臨床上用來降低焦慮、鎮定 過量會昏睡、甚至中毒 現象—狂喜、飄飄然及時空解離扭曲現象 加入酒精中、飄飄然性質加強、故稱強暴丸 長期使用—上癮(耐藥性)、中毒

可怕的藥物濫用 有機溶劑類 強力膠(甲苯)、汽油、丙酮—抑制中樞神經 工業有機溶劑中含有雜質、如：苯 會缺氧、抑制呼吸及心律不整、過量會猝死 現象—飄飄然，事後會頭痛、眼花&錯覺

可怕的藥物濫用 迷幻藥類 大麻等—干擾神經傳導、中樞神經興奮劑 天然植物即可獲得 現象—思緒無法控制：時而飄飄然，有時異常恐怖 會成癮、對肺部、腦部及免疫系統傷害

結 論 化學並不是很難的科學 科學的應用史生活更加的美好 藥物有其各種不同的特性 多吃藥不見得健康 依照醫生指示用藥才健康 結 論 化學並不是很難的科學 科學的應用史生活更加的美好 藥物有其各種不同的特性 多吃藥不見得健康 依照醫生指示用藥才健康 未來生物科技、製藥工業仍是主流產業 毒品勿碰