R e p o r t실험일시담당교수담당조교전공학번이름당시 실험실 내 온, 습도도, %시약 정보KMnO4 과망간산칼륨 (5당량)분자량 : 158.034 g/mol밀도 : 2.703 g/cm3산성 상태에서 산화-환원이 잘 일어나고, 물에 녹으면 강한 보라색의 용액을 만든다. INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png/200px-Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png/200px-Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png/200px-Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png/200px-Potassium-permanganate-2004-unit-cell-3D-balls.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/pload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Potassium-permanganate-sample.jpg/250px-Potassium-permanganate-sample.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Potassium-permanganate-sample.jpg/250px-Potassium-permanganate-sample.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Potassium-permanganate-sample.jpg/250px-Potassium-permanganate-sample.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Potassium-permanganate-sample.jpg/250px-Potassium-permanganate-sample.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8f/Potassium-permanganate-sample.jpg/250px-Potassium-permanganate-sample.jpg" * MERGEFORMATINET Na2C2O2 옥살산나트륨 (2당량)분자량 : 133.999 g/mol밀도 : 2.34 g/cm3톱밥을 수산화 나트륨과 반응시키면 옥살산 염의 일종인 옥살산 나트륨을 얻을 수 있다. INCLUDEPICTURE "http://img.hisupplier.com/var/userImages/2014-06/24/143451934_s.jpg" *4-06/24/143451934_s.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://img.hisupplier.com/var/userImages/2014-06/24/143451934_s.jpg" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://img.hisupplier.com/var/userImages/2014-06/24/143451934_s.jpg" * MERGEFORMATINET H2SO4 진한 황산분자량 : 98.079 g/mol밀도 : 1.84 g/cm3특징 : 투명, 무색, 무취의 액체강산성의 액체 화학물이다. 