一酸化窒素NO

​

は血管拡張作用あり

Ref) https://xn--v6qx2jexjd1vw1f.com/wp/wp-content/uploads/2019/02/kan.jpg

狭心症

締め付けられるような

胸の痛み

動悸・息苦しさ

第8回　（１）一酸化窒素

一酸化窒素の分子軌道エネルギー準位図

　　テキストp.69 図3.50

一酸化窒素　テキストp.118 (c)

　　テキストp.121 　

　　　　　　　　　COLUMN NOSと薬物

窒素の酸化物　テキストp.118 (c)

プリント1

N

プリント２

窒素酸化物の名称，構造，性質を列挙できる

Ｎ：－３から

＋５の酸化数

プリント3

窒素酸化物

プリント4

Harber

Ostwald

Ｎ：－３から＋５の酸化数

Pt, 900℃

Fe₃O₄

Haber–Bosch and

Ostwald processes

プリント5

3 Cu + 8 HNO₃ (dil.)

​

　　　→　2NO + 3 Cu(NO₃)₂ + 4 H₂O

プリント6

dil. HNO₃ =

dilute HNO₃（希硝酸）

conc. HNO₃ =

concentrated HNO₃（濃硝酸）

Harber

Ostwald

Pt, 900℃

Fe₃O₄

Haber–Bosch and

Ostwald processes

2NO + O₂　⇆ 2NO₂

　　　　　　　　(ΔH=−114 kJ/mol)

低温

高圧

NOの分子軌道エネルギー準位図

3 Cu + 8 HNO₃ (dil.)

​

　　　→　2NO + 3 Cu(NO₃)₂ + 4 H₂O

プリント6

bp －151.7℃　 無色気体

　　　　　　　　　　脂溶性

1998年　ノーベル医学・生理学賞　Murad, Ignarro, Furchgott

​

​

循環器系における信号伝達分子としての一酸化窒素（NO）の発見

NO

プリント7

内皮細胞

平滑筋細胞

動脈

一酸化窒素の産生と血管拡張

細胞膜

NO

グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

Text p.121 COLUMN

PDE5阻害剤

狭心症治療薬

①

②

プリント8

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

① 内皮細胞

・NOS（一酸化窒素合成酵素）：eNOS（血管内皮型）, iNOS, mNOS

　　L-アルギニン　→　L-シトルリン　+　NO　（NOS，O₂, NADPHが必要)

・一酸化窒素NO分子中の酸素原子は，酸素単体由来

・一酸化窒素NOは脂溶性　→　容易に細胞膜を通過

プリント9

内皮細胞

平滑筋細胞

動脈

一酸化窒素の産生と血管拡張

細胞膜

NO

グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

Text p.121 COLUMN

PDE5阻害剤

狭心症治療薬

①

②

プリント8

内皮細胞

平滑筋細胞

動脈

一酸化窒素の産生と血管拡張

細胞膜

NO

グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

Text p.121 COLUMN

PDE5阻害剤

狭心症治療薬

①

②

プリント8

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

② 平滑筋細胞

プリント10

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

② 平滑筋細胞

一酸化窒素は遷移金属と

錯体を形成

　→　配位子(ligand)

