실험보고서실 험 자성명 :실험일자2010년 9월 9일실험장소1. 실험배경? 폴리비닐알코올 : PVA, PolyVinyl Alchhol고분자화합물로 폴리아세트산비닐(아세트산비닐수지)을 가수분해하여 얻어지는 무색가루이다. 물에는 녹고 일반 유기용매에는 녹지 않는다. 비닐론의 원료이고 도료, 접착제, 에멀션화제 등에도 사용된다.PVA는 흡습성을 가지며 기계적 성질, 전기적 성질 등은 외부의 습도에 따라 크게 달라지며, PVA 수용액은 저장 중에 변질되지 않는다. 비닐론의 원료로서 30% 정도가 사용되며, PVA는 강인성, 평활성, 교착성, 침투성, 저장성이 좋아서 소수성이 큰 섬유에는 특히 불가결한 좋은 재료이다. 물을 흡수하기 쉬운 레이온 등의 친수성 섬유에는 PVA를 이용하며 아세테이트, 나일론, 테프론 등의 소수성 섬유에는 주로 저점도 부분비누화 PVA를 사용한다.이렇게 만들어진 PVA섬유는 의류용 섬유, 여과막 편광필름, 건식 복사의 코팅제, 유화 및 현탁중합의 안정제, 결합재 및 접착제등으로 쓰이며, 타이어 코드용 또는 낚시줄 어망 및 양식망 등 고탄성률 및 고강력 섬유, 생체 적합성을 가짐으로써 의료용 봉합사, 또 암세포 괴사용 색전물질 등으로 쓰인다.또한, 완전 비누와 요소-포르말린, 멜라민-포르말린 등의 열경화성 수지를 혼합해서 이들 열경화성 수지의 내절목 등의 결점을 개량하는데도 이용하며, 제지공업의 경우, PVA수용액을 종이의 표면에 코팅하면 종이의 표면특성, 예를 들면 평활성, 마모성, 내유성, 통기성, 인쇄적성이 개선된다. 종이용 접착제로서도 종래의 전분 대신에 이용되고 있으며, 완전비누 화인 필름은 물에 녹지 않으며 내유성인 점을 이용해서 식물, 유지, 약품등의 포장에 이용된다. 투습성 및 강도를 이용해 직물, 섬유의 포장에 이용되며 부분 비누화 PVA 필름은 수용성을 이용해서 세제, 농약, 염료의 포장에 이용된다.? 붕사 : 棚砂 , Borax천연산을 정제하거나, 커나이트를 물에 넣어 끓인 후, 재결정시키거나, 코르만석 · 울렉사이트 · 브라이세아이트 증에 탄산나트륨을 직접 작용시키거나 일단 붕산을 만든 다음 중화 결정 시켜서 얻는다. 천연으로는 온천의 침전물, 화산지대의 호수 침전물 등으로 산출되며, 틴카르라는 이름으로 티베트에서 산출되고, 미국 캘리포니아의 염호(鹽湖)등에서 붕산염의 중요 자원으로 산출된다.붕사(화학식 Na2B4O7·10H2O)의 성질은 단사정계(單斜晶系)에 속하는 무색의 판상 또는 단주상 결정이다. 굳기 2~2.5로, 쪼개짐성이고 무르며, 유리광택이 있다. 비중 1.715이다. 결정에는 10분자의 물을 함유하며, 350~400°C로 가열하면 결정수(結晶水)를 잃고 팽창하여 무수물이 된다. 계속 가열하면 878°C에서 융해하여 투명한 유리상이 되는데 이것을 붕사구슬이라 한다. 이 붕사구슬에 금속을 부착시켜 불꽃 속에서 강하게 가열하여, 그 색에 의하여 정성분석을 하는 것이 붕사구슬반응이다. 용해도는 20°C에서 물 100g당 4.7g이다. 공기 중에 방치하면 서서히 풍화되어 백색 분말이 된다. 알코올에는 녹지 않지만, 글리세롤에는 녹는다.붕사의 용도는 붕사구슬반응으로 정성분석에 이용되며, 붕산이나 붕규산유리, 특수유리, 도자기의 유약원료, 의약품, 화장품, 세제 등에도 사용된다.2. 실험목적? PVA와 붕사의 용도와 성질에 대해 공부하고 중합반응을 이해하며, 직접 실험을 통해 익히며 문제 해결력 즉, 자기 학습력을 신장한다.3. 재료 및 방법? 재료: PVA가루, 붕사, 저울, 색소, 종이컵, 유리막대, 비커, 일회용 비닐장갑① 재료를 모두 준비한다.② 비커 또는 종이컵에 물 100ml(종이컵 2/3)에 붕사를 두 스푼 정도 넣어 녹인 후, 녹인 용액에 원하는 색소를 넣어준다.③ PVA가루 약 20g을 다른 컵에 담고, 물을 종이컵의 1/4컵 정도 부어서 완전히 녹을 때까지 젓는다. (단, 이때 잘 녹여야지 원하는 대로 실험이 가능하다)④ PVA를 녹인 종이컵에 붕사 용액을 저으면서 조금씩 섞어간다.⑤ 엉김이 생기면 건져내어 손으로 주물러 공 모양으로 만든다. (비닐장갑을 끼고 반죽하는 것이 좋으며, 특히 입과 눈에 들어가지 않도록 유의한다.)