正文 動物體中的有機酸堿(1 / 2)

1780年,瑞典化學家謝勒發現酸牛乳中存在一種酸,先使它成為鈣鹽,然後利用草酸使它析出,從拉丁文“牛乳”命名它為乳酸。後來明確它是牛乳中的乳糖發酵後產生的。

1807年,瑞典化學家貝齊裏烏斯從肉汁中發現一種與乳酸相同的酸,德國化學家李比希從肌肉中提取出它,分析證明它與乳酸具有相同的化學組成,從希臘文“肌肉”稱它為肌乳酸。後來明確它是肌肉運動時血液中的肝糖分解的產物。我們在運動和勞動中肌肉的酸痛即由此產生。

1848年,德國化學家恩格爾哈爾德和漢因茲將這兩個酸的一係列鹽進行溶解度、晶形、結晶水含量和脫水過程的比較,確定它們是兩種不同的化學物質,但具有相同的化學組成。

1860年,法國化學家維爾茨和德國化學家科爾比等人分析確定二者同分異構,明確它們分子組成中含有的羥基(—OH)聯結在分子碳鏈上的位置不同,用希臘字母α和β區分它們,乳酸是d羥基丙酸(CH_3CHOHCOOH),肌乳酸是β羥基丙酸(CH_2OHCH_2COOH)。

1863年,德國化學家維斯利采紐斯研究了這兩種酸,確定它們都可以被熱的硫酸分解,生成乙醛和甲酸,在氧化時都生成醋酸,認為它們二者不是位置異構,而是由於原子在空間的排列不同,這引發荷蘭化學家範特霍夫創建立體化學。

乳酸是一種無色漿狀液體,易溶於水,易吸收潮濕。可以由糖發酵等方法製取,用於食品、鞣革與紡織等工業中,醫藥上用它的鈉鹽防治酸中毒。

尿酸是來自人和動物的又一有機酸。1766年,謝勒從尿結石中分離出它。1811年,法國化學家沃克蘭從鳥糞中發現它,之後英國化學家普勞特在蛇的排泄物中發現它。1875年,德國化學家麥第卡斯確定它的分子組成為C_5H_4N_4O_3,並確立了它的分子結構。它是嘌呤的一種衍生物,學名2,6,8-三羥基嘌呤。

對於鳥類和爬蟲類,尿酸是它們體內含氮化合物中新陳代謝的主要終端產物。蛇類在蛻皮時與皮膚一起也排泄出尿酸。鳥糞中含大約25%以上的尿酸。對於多數動物而言,尿酸在排泄前轉變成尿囊素。沃克蘭在1800年從牛的尿囊液中分離出尿囊素。

1849年,武勒和李比希用二氧化鉛的懸浮液氧化尿酸得到尿囊素,測定它的分子組成是C_4H_6N_4O_3。尿囊是哺乳動物積存代謝產物的機構,囊內液體中含有尿酸。人尿中含有少量尿酸,每日每人平均排出0.5—1克。當人患有痛風病時體內尿酸的含量會增加,它和它的鹽沉積在關節上會起關節炎病痛。

尿酸是一種白色結晶體,無味,加熱至400℃以上分解,並有劇毒的氰化氫氣體放出。它不溶於冷水、乙醇、乙醚,微溶於沸水,可以從鳥糞中提取,用於有機合成和生物化學研究。

第三個來自動物體的有機酸是馬尿酸。它存在於食草動物的尿中,人尿中也有少量,素食者尿中馬尿酸的量較肉食者高,因為植物組織成分中含有的芳香族化合物分解時,產生苯甲酸(C_6H_5COOH)。它在肝髒中與甘氨酸(NH_2—CH_2—COOH)作用生成馬尿酸,由尿排出。苯甲酸對人體是有毒的,馬尿酸在肝髒中形成,起了去毒作用。

馬尿酸的發現從1799年開始。這一年法國化學家富克魯瓦和沃克蘭將鹽酸作用於牛和馬的尿,得到苯甲酸。

1829年德國化學家李比希研究了這一反應,確定是由於馬和牛的尿中含有一種含氮的酸形成的,就稱它為馬尿酸。李比希測定了它的化學分子組成為C_9H_10N O_3,正確的是C_9H_9N O_3。1846年,法國化學家德塞涅證明馬尿酸水解除產生苯甲酸外,還生成甘氨酸。馬尿酸是一種無色結晶體,微溶於水和醇。

第四個是肌酸,1832年法國化學家謝弗羅爾從肉湯中分離出它。1844年德國化學家佩滕克費爾從人尿中發現肌酸酐。李比希測定了二者分子組成分別是C_4H_9N_3O_2+H_2O和C_4H_7N_3O,確定後者是一強堿。他已認識到肌酸分子中含有一個分子結晶水,當把它加熱到1OO℃時即失去這一結晶水。它微溶於冷水,易溶於熱水。

肌酸存在於所有脊椎動物的肌肉中,在哺乳動物和鳥類的肌肉中,每1克肌肉約含450毫克肌酸,在爬行動物和兩棲動物肌肉中含量少一些。它在肌肉收縮的化學變化循環中起著重要作用。