비료 제조, 광석 처리, 폐수 처리, 석유 정제 등에 사용된다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Sulfuric-acid-3D-vdW.png/270px-Sulfuric-acid-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Sulfuric-acid-3D-vdW.png/270px-Sulfuric-acid-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Sulfuric-acid-3D-vdW.png/270px-Sulfuric-acid-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Sulfuric-acid-3D-vdW.png/270px-Sulfuric-acid-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wik로서 수용액에서 거의 투명하게 보인다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Hydrogen-peroxide-2D.png/1024px-Hydrogen-peroxide-2D.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Hydrogen-peroxide-2D.png/1024px-Hydrogen-peroxide-2D.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Hydrogen-peroxide-2D.png/1024px-Hydrogen-peroxide-2D.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Hydrogen-peroxide-2D.png/1024px-Hydrogen-peroxide-2D.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Hydrogen-peroxide-2D.png/1024px-Hydrogen-peroxide-2D.png" * MERGEFORMATINET 이론 값노르말 농도(N) : 용액 1L에 들어있는 용질의 g당량수이론적인 KMnO4의 노르말 농도이론적인 Na2C2O2의 노르말 농도적정 소요량 계산실험 사진과망간산칼륨 여과 옥살산나트륨 표준액 제조27.5℃에서 부드럽게 휘저어 섞음적정소요량 적가 시작 보라색이 사라질 때까지 기다림57.5℃로 가온 다시 적가적가결과 1회 적가결과 2회 적가결과 3회적가량1회2회3회측정KMnO4 ml57.5 ml14, 0.00012 N Na2C2O2고찰저번 주에 미리 만들어놓은 과망간산칼륨 표준액을 사용할려고 여과를 시작하는데 병을 두 개로 나눠서 담았는데 색깔이 달라서 다들 당황했습니다. 두 병 모두 처음에는 갈색으로 나왔지만 여과를 시작하고 나니 한 병은 보라색으로 여과가 되고, 다른 한 병은 갈색으로 여과가 되었습니다. 제 생각으로는 두 병 중에 한 병은 그나마 빛이 안 닿는 곳에 있었는데 다른 하나는 그렇지 않아서 과망간산칼륨 표준액이 빛에 노출된 것이 아닌가 싶습니다. 과망간산칼륨은 빛에 노출되면 분해하여 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2(s)+O2 가 되는데 이 때 생성되는 물질에 의해 색깔이 변한 것이라고 생각합니다.한 피펫에는 보라색으로 여과된 과망간산칼륨을 사용하였고, 다른 피펫 하나에는 갈색으로 여과된 과망간산칼륨을 사용하여 적가 하였습니다. 그래서 1회와 2회 실험은 전자의 피펫으로 적가 하였고, 3회 실험은 후자의 피펫으로 적가 하였습니다.처음 적가 하고 나서는 빨리 무색이 되어서 그 다음으로 가온 한 뒤 2ml를 더 넣었는데 넣자마자 사라져서 계속 넣게 되었습니다. 이 보라색 용액도 빛에 어느 정도 노출이 돼서 반응을 조금 일으켜서 용액이 제 기능을 못하는 게 아닐까라는 생각이 들었습니다.이번 실험에서는 과망간산칼륨 표준액을 빛에 노출되지 않게 잘 두었느냐가 실험의 성공 여부를 좌우하는 요인 중 하나였던 것 같습니다. 그래서 저희 조는 안타깝게 빛에 노출되어 하나는 반응이 완전히 되어버렸고, 다른 하나는 조금 진행되었습니다. 저는 빛에 노출되어 분해되버린 과망간산칼륨 때문에 옥살산나트륨에서는 노르말 농도가 0.00012N로 크게 차이가 나지 않았지만, 과망간산칼륨의 노르말 농도를 구하는 것에서는 0.06648N로 이러한 이유 때문에 많은 오차가 나게 된 것은 아닐까 싶습니다.1회, 2회 실험에서는 과망간산칼륨의 색상이 보라색이라 유지되면 바로 보이는데 3회 실험에서는 과망간산칼륨이 갈색이라 그런지 층이 유지가 되는지 안되는지 구분이 안돼서4