처음에는 물컹한 풀 덩어리가 손에 엉겨 붙어 불쾌한 느낌을 가질 수 있지만, 인내심을 갖고 계속 주무르면 오히려 손이 깨끗해지며, 말랑말랑한 느낌을 가질 수 있다. (반죽을 오랫동안 해야 부서지지 않고 잘 튄다)⑥ 공 모양으로 만들어서 탱탱볼를 바닥에 던져본다.※ 주의사항① 만들어진 플러버는 너무 세게 던지면 깨어질 수 있다.② 플러버를 만들 때 더운물을 사용하면 더 탄력있는 플러버가 된다.③ 만든 후 깨지거나 금이 간 플러버는 끓는 물에 10~30분 정도 담가두었다가 주무르면 재생될 수 있다.4. 실험결과? 풀과 붕산수로 만들어진 탱탱볼은 탄성이 매우 커서 바닥에 던지자 높이 튀어 올랐다. 하지만 잘 되지 않은 것은 탱탱볼을 만든 후 마르면 부셔졌다.(자료를 찾아보니 붕산수를 끓여 만든 탱탱볼은 얇게 펴지는 성질이 있어 풍선까지 불 수 있고, 사람의 얼굴까지 덮을 수 있었다고 한다. 또한 철가루를 섞어 만들면 자석을 가까이 대자 자석을 따라다니며 살아있는 것처럼 움직였다고 한다.)5. 과학적 원리와 느낀점? 과학적 원리붕사는 붕산나트륨(Na2B4O7?10H2O)이라는 물질로 물에 녹으면 pH 9정도의 염기성 용액이 된다. PVA(폴리비닐알콜)는 비닐알콜이 반복되는 구조를 갖고 있는 긴 사슬 모양의 고분자로, 그 구조에 수산화기(-OH)가 있어서 다른 고분자에 비해 물에 잘 녹는다. 고분자의 수산화기(-OH) 사이를 붕산이온이 끼어들어 서로 엉키게 만들어 준 것이 탱탱볼이다.탱탱볼과 같은 탄성체의 분자구조는 그물과 같은 망상구조로 이루어져있다. 이것이 밀집될수록 단단해지고 엉성할수록 유연해지는 특성이 있는데, 후자가 탱탱볼이다. (밀집되고 엉성함의 기준은 가교(그물)가 모여지는 지점의 간격을 기준으로 말할 수 있으며 이를 가교점이라고도 한다.) 즉 PVA가 안정제(Stabilizer)역할을 하여 가교되는 분자인 붕산이온을 넓고 엉성하게 만들어서 탄성력을 증가시켰다고 보면 된다.
< 목 차 >Ⅰ. 서론…………………………………………p. 31. 알칼로이드란 무엇인가……………………………………··?p. 3Ⅱ. 본론…………………………………………p. 41. 피롤리딘(Pyrrolidine group)………………………………·??p. 4(1) Hygrine……………………………………………………………????????p. 4(2) Cuscohygrine………………………………………………………???p. 5(3) Nicotine……………………………………………………………··??p. 52. 트로판(Tropane group)……………………………………·??p. 7(1) Atropine……………………………………………………………·???p. 7(2) Cocaine…………………………………………………………???????????p. 7(3) 기타…………………………………………………………………·??p. 83. 피리딘(Pyridine group)……………………………………?????p. 8(1) Piperine……………………………………………………………?????p. 8(2) Coniine……………………………………………………………·????p. 9(3) Anabasine…………………………………………………………????p. 9(4) lobeline……………………………………………………………·????p.10(5) 기타…………………………………………………………………????p.114. 퀴놀린(Quinoline group)……………………………………??p.11(1) quinine……………………………………………………………··???p.11(2) Strychnine…………………………………………………………·???p.11(3) 기타…………………………………………………………………????p.125. 인돌(Indole group)…………………………………………????p.12(1) Tryptamine…………………………………………………………????p.12(2) Ergoline(the ergot alkaloids)………………………………만든다. 