전문가 프로필

답변 내역

사슴의 불은 먹는다고 하는데 다른 동물들의 뿔도 영양가가 있는게 있나요??
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 흔히 사람들이 사슴의 뿔을 먹는다고 할 때는 주로 어린 수사슴의 자라난 뿔인 녹용을 의미하는데요, 이때 녹용은 아직 뼈처럼 딱딱하게 굳지 않고, 연골과 혈관, 단백질, 아미노산, 미네랄이 풍부한 상태라서 전통적으로 한의학에서 강장제로 사용되어 왔습니다. 그렇다고 해서 모든 동물의 뿔이 다 먹을 수 있고 영양가가 있는 것은 아닙니다. 우선 사슴뿔인 녹용은 해마다 빠졌다가 다시 자라는 특수한 구조인데요, 초기에 연골성 조직이라 단백질, 성장 인자, 미네랄이 많이 들어있으며, 이 때문에 보약으로 여겨지며 실제로 단백질과 칼슘은 풍부합니다. 이와는 반대로 소나 양, 염소의 뿔은 케라틴이라는 단단한 단백질로 구성되어 있어, 사실상 머리카락이나 손톱과 비슷한데요, 따라서 영양가가 특별히 풍부하지 않고, 소화도 잘 되지 않기 때문에 식용 가치가 거의 없습니다. 즉, 뿔이니까 영양가 있다기 보다는, 조직의 성격이 연골 단계냐, 뼈냐, 케라틴이냐에 따라 식용 여부가 달라지는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.23
5.0
1명 평가
0
0

알코올의 산성도가 물과 비교했을 때 약한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 알코올과 물은 모두 –OH기를 가지고 있어서 이론적으로는 수소 이온(H⁺)을 잃고 알콕사이드(RO⁻)나 수산화 이온(OH⁻)을 형성할 수 있는데요, 하지만 실제로는 알코올의 산성도가 물보다 약합니다.이때 산의 세기는 곧 짝염기, 즉 프로톤을 잃었을 때 생기는 음이온의 안정성과 직결되는데요, 물이 프로톤을 잃으면 OH⁻가 되는데, 이는 작은 음이온이라 전하가 국소적으로 퍼져 있지만, 물 분자 간 강한 수소 결합과 용매화 효과로 상당히 안정화됩니다. 또한 알코올이 프로톤을 잃으면 RO⁻가 되는데, 이 음전하가 산소에만 국소적으로 집중되면서, 물보다 전하 분산이 어렵습니다. 또한 알콕사이드의 알킬기(R)는 전자를 밀어주는 +I(유도 효과)를 가지므로, 오히려 음전하를 더 불안정하게 만듭니다. 따라서 알콕사이드는 OH⁻보다 안정성이 낮고, 결과적으로 알코올은 물보다 산성이 약합니다.또한 물 분자(H₂O)는 작고 극성이 커서, OH⁻를 강하게 수소 결합으로 둘러싸며 안정화시키는데요 알코올의 경우, R기가 커질수록 극성은 줄어들고 소수성이 커져서, RO⁻ 음이온이 용매 속에서 충분히 안정화되지 못합니다. 따라서 알코올이 물보다 산성이 약한 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

시스와 트랜스 이성질체의 물리적 성질(녹는점, 끓는점)이 서로 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 시스(cis)와 트랜스(trans) 기하 이성질체는 분자식은 같지만, 공간 배치가 달라서 분자의 극성, 분자 간 상호작용, 분자 배열의 규칙성이 달라지고, 이 때문에 녹는점과 끓는점 같은 물리적 성질에 차이가 나타납니다. 우선 시스 이성질체는 치환기들이 같은 쪽에 있기 때문에, 분자의 쌍극자가 부분적으로 더해져서 분자 전체의 극성이 커지는 경우가 많은데요, 극성이 크면 분자 간 쌍극자–쌍극자 상호작용이 강해져서 분자들이 더 잘 끌어당기므로, 끓는점이 높아지는 경향이 있습니다. 반면에 트랜스 이성질체는 치환기들이 마주 보고 있어서, 쌍극자가 서로 상쇄되어 분자의 극성이 작거나 0에 가까워지는 경우가 많은데요, 분자 간 상호작용이 주로 약한 분산력에 의존하기 때문에, 일반적으로 끓는점은 낮아집니다. 다음으로 녹는점의 차이는 분자 배열의 규칙성 때문인데요, 우선 트랜스 이성질체는 구조가 대칭적이어서 분자들이 규칙적으로 배열되기 쉽습니다. 이 때문에 결정 구조가 잘 형성되고, 분자 간 상호작용도 더 안정적이어서 녹는점이 높아지는 경향이 있는데요, 시스 이성질체는 비대칭적 구조 때문에 분자 배열이 어긋나서 결정이 덜 안정적으로 형성되기 때문에 따라서 일반적으로 녹는점은 낮은 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