R e p o r t실험일시담당교수담당조교전공학번이름당시 실험실 내 온, 습도℃, %시약 정보Na2CO3 탄산나트륨(무수)분자량 : 105.99 g/mol녹는점 : 851℃밀도 : 2.3g/cm3HCl 염산분자량 : 36.46 g/mol끓는점 : 108.584℃ (1기압)밀도 : 1.18g/cm3C14H14N3O3SNa 메틸오렌지 지시약분자량 : 327.34 g/mol주황색 결정pH 3.1 ~ 4.4 : 적색pH 4.4 이상 : 오렌지색이론 값노르말 농도(N) : 용액 1L에 들어있는 용질의 g당량수이론적인 HCl의 노르말 농도실험 사진0.1N 탄산나트륨 표준액 조제 탄산나트륨 표준액 25ml에 메틸오렌지 2방울 첨가적정 준비 적정 후 색변화1회2회3회측정HCl ml14ml14.5ml16ml평균ml14.8ml사진측정 값NV = N’V’ 을 이용하여 HCl의 노르말 농도를 구한다.(HCl의 노르말 농도) * (HCl의 양) = (Na2CO3의 노르말 농도) * (Na2CO3의 양)고찰이번이 첫 실험인데 사고 없이 무사히 1등으로 끝냈다는 점이 매우 좋았습니다.그런데 결과보고서를 작성하면서 실험과정을 돌이켜 생각해보니 아쉬웠던 점이 많았습니다.무수탄산나트륨 표준액을 만들기 위해 증류수를 500ml까지 정확하게 선에 맞춰서 조금씩 넣었어야 됐는데 그냥 비커로 들이붓다 보니 선을 넘어버렸습니다. 원래 넣어야 되는 증류수의 양보다 많기 때문에 분명 이 부분에서 오차가 생겼을 것이라고 생각합니다.적정을 할 때 사용한 HCl 용액을 제조하는데 분명 정확히 4.3ml를 이용해서 만들지는 못했을 것입니다. 이 부분도 오차로 작용할 것이라고 생각했고 다음에 실험할 때는 ml를 g으로 바꿔서 몇g을 재야하는지 알아두고 그 다음에 비커 무게를 재고 그 안에 염산을 g으로 측정해서 넣는 것이 정확할 것 같습니다.메틸오렌지 지시약 용액을 제조할 때 가루가 생각보다 잘 안 녹아서 그냥 덜 녹인 상태로 Na2CO3 용액에 2방울 넣었습니다. 이 부분도 분명 지시약이 다 안 녹았기 때문에 농도 부분에서 오차가 있을 것이라고 생각합니다.적정을 총 3번 하였는데 3번 모두 HCl이 들어간 양이 달랐습니다. 그리고 종점을 제대로 잡아내지를 못해서 3번의 적정 색갈이 전부 달랐습니다. 2,3번째 실험은 색깔이 바뀌자마자 그만했는데 첫 번째 실험할 때는 색상이 바뀔 조짐이 보일 때 뷰렛 밸브를 한 방울씩 떨어지게 하도록 조절했어야 됐는데 자꾸 원래 색상으로 돌아와서 계속 떨어지도록 열어놓은 것이 실수였던 것 같습니다. 그래서 1번째 실험은 분홍 색상이 진한 반면 나머지 2,3번째 실험은 옅은 분홍색을 띄었습니다.실험했던 값들을 전부 기록해놨어야 됐는데 우리 조가 몇 ml의 HCl을 가져왔는지, NaCO3가 몇 g을 퍼왔는지 등에 대해서 기록해놓지 않고 그저 적정을 할 때 염산이 몇 ml가 들어갔는지에 대해서만 적어두었습니다. 그래서 그런지 결과보고서를 쓸데 이 실험에 대한 이론적인 값을 도출해낼 수 없었습니다. 제대로 기록했다면 실험했던 결과 값과 계산해낸 이론 값을 비교하여 어느 정도에 오차가 생겼고, 얼마만큼 실험을 정확하게 했는지 알 수 있기 때문에 다음 실험을 진행할 때는 모든 정보에 대해 기록을 하여 이런 실수가 없도록 해야겠다는 생각이 들었습니다.HCl의 이론값 노르말 농도와 실험해서 측정한 노르말 농도의 오차가 0.0297로 생각보다 정확하게 실험을 진행했다는 것을 알 수 있었다. 이 오차는 위에서 서술한 부분이 오차를 일으킨 것 같다.참고문헌탄산나트륨 표준액 조제, 홍리 조 프레지무수탄산나트륨, Google염산, Google메틸오렌지, Google PAGE * MERGEFORMAT 4
