KHÓA HỌC HỮU CƠ CẤP TỐC (JAKOB MAGOLAN – NHÀ HÓA HỌC HỮU CƠ) Tôi muốn bạn tự hỏi mình, bạn cảm thấy thế nào khi nghe từ hóa học hữu cơ? Bạn nghĩ gì về? Hầu hết mọi trường đại học đều cung cấp một khóa học như vậy gọi là hóa học hữu cơ, một khóa học rất phức tạp và mệt mỏi về hóa học hữu cơ, với rất nhiều nội dung khiến sinh viên phàn nàn, nếu bạn muốn trở thành bác sĩ, nha sĩ hoặc bác sĩ thú y, bạn sẽ để làm tốt môn học này, đó là lý do tại sao rất nhiều học sinh xem môn học này như một chướ.
KHÓA HỌC HỮU CƠ CẤP TỐC (JAKOB MAGOLAN – NHÀ HĨA HỌC HỮU CƠ) Tơi muốn bạn tự hỏi mình, bạn cảm thấy nghe từ "hóa học hữu cơ"? Bạn nghĩ về? Hầu hết trường đại học cung cấp khóa học gọi "hóa học hữu cơ", khóa học phức tạp mệt mỏi hóa học hữu cơ, với nhiều nội dung khiến sinh viên phàn nàn, bạn muốn trở thành bác sĩ, nha sĩ bác sĩ thú y, bạn để làm tốt môn học này, lý nhiều học sinh xem môn học chướng ngại vật tương lai Họ sợ nó, ghét nó, gọi "sa thải" Mơn học tàn nhẫn đến mức người trẻ tuổi - đánh gục họ Và nhận thức lan rộng ngồi khn viên trường đại học từ lâu Có lo lắng chung xung quanh bốn từ Tơi tình cờ u thích ngành học nghĩ bào chữa chúng tơi định vị theo cách Nó khơng tốt cho xã hội khoa học, không nghĩ phải Tơi khơng nói nội dung khóa học nên đơn giản hơn, khơng nên đơn giản hóa Nhưng nhận thức bạn bốn từ khơng nên định nghĩa kinh nghiệm sinh viên tiền thiền, người mà nói thật họ trải qua khoảng thời gian lo lắng đời họ Vì vậy, tơi nói hơm tơi tin điều hóa học hữu có giá trị tơi nghĩ tiếp cận với tất người hơm nay, tơi muốn chứng minh điều cho người Bạn cho tơi thử khơng? Đây bút epinephrine đắt tiền Nó chứa loại thuốc gọi epinephrine Epinephrine tái tạo nhịp tim ngăn ngừa phản ứng dị ứng chết người Chỉ cần cú đâm hiệu Nó giống cơng tắc đánh lửa kích hoạt chế chiến đấu bỏ chạy Nhịp tim huyết áp tăng lên, cho phép máu chảy vào Đồng tử giãn tơi cảm thấy có lực Đối với nhiều người, adrenaline sống chết Nó giống phép màu nhỏ mà bạn nắm giữ ngón tay Đây cấu trúc hóa học epinephrine Đây hóa học hữu trơng Giống loạt dòng chữ nhiều người, khơng có ý nghĩa Tơi muốn cho bạn xem tranh trông tơi Tơi thấy vật rắn, có độ sâu vững phần quay, quay Chúng tơi gọi hợp chất phân tử, có 26 nguyên tử liên kết với nguyên tử Sự xếp độc đáo nguyên tử xác định đặc tính adrenaline, chưa nhìn thấy chúng tận mắt, chúng nhỏ, chúng tơi gọi hình ảnh nghệ thuật, tơi giải thích cho bạn biết nhỏ Ở đây, tơi hịa tan nửa miligam epinephrine nước Tương đương với khối lượng hạt cát Số lượng phân tử adrenaline triệu khối Đó 18 số khơng Con số thật khó tưởng tượng tỷ người sống hành tinh này? Hay 400 tỷ Dải Ngân hà? Nó q xa Để ước tính gần đúng, bạn phải hình dung tất cát tất bãi biển, đáy biển, đáy hồ thu nhỏ tất lại để vừa với ống nghiệm Adrenaline nhỏ đến mức không nhìn thấy nó, chí khơng phải kính hiển vi, biết trơng nhìn thấy dụng cụ phức tạp có tên thú vị "Quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân" Vì