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化学物“苯”对人体有什么危害

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2023-01-27 08:18:35

化学物“苯”对人体有什么危害?

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2026-01-28 17:03:36

苯为无色透明、有芳香味、易挥发的有毒液体,是煤焦油蒸馏或石油裂化的产物,常温下即可挥发、形成苯蒸气,温度愈高,挥发量愈大。职业活动中,苯主要以蒸气形态经呼吸道进入人体,短时间吸入高浓度苯蒸气和长期吸入低浓度苯蒸气均可引起作业工人身体损害。 短时间大量吸入可造成急性轻度中毒,表现为头痛、头晕、咳嗽、胸闷、兴奋、步态蹒跚。此时如继续吸入则可发展为重度急性中毒,病人神志模糊、血压下降,肌肉震颤,呼吸浅快、脉搏快而弱。抢救及时经数小时或数天可恢复健康,但严重者也可因呼吸中枢麻痹死亡。 长期低浓度接触可发生慢性中毒,症状逐渐出现,以血液系统和神经衰弱症候群为主,表现为血白细胞、血小板和红细胞减少、头晕、头痛、记忆力下降、失眠等。严重者可发生再生障碍性贫血,甚至白血病、死亡。 职业性急性苯中毒是劳动者在职业活动中,短期内吸入大剂量苯蒸气所引起的以中枢神经系统抑制为主要表现的全身性疾病;职业性慢性苯中毒是指劳动者在职业活动中较长时期接触苯蒸气引起的以造血系统损害为主要表现的全身性疾病。 近年我国职业性苯中毒事故多发生在制鞋、箱包、玩具、电子、印刷、家具等行业,多由含苯的胶粘剂、天那水、硬化水、清洁剂、开油水、油漆等引起。空气中低浓度的苯经呼吸道吸入或直接皮肤接触苯及其混合物均可造成苯中毒。在上述行业完全可以用其它有机溶剂取代苯,因此,用不含苯的原料取代含苯的原料是预防苯中毒的关键。佛山市南海区平州是皮鞋制造厂最多的地区之一,南海区卫生监督部门和平州领导从2000年开始在辖区内全面推广使用无苯胶粘剂,取得良好效果。 有苯的作业现场防护以加强通风排气和职工个人防护为主,工人可配戴送风式防毒面具或防毒口罩。血液系统疾患,肝肾疾病以及哮喘患者均不宜从事苯作业。 苯为无色具有特殊芳香味的液体,是室内挥发性有机物的一种。在通风不良的环境中工作,短时间内吸入高浓度苯蒸气可引起以中枢神经系统抑制作用为主的急性苯中毒。已经被专家确认为严重致癌物质。轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等,并可有轻度粘膜刺激症状。重度中毒可出现视线模糊、震颤、呼吸浅而快、心率不齐、抽搐和昏迷。少数严重病例可出现呼吸和循环衰竭、心室颤动。 苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在,另外还有装修中使用的胶、漆、涂料等等,都会造成室内苯超标。苯为无色浅黄色透明油状液体,具有强烈芳香的气体,易挥发为蒸气,易燃有毒.这些物质主要以蒸汽形式被吸入,其液体可以皮肤吸收和摄入。它们主要对眼、呼吸道和皮肤有刺激性作用。苯对人体的造血功能有抑制作用,会使红细胞、白细胞和血小板减少。苯对造血系统造成危害,可致贫血、感染、皮下出血等。长期低浓度暴露会伤害听力,导致头痛、头昏、乏力、苍白、视力减退及平衡功能失调问题。皮肤反复接触导致红肿、干燥、起水疱,对人体有致癌作用,能发展为白血病,还影响生殖系统如出现月经不调等。在长期严重暴露后还会有遗传影响. 甲苯的一、健康危害 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。 急性中毒:短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。 慢性中毒:长期接触可发生神经衰弱综合征,肝肿大,女工月经异常等。皮肤干燥、皲裂、皮炎。