R e p o r t실험일시담당교수담당조교전공학번이름당시 실험실 내 온, 습도℃, %시약 정보NaOH 수산화나트륨분자량 : 39.997 g/mol밀도 : 2.13g/cm3물에 녹아 강염기성 수용액을 만든다. 제지, 방직, 식음료, 비누 등의 산업에서 널리 사용된다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET HCl 염산분자량 : 36.46 g/mol밀도 : 1.18g/cm3대표적인 강산이다. 염화비닐이나 PVC, 폴리우레탄 등의 유기 화학물 생산과 같은 큰 규모의 공정, 그리고 젤라틴과 그 외의 식품첨가물 제조, 가죽 처리 등에도 사용된다. INCLUDEPICTURE "http://study.zumst.com/upload/00-L33-00-32-05/5.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://study.zumst.com/upload/00-L33-00-32-05/5.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://study.zumst.com/upload/00-L33-00-32-05/5.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://study.zumst.com/upload/00-L33-00-32-05/5.png" * MERGEFORMATINET C₁₄H₁₄N₃O₃SNa 메틸오렌지 지시약분자량 : 327.34 g/mol주황색 결정pH 3.1 ~ 4.4 : 적색pH 4.4 이상 : 오렌지색보통 산 염기 지시약으로 사용하며, 모든 수소 이온 농도에서 색변화를 띄나, 산성을 제외하면 그 부분이 명확하지 않아 주로 강산성 지시약으로만 사용된다. 약염기를 강산으로 중화시킬 때, 중화점을 찾는 지시약으로 사용하기도 한다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Methyl-orange-3D-vdW.png/1024px-Methyl-orange-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Methyl-orange-3D-vdW.png/1024px-Methyl-orange-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Methyl-orange-3D-vdW.png/1024px-Methyl-orange-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Methyl-orange-3D-vdW.png/1024px-Methyl-orange-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET 이론 값노르말 농도(N) : 용액 1L에 들어있는 용질의 g당량수이론적인 HCl의 노르말 농도이론적인 NaOH의 노르말 농도실험 사진0.01N 수산화나트륨 표준액 조제 수산화나트륨 표준액 25ml에 메틸오렌지 2방울 첨가적가 준비 적정 후 색 변화1회2회3회측정HCl ml26.3ml26.2ml24.3ml평균ml25.6ml사진측정 값실험한 NaOH 노르말농도NV = N’V’ 을 이용하여 HCl의 노르말 농도를 구한다.(HCl의 노르말 농도) * (HCl의 양) = (NaOH의 노르말 농도) * (NaOH의 양)오차이론 값 : ,측정값 : ,※ 오차 값 : 0.00036 N NaOH, 0.00376 N HCl고찰첫 실험을 하면서 다음 실험을 할 때 고쳐야 될 점을 생각하면서 실험을 하였더니 저번 실험보다 결과보고서를 쓸 때 막힘이 덜했고, 결과보고서에 들어가야 되는 이론 값, 결과값 모두 산출해내서 뿌듯합니다.저희 조는 홀수 번이기에 0.1N를 0.01N 농도로 바꿔서 실험을 했습니다. 노르말 농도에 대해서 정확히 모르던 상태였기 때문에 계산해 내서 g을 구해내야 됐지만, 그렇게 하지 못해서 약식으로 1/10을 곱해서 실험을 진행하였습니다. 