알켄의 친전자성 첨가 반응에서 anti-Markovnikov 법칙을 만족하는 경우는 언제인가요?
안녕하세요. 말씀해주신 것과 같이 알켄의 친전자성 첨가 반응에서 일반적으로는 Markovnikov 법칙이 성립하여, 전자가 부족한 친전자체가 알켄의 이중결합에 공격할 때 더 많은 알킬기가 치환된 탄소에 양이온 또는 부분양전하이 생기도록 하여, 더 안정한 카보양이온 중간체를 형성합니다. 이렇게 되면 음이온은 상대적으로 더 수소가 많은 쪽에 붙게 되는데요 하지만, anti-Markovnikov 법칙이 성립하는 특수한 경우가 있습니다. Anit-Markovnikov 법칙이 적용되는 예시는 과산화물 효과인데요, 이는 HBr 첨가 반응에서만 관찰됩니다. 알켄 + HBr + 유기 과산화물 (RO–OR)의 조건에서, 이 경우 반응은 자유 라디칼 메커니즘으로 진행되는데요, RO· 라디칼이 생성되며 이후 HBr에서 H·를 떼어내 Br· 라디칼이 형성됩니다. 이때 Br· 라디칼이 알켄의 이중결합에 먼저 결합하며 더 안정한 탄소 라디칼이 형성되도록 선택됩니다. 이후 H·이 붙으면서 최종적으로 Br이 수소가 더 많은 말단 탄소 쪽에 붙는 형태, 즉 anti-Markovnikov 생성물이 나옵니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

짝산과 짝염기가 1:1일 때 가장 완충 효과가 좋은 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 완충용액은 약산과 그 짝염기가 함께 존재하여 외부에서 소량의 강산이나 강염기가 첨가되더라도 pH 변화를 최소화하는 역할을 하는데요, 이때 핸더슨–하셀바흐 식에 의하면 pH = pKa + log염기/산 의 형태로 표현할 수 있습니다. 이 식에서 볼 수 있는 것처럼 짝염기와 짝산이 동등한 비율로 존재할 경우에 완충용액의 pH가 해당 산의 pKa와 같아지며, 이때가 가장 안정적인 상태가 됩니다.완충능의 관점에서 봤을 때 완충능은 첨가된 강산이나 강염기를 중화할 수 있는 능력을 의미하는데요, 이때 [HA]와 [A-]가 같을 경우 강산이 들어오면 [A⁻]이 그것을 받아서 HA를 형성하고, 강염기가 들어오면 [HA]가 그것을 중화하여 A⁻를 형성하게 됩니다. 즉 두 가지 상황 모두에 대해 동등한 여유 용량을 갖게 됩니다. 하지만 이와는 달리 반대로, 둘 중 한쪽이 많으면 강산 또는 강염기 첨가라는 특정 방향에 대해서는 잘 중화하지만, 다른 방향에서는 금방 소진되어 완충 능력이 떨어집니다. 또한 pH 변화에 대한 저항 능력을 곡선으로 그려보면, pH = pKa 부근에서 완충 곡선이 가장 완만한데요 즉, 이 지점에서 외부의 작은 산·염기 첨가에도 pH 변화가 최소화되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