vậy, dù có nhìn thấy hay khơng, biết phân tử từ Chúng ta biết tạo từ bốn loại nguyên tử khác nhau, hydro, carbon, oxy nitơ Đây màu sử dụng để đại diện cho chúng Mọi thứ vũ trụ tạo thành từ cầu nhỏ này, mà gọi nguyên tử Có khoảng 100 thành phần vậy, chúng tạo thành từ ba hạt nhỏ hơn: proton, neutron electron Chúng xếp nguyên tử vào bảng nguyên tố quen thuộc Chúng đặt cho nguyên tử tên số Nhưng sống biết khơng cần tất ngun tử này, cần tập hợp nhỏ hơn, xong Và có nguyên tử đặc biệt bật Chúng khối cấu tạo sống nguyên tử adrenaline: hydro, carbon, nitơ oxy Điều tơi nói phần quan trọng Khi nguyên tử liên kết với để tạo thành phân tử, chúng tuân theo quy luật định Hydro tạo thành liên kết hóa học, oxy ln tạo thành hai liên kết, nitơ tạo thành ba liên kết cacbon tạo thành bốn liên kết Đó HONC - 1, 2, 3, Nếu bạn đếm đến bốn viết sai tả từ "honk (bấm cịi; âm giống honc)", bạn nhớ suốt đời Đây bốn bát thành phần Chúng ta sử dụng chúng để xây dựng phân tử Hãy bắt đầu với adrenaline Các liên kết nguyên tử tạo từ electron Các nguyên tử hình thành liên kết với electron, giống vươn kéo nguyên tử bên cạnh Với hai electron liên kết, giống bắt tay, tất nhiên bắt tay nhau, chúng khơng phải vĩnh cửu Họ bng bỏ nguyên tử nắm lấy nguyên tử khác Chúng tơi gọi phản ứng hóa học, ngun tử hốn đổi đối tác để tạo phân tử Xương sống epinephrine tạo thành phần lớn từ nguyên tử carbon, điều phổ biến Carbon vật liệu xây dựng phổ biến sống có nhiều tay có độ "bắt tay" vừa phải Đó lý chúng tơi định nghĩa hóa học hữu ngành nghiên cứu phân tử cacbon Nếu tạo phân tử nhỏ mà nghĩ phù hợp với quy tắc, chúng hiển thị quy tắc có tên quen thuộc: nước, amoniac metan, H₂O, NH3 CH4 "Hydro", "Oxy" "Nitrogen", sử dụng tên (làm nguyên tử cấu thành) cho ba phân tử tảo cát Chúng tuân theo quy tắc chúng có một, hai ba chìa khóa tương ứng chúng Đó lý oxy gọi "O2" Tơi cho bạn thấy đốt cháy Đây khí cacbonic, CO2 Chúng tơi đổ nước ơxy vào đó, chúng tơi đặt số nhiên liệu dễ cháy bên cạnh Những nhiên liệu bao gồm hydro carbon Do đó, [propan, butan, octan] gọi hydrocacbon Cách đặt tên thực sáng tạo Khi phân tử va chạm với oxy, động lị nướng, chúng giải phóng lượng tái kết hợp, nguyên tử carbon cuối trở thành trung tâm phân tử carbon dioxide, lấy hai nguyên tử oxy, tất nguyên tử hydro cuối trở thành phần phân tử nước, nguyên tử tuân theo quy tắc Các quy tắc tùy chọn, phân tử lớn phải tuân theo quy tắc, chẳng hạn ba quy tắc Đây loại vitamin yêu thích chúng tơi, [vitamin C] bên cạnh loại thuốc u thích người, [caffeine] Và morphin - câu chuyện quan trọng lịch sử y học Nó đánh dấu lần y học thực chiến thắng nỗi đau thể xác Mỗi phân tử có câu chuyện, tất xuất Những câu chuyện viết nhà khoa học để nhà khoa học khác đọc, chúng tơi có số cách diễn đạt hữu ích để nhanh chóng vẽ phân tử giấy tơi dạy bạn cách làm điều Hãy đặt adrenaline tờ giấy, thay tất hình cầu chữ đơn giản, liên kết hóa học nằm mặt phẳng tờ giấy trở thành đường