약식으로 한 것이기 때문에 이 부분에 대해서 오차가 발생할 것이라고 생각합니다.적가를 시작할 때 사용한 HCl 용액을 정확히 0.43ml를 이용해서 만들지는 못했을 것입니다. 그래서 이번 실험에서는 ml를 g으로 바꿔서 염산의 무게를 재었습니다. 정확히 숫자로 양을 확인할 수 있으니 저번보다는 확실히 오차가 줄어서 염산에서는 0.02g의 오차만 났습니다. 그 정도의 오차만 나서 그런지 이론 값과 측정값의 차이가 0.00376N 밖에 차이가 안났습니다.이번 실험에서도 저번과 마찬가지로 3번을 반복하였습니다. 대신 저번 실험과 달리 색깔이 전부 다르지 않고, 첫 번째 실험한 용액의 색에 맞춰서 나머지 2번 모두 첫 번째로 나온 옅은 분홍색 색상에 맞춰서 염산을 넣었습니다. NaOH 표준액에 들어간 염산 ml는 다르지만 변한 색상은 3번의 실험 모두 비슷하게 나오게 되었습니다.이번에 진행한 실험에서는 저번 실험과 달리 실험했던 값들에 대해 전부 기록해두었습니다. 그리고 전부 기록해둔 덕분에 결과보고서를 작성하면서 측정값을 계산할 때 저번과 같이 적어두지 않아서 고민하고 걱정할 필요가 없어졌습니다.NaOH와 HCl의 노르말 농도의 차이가 0.00036 N NaOH, 0.00376 N HCl 밖에 안돼서 나름 정확한 양으로 실험을 진행했다는 것을 알 수 있습니다. 여기서 나는 오차는 제 예상으로는 메스플라스크에도 오차가 있고 비커도 5%의 오차가 있기 때문에 표준액을 만들고 비커를 이용하여 양을 측정했던 것에서 오차가 발생했다고 볼 수 있을 것 같습니다. 또한, 실험을 하기 위해 가져온 시약들의 양도 정확한 것이 아니고 소수점 차이로 오차가 발생했기 때문에 이 또한 이론 값과 측정값의 차이에 한 몫 했다고 생각합니다.참고문헌노르말 농도, 줌달의 기본 일반화학, 화학교재연구회NaOH 수산화나트륨, Google메틸오렌지, GoogleHCl 염산, Google PAGE * MERGEFORMAT 6
천연물화학Natural Products Chemistry이남호 저제 1장 서 론● 천연물화학천연물화학은 생물체내에 생합성 되어 축적된 유기화합물의 분리, 화학구조, 대사, 생합성, 분포, 생리활성 등을 연구하는 학문이다.● 의약품과 천연물그림 1 몰핀 및 퀴닌 알카로이드직접적인 의약품으로 이용되지는 않으나 생리활성 및 화학구조가 밝혀져서 신규 의약품 개발에 정보를 제공하게 되는 천연물을 선도 화합물(lead compound)이라 부른다. 선도 화합물인 천연물의 화학구조를 골격으로 하여 새로운 물질들이 화학적으로 합성되고 유효성 및 독성 평가를 거쳐서 신약으로 탄생하게 되는 것이다.유용한 천연물질로서 처음으로 분리되어 산업화된것이 알카로이드 물질인 몰핀(morphine)이다.몰핀의 발견 이후 19세기 초 strychine 등많은 알카로이드가 발견되었다.버드나무 추출물에서 1828년 Joseph Buchner은 활성 성분으로 살리신(salicin)을 결정 형태로 분리하였다. 1838년 Raffaele Piria는 살리실산(salicylic acid)을 분리하였다. 살리실산은 소염 진통 효과가 뛰어났으나 부작용 때문에 사용이 어려웠다. 독일 바이엘 사에서는 아세틸 살리실산(acetyl salicylic acid)을 발견하여 아스피린이란 이름으로 1899년 상품화하였다.그림 2 살리신, 살리실산 및 아세틸 살리실산● 천연물신약천연물신약 스티렌의 개발은 매우 성공적인 모델로 인식되고 있다. 스티렌은 강화도에서 자라는 강화약쑥의 에탄을 추출물을 사용한 약물이다. 쑥에서 추출한 유파틸린(eupatillin)이 세포보호 물질인 프로스타글란딘의 생성을 촉진해 위점막을 보호한다고 보고되고 있다.그림 3 천연물의 분리정제 및 구조 규명 과정그림 4 스테렌 유효성분제 2장 추출 및 분리정제일반적으로 시료를 채집한 후 건조하여추출, 용매 분획, 크로마토그라피를 이용한분리 정제 과정을 거치게 된다. (그림4)그리고 여러 가지 분광학 기기를사용하여 화학구조를 규명한다.