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2026-01-28 17:03:36

苯(Benzene, C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。苯可燃,有毒,也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。 检举 回答人的补充 2009-12-21 11:14 健康危害由于苯的挥发性大,暴露于空气中很容易扩散。人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内,会引起急性和慢性苯中毒。有研究报告表明,引起苯中毒的部分原因是由于在体内苯生成了苯酚。

特别注意:

(1)长期吸入会侵害人的神经系统,急性中毒会产生神经痉挛甚至昏迷、死亡。

(2)在白血病患者中,有很大一部分有苯及其有机制品接触历史。

毒理学资料

LD50: 3306mg/kg(大鼠经口);48mg/kg(小鼠经皮)

LC50: 10000ppm 7小时(大鼠吸入)

由于每个人的健康状况和接触条件不同,对苯的敏感程度也不相同。嗅出苯的气味时,它的浓度大概是1.5ppm,这时就应该注意到中毒的危险。在检查时,通过尿和血液的检查可以很容易查出苯的中毒程度。

接触限值

中国MAC 40 mg/m3(皮)

美国ACGIH 10ppm, 32mg/m3 TWA: OSHA 1ppm, 3.2 mg/m3

代谢

苯主要通过呼吸道吸入(47-80%)、胃肠及皮肤吸收的方式进入人体。一部分苯可通过尿液排出,未排出的苯则首先在肝中细胞色素P450单加氧酶作用下被氧分子氧化为环氧苯(7-氧杂双环[4.1.0]庚-2,4-二烯)。环氧苯与它的重排产物氧杂环庚三烯存在平衡,是苯代谢过程中产生的有毒中间体。接下来有三种代谢途径:与谷胱甘肽结合生成苯巯基尿酸;继续代谢为苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、偏苯三酚、邻苯醌、对苯醌等,以葡萄糖苷酸或硫酸盐结合物形式排出;以及被氧化为已二烯二酸。乙醇和甲苯可以降低苯的毒性。

苯的代谢物进入细胞后,与细胞核中的脱氧核糖核酸(DNA)结合,会使染色体发生变化,比如有的断裂,有的结合,这就是癌变(形象地说,是发生变异,因为染色体是遗传物质,它控制着细胞的结构和生命活动等),长期如此,就会引发癌症。

中毒症状

短期接触

苯对中枢神经系统产生麻痹作用,引起急性中毒。重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等,严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象。摄入含苯过多的食物会导致呕吐、胃痛、头昏、失眠、抽搐、心率加快等症状,甚至死亡。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟会有致命危险。

长期接触

长期接触苯会对血液造成极大伤害,引起慢性中毒。引起神经衰弱综合症。苯可以损害骨髓,使红血球、白细胞、血小板数量减少,并使染色体畸变,从而导致白血病,甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血,从而抑制免疫系统的功用,使疾病有机可乘。有研究报告指出,苯在体内的潜伏期可长达12-15年。

妇女吸入过量苯后,会导致月经不调达数月,卵巢会缩小。对胎儿发育和对男性生殖力的影响尚未明了。孕期动物吸入苯后,会导致幼体的重量不足、骨骼延迟发育、骨髓损害。

对皮肤、粘膜有刺激作用。国际癌症研究中心(IARC)已经确认为致癌物。

苯是一种无色、有芳香味的碳氢化合物,透明、易挥发、易燃、易爆。苯的中毒原理为由呼吸道侵入人体。吸入高浓度的苯蒸气以及大量苯液污染皮肤或误服均可引起急性中毒。口服致死量约为10毫升。其毒性作用是抑制中枢神经系统,另外对造血、呼吸系统也有损害。

急性苯中毒临床表现

1.轻度中毒者可有头痛、头晕、流泪、咽干、咳嗽、恶心呕吐、腹痛、腹泻、步态不稳;皮肤、指甲及粘膜紫组、急性结膜炎、耳鸣、畏光、心悸以及面色苍白等症状。

2.中度和重度中毒者,除上述症状加重、嗜睡、反应迟钝、神志恍惚等外,还可能迅速昏迷、脉搏细速、血压下降、全身皮肤、粘膜紫绀、呼吸增快、抽搐、肌肉震颤,有的患者还可出现躁动、欣快、谵妄及周围神经损害,甚至呼吸困难、休克。