의약품 합성에서 chirality(거울상 이성질체) 제어가 중요한 실제 사례에는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 말씀하신 것처럼 chirality는 물리적·화학적 성질은 거의 동일하지만, 생체 내에서는 수용체 단백질, 효소, DNA 등 모두 키랄한 환경을 이루고 있기 때문에 서로 다른 생리 활성을 나타내는 경우가 많은데요, 따라서 의약품 합성에서 chirality 제어는 단순히 화학적 정밀성을 넘어 안전성과 효능에 직결되는 핵심적인 요소로 여겨지고 있습니다.이와 관련된 대표적인 사건이 '탈리도마이드(Thalidomide) 사건'입니다. 탈리도마이드는 1950–60년대에 진정제·입덧 완화제로 사용된 약물인데요, 이때 R-이성질체는 진정 효과가 있었지만, S-이성질체는 기형 유발의 독성을 나타냈습니다. 당시에는 거울상이성질체를 구분하지 않고 합성·투여했기 때문에 사회적으로 큰 비극을 초래했고, 이후 의약품 개발에서 chirality 제어의 중요성이 강하게 인식된 계기가 되었습니다. 이외에도 '이부프로펜'과 관련된 사건이 있습니다. 이부프로펜은 흔히 쓰이는 진통·소염제인데요, S-이성질체가 실제 약리 활성을 나타내지만, R-이성질체는 거의 활성이 없습니다. 다만 체내에서 일부 R → S 변환이 일어나기 때문에 혼합물 형태로도 사용됩니다. 따라서 chirality 제어 합성을 통해 순수 S-이성질체 제제가 연구·개발된 사례가 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

아민(–NH₂)과 아마이드(–CONH₂)는 모두 질소를 포함하는데, 염기성이 서로 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 아민(–NH₂)과 아마이드(–CONH₂)는 둘 다 질소를 포함하지만, 염기성은 크게 다르게 나타나는데요 이는 질소의 비공유 전자쌍이 얼마나 쉽게 양성자(H⁺)를 받아들일 수 있느냐에 의해 결정되며, 각 작용기의 전자적 환경 차이가 핵심입니다. 우선 아민의 질소는 비공유 전자쌍을 가지고 있는데요, 이 전자쌍은 비교적 자유롭게 존재하며, 양성자(H⁺)를 받아들일 준비가 잘 되어 있습니다. 따라서 아민은 강한 염기성을 나타내고, 실제로는 암모니아(NH₃)보다도 더 강한 경우가 많습니다. 다음으로 아마이드의 질소 역시 비공유 전자쌍을 가지고 있지만, 이 전자쌍은 단순히 자유롭게 존재하지 않는데요, 이는 탄소와 산소가 이중결합(C=O)을 이루고 있는 카보닐기와 공명을 이룰 수 있기 때문입니다. 즉, 질소의 전자쌍이 부분적으로 카보닐기와 공유되어 안정화되고 있기 때문에, 이 전자쌍은 양성자와 쉽게 결합할 수 없는 것이며, 따라서 아마이드는 전자가 편재되어 있는 아민에 비해 훨씬 약한 염기성을 나타내는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.23
0
0

Friedel–Crafts 알킬화 반응과 아실화 반응은 강한 EWG가 있을 경우에는 왜 불가능한가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 Friedel–Crafts 알킬화 반응과 아실화 반응이 강한 전자 끌개(EWG)가 치환된 방향족 화합물에서 잘 일어나지 않습니다. 우선 Friedel–Crafts 알킬화나 아실화 반응은 친전자성 방향족 치환 반응(EAS)인데요, 반응 중간체로서 아레늄 이온이 생성되는데, 이는 방향족 고리의 전자 밀도가 충분히 높아야 안정적으로 형성될 수 있습니다. 즉, 방향족 고리가 친전자체를 공격할 수 있을 정도로 전자를 제공할 수 있어야 반응이 진행됩니다. 하지만 이때 NO₂, SO₃H, –CF₃와 같은 강력한 전자 끌개(EWG)는 고리 전체에서 전자 밀도를 크게 감소시키는 효과를 가집니다. 이들의 –I 효과(유도 효과)로 인하여 전기음성도가 큰 원자가 전자를 끌어당겨, 방향족 고리에 전자가 부족해지며 –M 효과(공명 효과)로 인해 NO₂, SO₃H 같은 치환기는 공명 구조를 통해 고리에서 전자를 더 뺏어가며, 특히 ortho/para 위치에 전자 밀도를 심하게 낮춥니다. 그 결과, 고리 자체가 친전자체를 공격할 힘이 부족해지고, Friedel–Crafts 반응이 거의 일어나지 않게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.22
0
0