● 용매 추출(sovent extraction)생체 내 세포 등에 함유되어 있는 대사물을 플라스크 용기 안으로 뽑아내는 과정이 추출(extraction)이다. 추출용매는 목적 물질(target material)을 잘 녹이고, 농축조작이 용이한 것이 바람직하다. 물질의 추출에는 적당한 극성을 지닌 유기용매의 선택이 중요하다. 천연물 추출에 이용될 수 있는 유기용매를 극성 순으로 배열하면 다음과 같다.석유 ether (pentane, hexane류 혼합물), hexane, benzens < methylene chloride < chloroform< diethyl ether < ethyl acetate < acetone < n-butanol < isopropyl alcohol < ethanol< methanol < 물용해도는 고체 상태와 용액 상태 사이의 평형에 의해 결정된다. 평형은 용매-용질 간의 상호작용뿐만 아니라 용질에 존재하는 분자간 인력에 의해서도 영향을 받는다. 고극성 용매의 경우 유기물 가용범위가 넓게 된다. 따라서, 극성이 높고 낮은 성분을 함께 추출하고자 하는 경우, 극성 유기용매인 메탄올을 이용하여 추출하는 경우가 많다.● 분리 정제1. 크로마토그라피(chromatography)크로마토그래피는 복잡한 혼합물을 구성하고 있는 성분들을 각각 분리할 수 있는 방법으로 가장 중요하게 이용되고 있다. 시료 성분들은 이동 속도의 차이 때문에 정성적으로 분리될 수 있다. 이러한 분리능은 혼합물 성분 사이에 발생하는 분자간 힘 차이에서 기인한다.2. 칼럼 그로마토그라피(column chromatography, CC)혼합물질인 분획물을 단일물질로 분리 정제하기 위해서 자주 이용된다.3. 그림 5 실리카겔 구조그림 6 TLC충진제극성이 높은 용질은 극성 흡착제에 강하게 흡착하며,극성이 낮은 용질은 비극성 흡착제에 대한흡착력이 높다.4. 분리 과정의 추적천연물의 분리 과정에서, 분획 성분의 순도 및 물성을 추적하는 가장간단한 방법은 박층 크로마토그라피(Thin Layer Chromatography)를이용하는 것이다. 분획물을 TLC상에 전개, 얻어지는 spot의 개수 및전개정도를 살펴보면서, 분획물의 순도와 극성에 관한 정보를 얻을 수 있다.5. 겔여과 크로마토그라피(gel filtration chromatography, GFC)분자의 크기 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법이다. 분자량이 매우 큰 생체분자의 분리에 자주 응용되고 있다.6. 고속 액체 크로마토그라피(high pressure liquid chromatography, HPLC)HPLC는 CC와 원리적으로는 동일하나 칼럼 내의 크로마토그라피 분리능을 높이기 위하여 분리속도를 고속화하였다.제 3장 생합성(Biosynthesis)생합성은 생체 내에서 효소의 촉매작용에 의하여 출발물질이 생성물질로 전환되는 과정이다.● 효소(enzyme)효소는 거대 분자인 단백질 화합물이며 생합성 반응의 촉매로 작용한다.주분류부분류기능산화환원효소(oxidoreductase)DehydrogenaseOxidaseReductase이중결합도입산화환원전달효소(transferase)KinaseTransaminase인산기 전달아미노기 전달가수분해효소(hydrolase)LipaseNucleaseProtease에스터 가수분해인산기의 가수분해아마이드 가수분해분해효소(lyase)DecarboxylaseDehydrase이산화탄소 잃음물 잃음이성질화효소(isomerase)Epimerase카이랄성 중심의 이성질화연결효소(ligase)CarboxylaseSynthesase이산화탄소 첨가새로운 결합의 형성그림 7 일반적인 보조효소제 4장 탄수화물(Carbohydrate)● 생합성 경로천연 유기화합물을 화학 구조적으로 유사한 그룹으로 정리하면 몇 가지 형으로 분류할 수가 있다. 