알칼 로이드라는 이름도 여기서 기인한 것이다. 이는 식물염기(植物鹽基)라고도 하는데 식물계에 널리 분포하며, 동물에 대해서 매우 특이하면서도 강한 생리작용을 나타 낸다. 단일 물질에 주어진 명칭이 아니라, 화학적으로 매우 광범위한 물질을 가리 키며, 현재 250종 이상의 것이 알려져 있다.이 알칼로이드는 화학구조에 따라 분류할 수 있는데 일반적으로 분자 내에 존재 하는 주요한 고리 형태를 기준으로 분류된다. 즉, 질소를 함유한 헤테로 고리를 가 지는 피리딘 · 피롤리딘 · 피페리딘 · 퀴놀린 · 이소퀴놀린 · 인돌 등이 있다. 주 로 쌍떡잎식물에서 보이며, 양귀비과 · 협죽도과 · 칡과 · 콩과 · 미나리아 재비과 · 꼭두서니과 · 가지과 등의 식물에는 많이 존재하나, 광대나물과나 장미과 등의 식물에서는 볼 수 없다. 또한 균계(菌界;맥각알칼로이드)나 외떡잎식물(백합과 · 석산과 · 종려과 등)에는 한정된 소수의 알칼로이드만 존재한다. 이는 구조적으로 매우 다양함에도 불구하고, 한정된 수의 단순한 전구체로부터 생성된다. 대부분의 알칼로이드는 몇몇의 일반적인 아미노산(아스파르트산, 티로신, 트립토판, 오르니 틴, 리신)으로부터 합성된다. (표1 참조)표1 주요 알칼로이드의 구조적 특징에 따른 분류이를 토대로 알칼로이드를 구조로 분류하여 알아보자.Ⅱ. 본문1. 피롤리딘(Pyrrolidine group) (Pyrrolizidine )(1) HygrineHygrine은 주로 코카의 잎(0.2%)에서 발견이 되는 피롤리딘 알칼로이드이다. 이는 1889년에 Carl Liebermann에 의해 연관된 복합체 Cuscohygrine와 함께 코 카에서 분리되는 코카인과 같은 구조를 가진 알칼로이드로써 처음으로 분리되었 는데, 걸쭉한 노란색 기름으로 몹시 자극적인 냄새와 맛을 가진 형태로 추출되었 다.코카나무Hygrine의 구조식(2) CuscohygrineCuscohygrine은 코카에서 발견되는 피롤리딘 알칼로이드이다. 이는 Atropa 벨라도나(deadly nig%가 증가했다고 발표했다. 이는 모든 담배의 주거래 시장에서 발견되었다. 이처럼 니코틴은 중독에 큰 역할을 한 다.니코틴의 약물 동력[동태]학(약물의 체내에서의 흡수·분포·대사·배설 등의 동 태적 연구)을 보자. 이는 체내로 가면 빠르게 혈류를 통해 나누어 퍼뜨리고 혈액 뇌관문을 건널 수 있다. 평균적으로 담배를 흡입했을 때, 이것이 뇌까지 도달하기까지는 약 7초가 걸린다. 체내에서 니코틴의 반감기는 약 2시간이다.흡연으로 인한 체내흡수량은 그 연기가 흡입되었는지, 필터가 사용되었는지 등 의 담배유형을 포함한 많은 요인에 의존한다. 씹는담배, 침지담배, 코담배(입 안의 잇몸과 윗입술 사이에서 소비되거나 코에서 흡수됨)와 snus(촉촉한 가루형태로 소비되는 코담배)를 통해, 체내로 방출되는 양은 흡연 시 방출량보다 훨씬 더 큰 편이다. 니코틴은 간에서 시토크롬효소P450(주로 CYP2A6, CYP2B6)가 대사 작용을 시킨다. 주요 신진 대사는 ‘cotinine(정신적인 능력을 향상시켜주는 물질대사)’이다.chewing tobaccodipping tobaccosnuffsnus신진 대사에 필요한 다른 물질에는 nicotine N' -oxide, nornicotine, nicotine isomethonium ion, 2-hyd -ro xynicotine, nicotine glucuroni -de이 있다.cotinine을 하기위한 Glucuronidati -on(글루쿠론산이 달린 효소를 가진 물질의 반응)과 산화력이 있는 신진 대사는 멘톨(박하 맛이 나는 물질)이 억제하므로, 멘톨이 든 담배를 흡연 할 시 니코틴의 생체 내 반감기는 증 가한다. (옆의 그림은 니코틴의 부작 용을 나타낸다.)2. 트로판(Tropane group)(1) AtropineAtropine은 deadly nightshade (Atropa belladonna), jimsonweed (Datura stramonium), mandrake (Mandragora officinarum)과 Solanacea히 광범위한 상태로 있다.cocainecocaine의 구조식(3) 기타ecgonine, scopolamine, catuabine 등이 있다.3. 