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第15章 与生命有关的有机物(4)

乙醇是中枢神经系统抑制剂。饮用后首先引起兴奋,随后抑制。急性中毒:急性中毒多发生于口服。一般可分为兴奋、催眠、麻醉、窒息四阶段。患者进入第三或第四阶段,出现意识丧失、瞳孔扩大、呼吸不规律、休克、心力循环衰竭及呼吸停止。慢性影响:在生产中长期接触高浓度乙醇可引起鼻、眼、黏膜刺激症状,以及头痛、头晕、疲乏、易激动、震颤、恶心等。长期酗酒可引起多发性神经病、慢性胃炎、脂肪肝、肝硬化、心肌损害及器质性精神病等。皮肤长期接触可引起干燥、脱屑、皲裂和皮炎。乙醇具有成瘾性及致癌性,但乙醇并不是直接导致癌症的物质,而是致癌物质普遍溶于乙醇。

合成纤维的鼻祖——尼龙

尼龙是一种人造的多聚物。1935年2月28日杜邦公司的华莱士·卡罗瑟斯在美国威尔明顿发明了这种塑料。在现代,尼龙纤维是多种人造纤维的原材料。

尼龙的诞生

人们对尼龙并不陌生,在日常生活中尼龙制品比比皆是,但是知道它历史的人就很少了。尼龙是世界上首先研制出的一种合成纤维。

20世纪初,企业界搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司——杜邦公司出于对基础科学的兴趣,建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。1927年该公司决定每年支付25万美元作为研究费用,并开始聘请化学研究人员,到1928年杜邦公司成立了基础化学研究所,年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所有机化学部的负责人。

卡罗瑟斯,美国有机化学家。1896年4月27日出生于美国爱荷华州威尔明顿。1937年4月29日卒于美国费城。1924年获伊利诺伊大学博士学位后,先后在该大学和哈佛大学担任有机化学的教学和研究工作。1928年应聘在美国杜邦公司设于威尔明顿的实验室中进行有机化学研究。他主持了一系列用聚合方法获得高分子量物质的研究。1935年制造出一种纤维。这种纤维即聚酰胺66纤维,1939年实现工业化后定名为尼龙(Nylon),是最早实现工业化的合成纤维品种。

尼龙的发展

尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础,尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又比丝袜耐穿,1939年10月24日杜邦公司在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动,被视为珍奇之物争相抢购,人们曾用“像蛛丝一样细,像钢丝一样强,像绢丝一样美”的词句来赞誉这种纤维,到1940年5月尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。

由于尼龙的特性和广泛的用途,从第二次世界大战爆发直到1945年,尼龙工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。

第二次世界大战期间盟军使用尼龙做的降落伞(此前一般用亚洲丝绸制作),此外轮胎、帐篷、绳索等其他军事物资也用尼龙制造。它甚至被用来制造印刷美国货币的纸。战争开始时棉花占纤维原料的80%,其他20%主要是木头纤维。1945年8月,棉花的占据量降低到75%,而人造纤维的比例上升到了25%。

第二次世界大战后发展非常迅速,尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯、渔网等,以难以计数的方式出现,是三大合成纤维之一。

涤纶、腈纶、还有尼龙,是三大合成纤维。

涤纶,中国俗称“的确良”。又称特丽纶,美国人又称它主“达可纶”。当它在香港市场上出现时,人们根据广东话把它译为“的确良”这一家喻户晓的名称。

1941年,英国的J.R.温菲尔德和J.T.迪克森以对苯二甲酸和乙二醇为原料在实验室内首先研制成功聚酯纤维。1953年美国生产商品名为“达可纶”(Dacron)的聚酯纤维。随后聚酯纤维在世界各国得到迅速发展。1960年聚酯纤维的世界产量超过聚丙烯腈纤维,1972年又超过聚酰胺纤维,成为合成纤维的第一大品种。

涤纶的用途很广,大量用于制造衣着面料和工业制品。涤纶具有极优良的定型性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等,在使用中经多次洗涤,仍能经久不变。