thẳng bình thường liên kết hướng mặt trước mặt sau tờ giấy trở nên nhỏ tam giác, ảo thực tam giác nhỏ thể chiều sâu Thay thực vẽ nguyên tử cacbon này, bỏ qua chúng để tiết kiệm thời gian Cacbon biểu diễn giao điểm liên kết Chúng bỏ qua hydro gắn với carbon, carbon cho thấy bốn liên kết, biết có hydro Một điều cuối cần làm với liên kết OH NH Hãy xóa phím để làm cho ngắn gọn hơn, hoàn tất Đây cách chuyên nghiệp để vẽ phân tử Đây loại hình ảnh bạn thấy trang wiki Cần phải thực hành chút, người làm được, ngày bạn cần biết epinephrine, adrenaline, hai giống Nó tiết tuyến thượng thận Phân tử bơi thể bạn Nó phân tử tự nhiên Chiếc bút cung cấp cho bạn triệu khối lập phương phân tử nháy mắt Chúng ta lấy adrenaline từ tuyến thượng thận cừu bị, khơng phải nguồn gốc thứ Epinephrine sản xuất nhà máy - cách ghép phân tử nhỏ lại với nhau, chủ yếu có nguồn gốc từ dầu mỏ Đây 100% tổng hợp Từ "tổng hợp" khiến số người cảm thấy khó chịu Nó khơng khiến cảm thấy an tồn từ “tự nhiên” Nhưng phân biệt hai phân tử Chúng tơi khơng nói hai xe khỏi dây chuyền lắp ráp Một xe có vết xước, bạn khơng thể làm xước nguyên tử Hai phân tử giống hệt theo nghĩa siêu thực, gần toán học Trong lĩnh vực kích thước ngun tử, tốn học nói chạm đến thực tế Và phân tử adrenaline khơng cịn nhớ đến từ đâu Nó nó, tạo ra, từ "tự nhiên" hay "tổng hợp" không quan trọng, thiên nhiên tổng hợp phân tử theo cách làm, có thiên nhiên làm điều tốt Trước sống xuất Trái đất, tất phân tử nhỏ đơn giản: carbon dioxide, nước, nitơ, vài thứ đơn giản Sự đời thay đổi điều Sự sống mang đến cho nhà máy sinh tổng hợp dựa ánh sáng mặt trời, phân tử nhỏ va chạm với trở thành phân tử lớn: carbohydrate, protein, axit nucleic, vô số sáng tạo tuyệt vời Thiên nhiên nhà hóa học hữu ban đầu, sáng tạo cô lấp đầy bầu trời với lượng oxy mà hít thở, loại oxy lượng cao Tất phân tử tiêm lượng mặt trời lưu trữ giống cục pin Vì vậy, thiên nhiên tạo từ chất hóa học Có lẽ bạn giúp tơi lấy lại từ "hóa học" bị quỷ hóa Nó khơng có nghĩa độc hại có hại, nhân tạo phi tự nhiên Nó có nghĩa "cái đó", chứ? Khơng tồn than củi khơng hóa chất Thật nực cười Tơi muốn nói từ khác "Tự nhiên" khơng có nghĩa "an tồn", tất bạn biết Có số hóa chất độc hại tự nhiên, số ngon, số thì… Độc ngon Cách để biết thứ có hại hay khơng thử nghiệm nó, tơi khơng nói để người tự làm thí nghiệm Nhà độc chất học chun nghiệp: Chúng tơi có người Họ đào tạo bạn nên tin tưởng họ tơi Các phân tử tự nhiên có khắp nơi, kể phân tử bị phân huỷ thành hỗn hợp màu đen mà gọi dầu mỏ Chúng tinh chỉnh phân tử Khơng có bất thường chúng Chúng lọc chúng Chúng dựa vào chúng để cung cấp lượng - có nghĩa nguyên tử carbon chuyển đổi thành phân tử carbon dioxide Đó loại khí nhà kính làm xáo trộn khí hậu Có thể biết hóa học giúp số người chấp nhận thực tế dễ dàng hơn, phân tử khơng nhiên liệu hóa thạch Chúng ngun liệu thơ rẻ có sử dụng cho q trình "tổng hợp" Chúng tơi sử dụng phân tử giống viên gạch LEGO Chúng học cách