공명효과와 유도효과는 분자의 산·염기 성질에 어떻게 작용하나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 분자의 산-염기 성질, 즉 양성자를 얼마나 잘 내놓을 수 있는지를 나타내는 산성도는 공명효과와 유도효과에 의해 크게 영향을 받는데요, 우선 공명효과는 분자 내에서 전자가 비편재화되는 현상을 의미합니다. 먼저 산이 수소 이온(H⁺)을 잃으면 짝염기(anion)가 형성되는데, 이때 음전하가 공명을 통해 여러 원자에 분산되면 짝염기가 안정화 되는 것이며, 이때 짝염기가 안정할수록 산은 H⁺를 더 잘 내놓을 수 있어 산성도가 증가합니다. 예를 들어서 카복실산에서 탈양성자 후 형성되는 카복실레이트 음이온은 두 산소 원자에 음전하가 공명으로 분산되므로 안정하기 때문에 산성도가 높은 것입니다. 반면에 염기는 전자를 제공해야 하는데, 전자쌍이 공명에 참여하면 제공 가능한 전자 밀도가 줄어들어 염기성이 약해지게 되는 것이며, 예를 들어서 아마이드의 경우에 질소의 전자쌍이 카보닐기와 공명으로 비편재화 되기 때문에 전자를 잘 못 주게 되어 염기성이 떨어지는 것입니다. 다음으로 유도효과는 σ 결합을 따라 전기음성도가 큰 치환기가 전자를 끌어당기거나(–I 효과), 반대로 전자를 밀어주는(+I 효과) 현상을 의미하는데요, 음전하를 띠는 짝염기가 형성될 때, NO2-와 같은 전자 끄는 기가 근처에 있으면 전자 밀도를 분산시켜 짝염기를 안정화하기 때문에 산성도가 증가합니다. 하지만 이와는 반대로 전자 밀어주는 +I 그룹, 예를 들어서 –CH₃, –OCH₃ 등이 있으면 짝염기의 음전하를 더 집중시켜 불안정하게 만들기 때문에 산성도는 감소하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.22
0
0

OH가 페놀의 메타 자리에 붙었을 때 산성도가 증가하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 일반적으로 –OH기는 산소가 공명효과를 통해 전자를 밀어주는 전자공여기(EDG)로 작용하여 벤젠 고리에 결합하면 고리의 전자 밀도를 높이고, 따라서 페놀의 O–H 결합이 끊어져 음이온이 될 때 그 음전하를 불안정하게 만들어 산성도를 낮추는 경향이 있습니다. 그러나 이 효과는 –OH기가 어디에 결합하느냐, 즉 위치에 따라 달라지는데요, –OH 기가 ortho나 para 위치에 있으면, 페놀에서 수소가 떨어져 나온 뒤 형성된 페녹사이드 음전하가 고리를 통해 공명으로 비편재화될 때, –OH의 비공유 전자쌍이 공명에 추가로 개입할 수 있기 때문에 이 경우 전자를 더 밀어 넣어 페녹사이드 음이온의 음전하를 고리에 더 강하게 집중시켜, 오히려 불안정하게 만들고 산성도를 낮춥니다.반면에 질문해주신 메타 위치에서는 –OH의 비공유 전자쌍이 페녹사이드 음전하와 공명적으로 직접 상호작용할 수 없는데요 즉, 공명적 전자공여 효과가 차단되어 음전하를 불안정하게 하는 요인이 줄어드는 것입니다. 공명효과는 없어지고 반대로 –OH기는 전기음성도가 큰 산소를 포함하고 있으므로, σ 결합을 통해 전자를 약간 끌어당기는 –I 효과를 갖기 때문에 메타 위치에서는 공명 효과가 전달되지 않으므로 이 –I 효과만 남아, 전자 밀도를 약간 줄여 페녹사이드 음전하를 상대적으로 안정화시킵니다. 그 결과 산성도가 오르토나 파라 치환보다 증가하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.09.22
0
0