腈纶,也叫合成羊毛。早在100多年前人们就已制得聚丙烯腈但因没有合适的溶剂,未能制成纤维。1942年,德国人H.莱因与美国人G.H.莱瑟姆几乎同时发现了二甲基甲酰胺溶剂,并成功地得到了聚丙烯腈纤维。1950年,美国杜邦公司首先进行工业生产。以后,又发现了多种溶剂形成了多种生产工艺。1954年,联邦德国法本拜耳公司用丙烯酸甲酯与丙烯腈的共聚物制得纤维,改进了纤维性能,提高了实用性,促进了聚丙烯腈纤维的发展。

糖尿病的克星——胰岛素

胰岛素是一种蛋白质激素,由胰脏内的胰岛β细胞分泌。胰岛素参与调节糖代谢,控制血糖平衡,可用于治疗糖尿病。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。作用机理属于受体酪氨酸激酶机制。

胰岛素的发现与提取

1869年保罗·兰格尔翰斯首次在显微镜下观察到胰岛,随后拉基氏提出胰岛可以分泌某种物质,可能与消化相关。

1889年奥斯卡·明科夫斯基和约瑟夫·冯·梅林在狗的胰脏移除实验中发现,其尿液中存在糖分,从而首次将胰脏与糖尿病联系在一起1921年班廷与贝斯特合作首次成功提取到了胰岛素,并成功地应用于临床治疗,两人也因为发现胰岛素而获得了1923年的诺贝尔生理学与医学奖。

1926年首次从动物胰脏中提取到胰岛素结晶。

1955年弗雷德里克·桑格首次阐明了胰岛素分子的氨基酸序列(即一级结构),其本人也因此获得了1958年的诺贝尔化学奖。

1965年,在王应睐的领导下,中国科学家邹承鲁、杜雨苍、汪猷、邢其毅、钮经义、龚岳亭等人最早成功合成胰岛素。

1969年多萝西·霍奇金博士用X射线晶体学方法首次成功解析了胰岛素的晶体结构。1971年和1972年多名中国科学家在北京共同解析了胰岛素的2.5埃和1.8埃分辨率的晶体结构,其中后者被霍奇金博士称为是当时最为精确的胰岛素结构。

胰岛素与糖尿病

胰岛素被班廷和贝斯特发现后,在1922年开始用于临床,使过去不治的糖尿病患者得到挽救。直至80年代初,用于临床的胰岛素几乎都是从猪、牛胰脏中提取的。不同动物的胰岛素组成均有所差异,猪的与人的胰岛素结构最为相似,只有B链羧基端的一个氨基酸不同。20世纪80年代初已成功地运用遗传工程技术由微生物大量生产人的胰岛素,并已用于临床。

1955年英国F.桑格小组测定了牛胰岛素的全部氨基酸序列,开辟了人类认识蛋白质分子化学结构的道路。1965年9月17日,中国科学家人工合成了具有全部生物活力的结晶牛胰岛素,它是第一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质。稍后美国和联邦德国的科学家也完成了类似的工作。70年代初期,英国和中国的科学家又成功地用X射线衍射方法测定了猪胰岛素的立体结构。这些工作为深入研究胰岛素分子结构与功能关系奠定了基础。人们用化学全合成和半合成方法制备类似物,研究其结构改变对生物功能的影响;进行不同种属胰岛素的比较研究;研究异常胰岛素分子病,即由于胰岛素基因的突变使胰岛素分子中个别氨基酸改变而产生的一种分子病。这些研究对于阐明某些糖尿病的病因也具有重要的实际意义。

糖尿病是一种血液中的葡萄糖容易堆积过多的疾病。国外给它的别名叫“沉默的杀手”,特别是“成人型糖尿病”,四十岁以上的中年人染患率特别高。在日本,四十岁以上的人口中占10%,即十人当中就有一位糖尿病患者。一旦患上糖尿病,将减少寿命十年之多,且可能发生的并发症遍及全身。

糖尿病本身亦给人带来非常的痛苦。它让人常常觉得口干想喝水,因多尿而半夜多次醒来。尽管已吃了不少食物仍觉饥饿感,体重减轻、嗜睡等,总让人觉得周身哪处不对劲。等到能够感觉到某处的明显情况时,糖尿病的病情已发展到一定程度了。而可怕的并发症亦随之悄悄地在全身各处发展着。

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