이러한 분류가 가능한 이유는 생체 내 천연물이 무질서하게 만들어지는 것이 아니라 일정한 생합성 경로(biosynthetic pathway)에 의하여 만들어지기 때문이다. 방대한 양의 천연물 군을 이해하고 정리하는 데에는 생합성 경로를 파악하는 것이 중요하다.그림 8 천연물 생합성 주요 경로그림 9 평형상태의 glucose 화학구조● 단당류(monosaccharide)탄수화물은 대부분 탄소의 수화물 형태인C _{n} (H _{2} O) _{n}을기본단위로 하는 화합물이다. 당을 이루는 기본적인단위물질을 단당류라 부른다. 글루코스(glucose)는자연계에 가장 많이 분포하는 단당류이다.● 배당체(glycoside)당과 당이 아닌 화합물이 글루코시드 결합(glycoside bond)을 통하여 결합된 물질을 배당체라고 한다. 헤미아세탈 구조를 지난 당은 열린고리 aldehyde 형으로도 존재하므로 산화가 가능하다. 그러나, 배당체는 아세탈 구조를 갖게 되므로 산화되지 않는다. 이것이 당과 배당체 화합물을 구별하는 방법이다.제 5장 지질(Lipid)지질은 물에 목지 않고 ether 혹은 chloroform 등의 비극성 용매에 녹는 물질이다. 지질은 체내에서 단순한 에너지 저장 기능뿐만 아니라 여러 가지 생리적 기능도 보유하고 있다.그림 10 지질 성분과 글리세롤의 구조● 지방산(fatty acid)지질이 가수분해되면 글리세롤과 지방산으로 분해된다. 지방산은 사슬형 탄화수소의 말단에 카복시산이 함유된 물질이다. 그 중에서도 비누는 대표적인 계면활성제(surfactan)이다. 물과 기름은 섞이지 않고 계면에 표면장력이 발생한다. 비누 등은 물 표면에 집결하여 표면장력을 낮추어 서로 섞일 수 있는 환경을 조성한다. 이러한 물질을 계면활성제라고 한다. 머리부분은 친수성 성질을 지니며 꼬리부분은 소수성 성질을 지니고 있다.제 6장 폴리케타이드(Polyketide) 화합물자연계에서 방향족 화합물이 생합성되는 과정은 크게 두 가지로 구별할 수 있다. 하나는 acetate 경로에 의한 합성이며 다른 하나는 shikimate 경로에 의한 합성이다.● 아세테이트 경로(acetate pathway): 폴리케타이드Acetate 경로를 통하여 만들어지는 물질의 특징은 짝수개 탄소의 케타이드 구조에서 출발하기 때문에 방향족 화합물 골격 탄소의 개수가 짝수가 된다. 다른 특징은 산소 작용기가 탄소 골격에 하나씩 건너서 존재한다는 것이다.제 7장 페닐프로파노이드(Phenylpropanoid)● 페닐프로파노이드(phenylpropanoid)의 생성: Shikimic acid 경로천연에 존재하는 방향족 화합물 중에는 aromatic ring에 n-propyl기가 결합된 골격구조의 화합물이 많이 나타난다. 이러한 일련의 화합물을 총칭하여 페닐프로파노이드라고 부른다. 방향족 고리에는 ?OH 혹은 ?OCH3 작용기가 결합되어 있는 경우가 많다.제 8장 터페노이드(Terpenoid)터펜(terpene) 계열의 화합물을 총칭하여 터페노이드(terpenoid)라고 부른다. 터페노이드를 이루는 기본 단위는 이소프렌(isoprene)이다. 이소프렌은 탄소수 5인 물질이다.● 사포닌(saponin)식물체 성분으로서 지속성 거품을 일으키는 성질을 갖는 물질을 사포닌이라고 부른다. 분자 내에 소수성 부분과 친수성 부분을 동시에 보유하는 경우, 거품을 일으키게 된다. 사포닌 성분은 용혈작용, 해독작용 등 매우 다양한 생리활성이 알려져 있다.
