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硝苯地平——常用药背后的有机化学

硝苯地平($nifedipine$),一种著名的降压药、抗心绞痛药。$1975$ 年,德国拜尔公司开发了这种药物,并很快向意、英、法、德、日、巴西等国的市场出售。$1991$ 年,硝苯地平控释制剂在中国被批准生产。 (上图:硝苯地平片。此处仅作示意,并没有推销该品牌的意思) 它的化学结构如下。其结构包含一个二氢吡啶环,这是作为二氢吡啶类钙拮抗剂的特征性结构;包含一个与苯环相连的硝基,对应其抗心绞痛的功能。 作为一种钙拮抗剂,硝苯地平通过与钙离子通道上的某些蛋白结合,导致钙离子通道的构象发生变化,从而阻止钙离子进入细胞内。随后,细胞内的钙离子浓度降低,钙离子参与的生理反应随之停止。血管平滑肌细胞内钙离子浓度降低,其结果就是降低了血管平滑肌的张力,使外周血管扩张,从而起到降低...

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化学杂谈:高分子化学100年

谨以此文,纪念天然橡胶真实结构被人类破译100年;纪念酚醛树脂工业化先驱,美国杰出的化学家贝克兰逝世80周年。 几年前,英国皇家化学学会评选在过去 $1$ 个世纪中“改变世界的5项化学发明”,最后上榜的是青霉素类药物、合成氨、聚乙烯、孕酮和液晶显示。其中,聚乙烯($-[CH_{2}-CH_{2}]-_{n}$)作为塑料的主力之一,在今天的生活中早已不可或缺,也是高分子化学对人类的重要贡献。 (上图:改变世界的 $5$ 项化学发明,来自英国皇家化学学会) 高分子化学,自诞生以来不过 $100$ 年,但其发展之快令其他几乎所有学科都望尘莫及,各种高分子材料令人目不暇接,已然成为现代社会不可或缺的部分。所谓高分子,即是由很多重复结构单元通过共价键结合而成的大分子。巨大的分子量使得高...

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奈非那韦——现代分子结构设计的力量

引入 奈非那韦($Nelfinavir$),一种用于治疗艾滋病等严重疾病的上市药物,它和它的甲磺酸盐都是目前人类对抗 $HIV$ 的重要武器。其化学结构如下图所示: 人们提到它时,通常都会感叹其药效之神奇与强大,就连艾滋病这样的“不治之症”都败倒在它手下。但很少有人知道的是,奈非那韦是最早的被人类设计出来的药物之一,它让人类真正体会到了分子设计的力量。 现在,就让我们去看看这个药物是如何被一步步“设计”出来的,去领略分子设计这门学科中壮丽的风景。 正文 1.药物分子设计简介 传统的药物设计从总体上来讲,缺乏成熟完善的发现途径,具有很大的盲目性。比如各种中药,便是在“神农尝百草”中发现的;著名消炎药阿司匹林也是将天然产物水杨酸乙酰化后得到的,如下图: 这种方法有一个...

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关于岩沙海葵毒素全合成的详细解析

谨由此文,纪念世界有机合成泰斗岸义人($Yoshito~Kishi$)教授逝世一周年;纪念岩沙海葵毒素全合成被人类完成三十年。 本文献给岸义人教授,献给所有化学工作者,还有每一个热爱化学的人。 注:如果本文中有任何错误或疏漏,请务必联系作者或在评论中写出。不胜感谢! 1.前情提要 岩沙海葵毒素($palytoxin$,简称 $PTX$),亦称沙海葵毒素或群体海葵毒素,是一种提取自毒沙群海葵(刺胞动物门,珊瑚纲,六放珊瑚亚纲,海葵目,皮沙海葵科,沙群海葵属)的非蛋白毒素,也是已知非蛋白毒素中毒性最强烈的毒素之一。软珊瑚、玫瑰海葵等多种海洋有毒生物中都含有这种物质。 (上图:岩沙海葵毒素的结构式) (上图:发表于 $Science$ 上的图片,为现实中的毒沙群海葵) ...

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化学杂谈:碳的同素异形体

前言 碳元素是所有已知元素中化合物种类最多的,目前已知的纯有机化合物就有近 $1000$ 万种,但这还只是理论上存在化合物世界的冰山一角而已。 碳的同素异形体数量也是已知元素中最多的。从家喻户晓的石墨、金刚石到被营销号吹上天的石墨烯,都是这个庞大家族的成员。然而我们所熟知的,同样也不过是这个家族的冰山一角而已。 今天这次杂谈,就让我们去细细探访一下碳的同素异形体。我们会分把碳单质为晶型和无定形两大类,包括那些熟悉的和闻所未闻的,或许就能刷新你对这个元素的认知。 注:如果本文中有任何疏漏或是错误,请务必告知作者(或者打在下面的评论区里),不胜感谢! 晶型碳 顾名思义,晶型碳就是那些以晶体形式存在的碳单质。石墨、金刚石、富勒烯等都属于这个大类群。 1.石墨 (图:天然石...

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欧拉图与欧拉回路

1.亿些小定义 欧拉回路:通过图中每条边恰好一次的回路 欧拉通路:通过图中每条边恰好一次的通路 欧拉图:具有欧拉回路的图 半欧拉图:具有欧拉通路但不具有欧拉回路的图 还是比较好理解的,就是这个半欧拉图有点奇特,之前没有听说过。 2.性质 性质1:欧拉图中所有顶点的度数都是偶数。 证明:一条边增加的总度数为 $2$ ,奇数的乘积为奇数,所以没有可能。 性质2:若 $G$ 是欧拉图,则它为 若干个环的并,且 每条边被包含在奇数个环内。 证明:反证法: 假设有一条边属于偶数个环的并,那么必然会产生 奇度数点对,所以不能构成欧拉图。 性质3:设 $G$ 为弱连通有向图。$G$ 是欧拉有向图,当且仅当 $G$ 所有结点的出度等于入度。 其他性质不大看得懂 应该也...

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【20231009A】区分度题面&&题解

题面 题意概括 定义数列 $a$,满足 $a_{k}$ 为: 对于所有 $1≤i≤k$,不同的 $\lfloor \frac{k}{i} \rfloor$ 的个数。 现希望求出 $\sum\limits_{k≡r(mod=m)}^{1≤k≤n} a_{k}$ 的值 数据范围:$1≤t≤10,0≤r<m≤n≤10^{13}$ 题解 首先,这道题既然可以达到 $10^{13}$ 数量级,那么任何 $O(tn)$ 级的算法肯定都是过不去的。 那我们来看看 $a$ 这个数列。从题面中给出的前几项我们就可以猜出绝对有规律,那么打表猜一下规律: #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { for(i...

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luogu CF510D Fox And Jumping 裴蜀定理例题题解

Luogu Link 洛谷题解满了于是就来这里写了 大致题意 给出 $n$ 张卡片,分别有 $l_i$ 和 $c_i$。在一条无限长的纸带上,你可以选择花 $c_i$ 的钱来购买卡片 $i$,从此以后可以向左或向右跳 $l_i$ 个单位。问你至少花多少元钱才能够跳到纸带上全部位置。若不行,输出 $-1$。 题解 分析该问题,发现想要跳到每一个格子上,必须使得所选数 $l_{i_1}, \dots, l_{i_k}$ 通过数次相加或相减得出的绝对值为 $1$,也即存在整数 $x_1, \dots, x_n$ 使得 $l_{i_1} x_1 + \cdots + l_{i_k} x_k = 1$。由多个整数的裴蜀定理逆定理,这相当于 从数组 $l_1, \dots, l_n$ 选择若干...

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