kết nối chúng tách chúng với điều khiển xác Tơi tự thực nhiều cơng việc tổng hợp tơi nghĩ thật khó tin làm điều Những chúng tơi làm giống đặt nhiều hộp gạch vào máy giặt để lắp ráp Lego, hoạt động Chúng ta tạo phân tử giống hệt tự nhiên, epinephrine, tạo phân tử riêng từ đầu, hai phân tử Một loại làm giảm triệu chứng bệnh đa xơ cứng; loại điều trị loại ung thư máu gọi u lympho tế bào T Một phân tử có kích thước hình dạng phù hợp giống cắm chìa khóa vào ổ khóa, vừa vặn, can thiệp vào chế hóa học bệnh tật Đó cách hoạt động thuốc Dù tự nhiên hay tổng hợp, chúng phân tử hoàn tồn phù hợp vị trí quan trọng Nhưng thiên nhiên tạo phân tử tốt nhiều, phân tử tự nhiên tuyệt vời chúng ta, phân tử Phân tử gọi vancomycin Cô thêm hai nguyên tử clo vào đầu to tuyệt đẹp này, giống đôi hoa tai Chúng phát vancomycin vào năm 1953 vũng lầy rừng rậm Borneo Nó tạo loại vi khuẩn Chúng tơi khơng thể tổng hợp với giá rẻ phịng thí nghiệm Nó q phức tạp chúng tơi, chúng tơi thu hoạch từ nguồn tự nhiên nó, chúng tơi làm loại kháng sinh mạnh Tài liệu báo cáo phân tử ngày Chúng tạo phân tử, tìm thấy chúng ngóc ngách hành tinh Đó nguồn gốc thuốc, lý bác sĩ bạn có quyền đáng kinh ngạc Để điều trị nhiễm trùng chết người nhiều vấn đề khác Các bác sĩ ngày giống hiệp sĩ áo giáp sáng chói Họ trận khơng lịng dũng cảm điềm tĩnh mà cịn với trang bị tuyệt vời Vì vậy, đừng quên công lao người thợ rèn tranh này, khơng có áo giáp người thợ rèn, thứ khác chút Nhưng khoa học vượt xa y học Đó dầu, dung môi, nước hoa, vải, tất nhựa, đệm ghế mà bạn ngồi - tất sản phẩm sản xuất chúng chủ yếu carbon, có nghĩa tất hóa học hữu Đó khoa học phong phú Tơi cịn nhiều điều để nói đến ngày nay: phốt lưu huỳnh nguyên tử khác, chúng lại kết nối theo cách này, tính đối xứng, cặp electron đơn lẻ, nguyên tử tích điện, chế phản ứng hóa học, nhiều nữa, trình tổng hợp nhiều thời gian thời gian để tìm hiểu Nhưng tơi khơng để dạy bạn hóa học hữu - tơi muốn cho bạn xem hóa học hữu cơ, người đàn ông trẻ tên Weston Durland giúp nhiều ngày hôm nay, bạn thấy anh rồi, anh sinh viên chưa tốt nghiệp ngành hóa học giỏi đồ họa máy tính Tất phân tử chuyển động mà bạn thấy ngày Weston thiết kế Anh tơi muốn giúp giải thích khoa học phức tạp thuyết trình hình ảnh Nhưng mục tiêu chứng tỏ không cần phải sợ hãi hóa học hữu Về bản, cửa sổ mà qua vẻ đẹp thiên nhiên phong phú ... tích điện, chế phản ứng hóa học, nhiều nữa, trình tổng hợp nhiều thời gian thời gian để tìm hiểu Nhưng tơi khơng để dạy bạn hóa học hữu - tơi muốn cho bạn xem hóa học hữu cơ, người đàn ông trẻ tên... chút Nhưng khoa học vượt xa y học Đó dầu, dung mơi, nước hoa, vải, tất nhựa, đệm ghế mà bạn ngồi - tất sản phẩm sản xuất chúng chủ yếu carbon, có nghĩa tất hóa học hữu Đó khoa học phong phú Tơi... y học Nó đánh dấu lần y học thực chiến thắng nỗi đau thể xác Mỗi phân tử có câu chuyện, tất xuất Những câu chuyện viết nhà khoa học để nhà khoa học khác đọc, chúng tơi có số cách diễn đạt hữu