‘엔트로피’ 독후감- 시간은 세계를 몰락시킨다. -‘엔트로피’ - 제레미 리프킨5월 5일부터 5월 8일까지에 연휴를 맞아 교수님이 내주신 과제인 독후감을 쓰기 위해 ‘엔트로피’라는 책을 빌려서 읽었습니다. 처음에 독후감 숙제를 내주셨을 때는 ‘연휴인데 놀아야지 과제가 뭐야’라는 생각을 하고 있었습니다. 하지만, 기왕 과제로 내주신 이상 오랜만에 ‘책도 읽고 지식도 쌓자’라는 생각으로 읽게 되었습니다. 그리고 책 페이지 수가 많았기에 읽는 데 시간이 오래 걸릴 줄 알았는데 생각보다 금방금방 읽혀서 빨리 읽게 되었습니다.먼저, 제가 공부했고 알고 있는 엔트로피 법칙은 ‘물질과 에너지는 한 방향으로 흐른다.’라는 것으로 모든 것은 전부 무질서한 상태로 변한다는 것입니다. 그리고 이 책에서는 ‘엔트로피는 인류가 발견한 유일한 진리’하고 설명하고 있습니다. 세계관에서 그리스인들이 본 역사는 발전이 아니라 쇠락이기 때문에 변화로부터 최대한 보호된 세계가 이상적인 사회라고 생각했습니다. 기독교에서도 역사를 쇠락의 과정으로 인식하였습니다. 엔트로피는 시간이 지남에 따라 확률이 기하학적으로 증가합니다. 그래서 언젠가는 인류가 사용할 수 있는 자원이 시간이 갈수록 고갈이 될 것입니다. 고갈되는 자원을 대체할 만한 에너지를 찾았지만, 그 에너지는 고갈되기까지의 시간만 늘려줄 뿐 인류는 엔트로피 법칙에서 벗어날 수 없다고 이야기합니다. 저자는 이 문제에 대해서 필요한 것은 인류의 경제이론에 대한 변화가 필요하다는 것을 가리킵니다. 이 책에서 소개하고 있는 변화의 방안으로는 새로운 경제이론입니다.총 다섯 가지가 있는데 우선 첫 번째, 후진국의 발전입니다. 후진국들은 선진국들이 그랬던 것처럼 산업화에 자원을 쏟고 있습니다. 그러나 이것은 엔트로피 과정을 부추겨 지구자원을 고갈로 만들 뿐이라는 겁니다. 그래서 후진국은 선진국과 다른 형태의 개발을 해야지만 성공할 수 있습니다.두 번째, 부의 재분배입니다. 소수의 개인이나 집단에 부의 대부분이 집중되어 있습니다. 이러한 현상이 심해지면 사회가 붕괴할 수가 있습니다. 그래서 전체 소득의 대부분을 차지하고 있는 상류계층과 그 반대에 있는 빈곤층과의 부를 재분배하는 것입니다.세 번째, 태양에너지 활용에 대한 새로운 인프라 구축입니다. 태양에너지는 재생 불가능한 에너지가 아니고 지구의 그 어떠한 에너지보다 그 수명이 훨씬 긴 태양 에너지를 효과적으로 활용하는 것입니다.네 번째, 현재 사회의 변화와 엔트로피 사회입니다. 기존의 사회에서 탈피하려면 그와 관련된 생각과 행동을 버려야 합니다. 마지막으로 다섯 번째는 과학, 교육, 종교 등에 변화가 필요하다는 것입니다. 엔트로피 법칙을 받아들이려 하지 않는 사람을 크게 세 가지로 분류하고 있습니다.첫 번째는 낙관주의자로 다른 기술적인 해결책으로 기존의 생활방식을 계속 유지할 수 있을 것이라는 희망에 매달리는 사람입니다. 두 번째는 실용주의자로 기존의 구조를 약간 수정하여 엔트로피적 세계관의 의미를 일부지만 반영하려는 사람입니다. 세 번째는 향락주의자로 전체적으로 상황이 나빠지고 있다는 사실에는 동의하나, 먹고 마시고 즐기는 것 외에는 할 수 있는 일이 아무것도 없다고 생각하는 사람들입니다.책을 읽으면서 재미있던 부분이 있었습니다. 바로 Maxwell's Demon이라는 것입니다. 맥스웰은 모든 분자의 경로와 속도를 알고 분리막을 순식간에 여닫을 수 있는 존재가 있다고 가정했습니다. 이것을 Demon이라 하고 빠른 분자와 느린 분자를 분리하는 역할을 한다고 합니다. 맥스웰은 이를 통하여 열기관을 돌릴 수 있다고 생각했는데 맥스웰 자신도 2 법칙은 ‘물 한 컵을 바닷 속에 부은 후, 다시 그 한 컵의 물을 골라낼 정도의 원리’라며 불가능을 이야기했다고 합니다. 그 이후에 앙그리스트와 헤플러는 Maxwell's Demon이 존재한다 하여도 엔트로피를 줄이는 것이 불가능하다는 것을 사고실험을 통해 제시했다고 합니다. Demon이 분자를 보려고 하면 빛이 필요하고, 이 빛이 계 전체의 엔트로피를 증가시킨다는 것이라고 합니다. 이 책에서 제레미 리프킨은 인류가 엔트로피의 법칙에서 벗어날 수 없다고 이야기합니다. 제 생각에도 모든 만물은 시간이 흐를수록 전부 무질서한 상태로 변하고 반대로는 불가능하다고 생각합니다. 그런데 이것을 이기기 위해 인류가 노력한 흔적이 있다는 것이 흥미롭기도 하고 재미있었습니다.