プリント10

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

② 平滑筋細胞

プリント10

NO

可溶性グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

② 平滑筋細胞

セカンド

メッセンジャー

（二次情報

　　伝達物質）

​

プリント10

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

NO

可溶性グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

② 平滑筋細胞

セカンドメッセンジャー

（二次情報伝達物質）

プリント10

一酸化窒素の産生と血管拡張

Text p.121 COLUMN

NO

可溶性グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

狭心症

　　治療薬

② 平滑筋細胞

狭心症は心臓を取り巻く血管・冠動脈が細くなって血液が流れにくくなった状態

プリント10

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

NO

可溶性グアニル酸シクラーゼ

　　　ｓGC

プロテインキナーゼG

血管平滑筋の弛緩

血管の拡張

狭心症治療薬

プリント10

PDE5阻害剤

●　NO　　気体，脂溶性

​

●　配位子となる

​

●　cGMP（セカンドメッセンジャー）

　　を介して血管拡張

​

●狭心症治療

プリント24にまとめ

一酸化窒素の

​

分子軌道

​

エネルギー準位図

一酸化窒素の分子軌道エネルギー準位図

O₂やF₂と同様に

分子軌道エネルギー準位図

が書ける

プリント11

σ軌道とπ軌道のエネルギー

準位の逆転を考慮しなくて良い

NよりもOのほうが，

原子軌道の

エネルギー準位が

低い

プリント12

それでは，

​

実際に

​

一酸化窒素の

​

分子軌道エネルギー準位図を

​

書いてみよう

プリント12

① ２ｓ軌道同士の相互作用を考える

　N

原子軌道

　O

原子軌道

2s

2s

②窒素原子と酸素原子のエネルギー準位の違いを認識する

２０２２年　期末試験　１番　問３

問３．　次の文章の空欄を埋めよ．

　一酸化窒素や一酸化炭素のような異核二原子

分子の分子軌道エネルギー準位図を考える際，

一酸化窒素では，酸素原子のエネルギー準位は，

窒素原子のエネルギー準位よりも　　（ア）　　く，

・・・・・・・・・・・その理由を説明すると，　　　（ウ）　　．

２０２２年　期末試験　１番　問３

問３．　次の文章の空欄を埋めよ．

　一酸化窒素や一酸化炭素のような異核二原子

分子の分子軌道エネルギー準位図を考える際，

一酸化窒素では，酸素原子のエネルギー準位は，

窒素原子のエネルギー準位よりも　　 低　　 く，

・・・・・・・・・・・その理由を説明すると，　　　（ウ）　　．

電気陰性度が大きい原子のほうが，

軌道のエネルギー準位が低い．

有効核電荷

同一周期では，原子番号が大きくなるに従い，

同種の軌道エネルギーにおける有効核電荷は

大きくなるため．

プリント12

① ２ｓ軌道同士の相互作用を考える

　N

原子軌道

　O

原子軌道

2s

2s

②窒素原子と酸素原子のエネルギー準位の違いを認識する

プリント12

　N

原子軌道

　O

原子軌道

2s

2s

σ

σ*

　NO

分子軌道

プリント12

③ ２p軌道同士の相互作用を考える

　N

原子軌道

　O

原子軌道

2p

2p

プリント12

③ ２p軌道同士の相互作用を考える

　N

原子軌道

　O

原子軌道

2p

2p

σ

π

π*

σ*

ＢＯ＝２．５

プリント13

１）ＮＯは不対電子を有する

​

２）常磁性　（気体）

​

３）ＮＯの結合次数（ＢＯ）

​

ＢＯ＝２．５

プリント14

BO = ½ （結合性軌道の電子数　－ 反結合性軌道の電子数）

４）ＮＯ^＋は安定　（ＢＯ計算）

nitrosonium ion

ニトロソニウムイオン

​

nitrosyl cation

ニトロシルカチオン

この電子がとれるとNO⁺

プリント15

４）ＮＯ^＋は安定　（ＢＯ計算）

ＢＯ＝３

NO 1.15 Å

NO⁺ 1.06 Å

NOよりも安定

+

ジアゾ化

　NaNO₂と2HClから生成

プリント16

５）ＮＯ^-は不安定　

oxonitrate anion

反応性高い

​

ビラジカル (biradical)

​

分子軌道エネルギー準位図

において，

O₂と同じ電子配置

プリント17

６）遷移金属と錯体を形成

その他の性質

７）セカンドメッセンジャー

を介して血管拡張作用

M = metal ion

1電子供与

3電子供与

cGMP

プリント18

血管拡張薬 (vasodilators)

硝酸エステル

亜硝酸エステル

生体内で NO　を発生

プリント19

気化しやすい

プリント20

舌下錠

プリント21

プリント22

経皮吸収

プリント23

第8回　（１）一酸化窒素

一酸化窒素　 p.69 図3.50，テキストp.118 (c)

　　テキストp.121 　COLUMN NOSと薬物

１）L-アルギニンより産生(NOS)

​

２）NO分子中の酸素原子は酸素単体由来

​

３）セカンドメッセンジャーを介して

　　血管拡張作用

プリント24

第8回　（１）一酸化窒素

一酸化窒素　 p.69 図3.50，テキストp.118 (c)

　　テキストp.121 　COLUMN NOSと薬物

４）脂溶性の無色気体

​

５）NOは不対電子を有する

​

６）常磁性（気体において）

​

７）NOの結合次数は2.5

​

８）NO⁺はNOより安定

​

９）NO^-はNOより不安定

​

10）ligandとなる

プリント24

第8回（２）その他の窒素酸化物

NO₂

Nitrogen dioxide

N₂O

Nitrous oxide

Dinitrogen (mon)oxide

N₂O₃

N₂O₅

プリント25

NO₂ nitrogen dioxide

2NO₂ N₂O₄

​

​

常磁性

反磁性

褐色

無色

プリント26

電子対の反発

　孤立電子対同士＞孤立電子対と　 ＞結合電子対同士

　　　　　　　　　　　結合電子対

115度

134度

sp²

sp²

NO₂

NO₂^-

プリント27

N₂O

Nitrous oxide

Dinitrogen (mon)oxide

笑気　麻酔・鎮痛

・無色の気体

・化学的に不活性（常温）

・共鳴安定化

プリント28

N₂O₃

青色液体または固体

N₂O₃ + H₂O → 2 HNO₂

プリント29

N₂O₅

固体

bp 47℃

mp 30℃

[NO₂]⁺[NO₃]^-

solid

​

​

gas

プリント30

＊

＊

3 NO₂ + H₂O →　2 HNO₃ + NO

不均化

　disproportionation

HNO₃

プリント31

反応基質中のある元素の酸化数の増加と減少が同時に起こること，言い換えれば，不均化反応を行う元素は，自分自身の酸化剤であり，還元剤である．

不均化

プリント32