피리딘(Pyridine group)(피리딘+3H₂인 피페리딘, Piperidine)(1) Piperine흑후추와 긴 고추를 먹었을 때 chavicine(piperine의 기하이성질체)과 더불어 매운맛을 나타내게 하는 물질이다. 또한 전통 의약품의 일부 형태와 살충제로 사용되었다. 이는 단사결정의 솔잎형태로 만들어진다. 물에선 약간 녹고 알코올, 에테르, 클로로포름에선 잘 녹는다. 즉 알코올에 용해된 용액은 후추와 같은 맛이 난다. 그것은 강산에서만 소금을 내놓는다. 백금염화물 B4?H2PtCl6은 오렌지색의 붉은 솔잎모양을 만든다. ("B"는 다음에 나오는 제조법 안에서 알칼로이드 기초물질의 1몰을 의미한다.) 약간의 염산의 존재 하에 알코올 용액에 염기성이 더해지는 요오드화칼륨 속의 요오드는 특유의 과요오드화 화합물(B2?HI?H2, 녹는점 145°C로 강철색 솔잎형태로 결정화 된 물질)을 내어 놓는다.Anderson이 처음으로 piperine을 산과 염기와 관련된 알칼리로 가수분해했는 데 나중에 지어진 이름은 각각 ‘piperidine’과 ‘Piperic acid’였다. 이 piperine 알 칼로이드는 piperidine 중에서도 piperoyl 염화물의 활동에 의해 합성된다.piperine의 형태piperine의 구조식(2) ConiineConiine은 독당근과 노란색 낭상엽 식물에서 볼 수 있고, 독미나리의 악취를 내뿜은 냄새에 기여하는 유독한 알칼로이드이다. 이는 말초신경계통을 파괴시키는 신경독이다. coniine은 인간들과 가축의 모든 범주에 유해하다. 0.2g보다 적은 양으로 인간에게 호흡 마비를 일으켜 이로 인해 죽음까지도 이르게 한다. 소크라테스는 399 BC에 이 독약으로 인해 죽음에 놓여지기도 하였다.Coniine은 두 가지의 입체 이성체를 가지고 있다. 독미나리에 존재하는 천연 이성체인 (S)-에 잘 녹는 흰색의 비결정 분말이 된다.Lobeline은 금단 보조제로 사용되고 있고, amphetamines, cocaine, alcohol과 같은 타 약제들의 약물 중독을 치료하기 위한 작용기를 가지고 있을 지도 모른다.Lobeline은 홀로 투여되었을 때 적당한 정도의 도파민은 방출이 되게끔 자극하지만, methamphetamine에 의해 야기된 도파민 방출은 줄이도록 하는 VMAT2 리간드로써 행동하는 활성에 있어 다양한 메커니즘을 가진다. 또한 그것은 도파민과 세로토닌의 재흡수를 저해하고 니코틴 아세틸콜린 수용기들에 혼합된 agonist-antagonist와 μ-opioid 수용기들에 antagonist로써 행동한다.Indian tobacco(Lobelia inflata)Devil's tobacco(Lobelia tupa)cardinal flower(Lobelia cardinalis)great lobelia(Lobelia siphilitica)Hippobroma longifloralobeline의 구조식(5) 기타trigonelline, arecoline, arecaidine, guvacine, cytisine, nicotine, cotinine, sparteine, pelletierine등이 있다.4. 퀴놀린(Quinoline group)(isoquinoline , quinolizidine )퀴놀린은 강렬한 냄새를 가지고, 습기를 흡수하는 무색 액체이다. 빛에 노출되면 샘플들은 노란색이 되었다가 나중에는 갈색이 된다. 퀴놀린은 냉수에선 아주 약간 녹지만 열수와 대부분의 유기용매에선 잘 녹는다.(1) quinine퀴닌은 해열제, 말라리아를 예방해주는 약, 진통제의 성분을 가지고 쓴맛이 나는 흰색결정인 천연 알칼로이드이다. 그것은 퀴닌과 달리 항부정맥인 퀴니딘의 입체 이성체이다.비록 그것이 실험실에서 합성되었지만, cinchona 나무의 나무껍질은 퀴닌의 유일한 천연물질이다. cinchona 나무의 약의 성분은 페루와 볼리비아의 Quechua 인디언들에.