急救处理

1.吸入中毒者,应迅速将患者移至空气新鲜处,脱去被污染衣服,松开所有的衣服及颈、胸部纽扣。腰带,使其静卧,口鼻如有污垢物,要立即清除,以保证肺通气正常,呼吸通畅。并且要注意身体的保暖。

2.口服中毒者应用0.005的活性炭悬液或0.02碳酸氢钠溶液洗胃催吐,然后服导泻和利尿药物,以加快体内毒物的排泄,减少毒物吸收。

3.皮肤中毒者,应换去被污染的衣服和鞋袜,用肥皂水和清水反复清洗皮肤和头发。

4.有昏迷、抽搐患者,应及早清除口腔异物,保持呼吸道的通畅,由专人护送医院救治。

相关法规

中华人民共和国《危险货物品名表》(GB 12268-90)规定,苯属第三类危险货物易燃液体中的中闪点液体。而且由于它的挥发性,可能造成蒸气局部聚集,因此在贮存,运输时要求远离火源和热源,防止静电。

正直的大门
勤劳的大侠
2026-01-28 17:03:36
苯与苯基叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。

CAS号 71-43-2

RTECS号 CY1400000

SMILES C1=CC=CC=C1

化学式 C6H6

摩尔质量 78.11 g mol-1

密度 0.8786 g/mL

熔点 278.65 K (5.5 ℃)

沸点 353.25 K (80.1 ℃)

在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水

标准摩尔熵So298 173.26 J/mol·K

标准摩尔热容 Cpo 135.69 J/mol·K (298.15 K)

闪点 -10.11℃(闭杯)

自燃温度 562.22℃。 编辑本段|回到顶部发现历史 苯最早是在18世纪初研究将煤气作为照明用气时合成出来的。

1803年~1819年G. T. Accum制出了许多产品,其中一些样品用现代的分析方法检测出有少量的苯。

1825年,迈克尔·法拉第(Michael Faraday)从鱼油等类似物质的热裂解产品中分离出了较高纯度的苯,称之为“氢的重碳化物”(Bicarburet of hydrogen)。并且测定了苯的一些物理性质和它的化学组成,阐述了苯分子的碳氢比。

1833年,Milscherlich确定了苯分子中6个碳和6个氢原子的实验式(C6H6)。

1845年德国化学家霍夫曼从煤焦油的轻馏分中发现了苯,他的学生C. Mansfield随后进行了加工提纯。后来他又发明了结晶法精制苯。他还进行工业应用的研究,开创了苯的加工利用途径。

凯库勒双键摆动模型1865年,弗里德里希·凯库勒提出了苯环单、双键交替排列、无限共轭的结构,即现在所谓“凯库勒式”。他对这一结构作出解释说环中双键位置不是固定的,可以迅速移动,所以造成6个碳等价。他通过对苯的一氯代物、二氯代物种类的研究,发现苯是环形结构,每个碳连接一个氢。也有说法指出,把苯的分子结构画成六角形环状结构最早是法国化学家奥古斯特·劳伦1854年在《化学方法》一书中提出的。但是出于某种原因,凯库勒在论文没有提及劳伦的成果。

此外,詹姆斯·杜瓦发现了一种苯的类似物;命名为“杜瓦苯”,现已被证实,可由苯经光照得到。

1865年,苯成为一种工业产品。最初是从煤焦油中回收。随着它的用途的扩大,产量不断上升,到1930年已经成为世界十大吨位产品之一。 编辑本段|回到顶部物质结构 苯分子中的离域大Π键苯具有的苯环结构导致它有特殊的芳香性。苯环是最简单的芳环,由六个碳原子构成一个六元环,每个碳原子接一个基团,苯的6个基团都是氢原子。

碳数为4n+2(n是正整数,苯即n=1),且具有单、双键交替排列结构的环烯烃称为轮烯(annulene),苯是一种轮烯。(参见“4n+2规则”)

苯分子是平面分子,12个原子处于同一平面上,6个碳和6个氢是均等的,C-H键长为1.08Α,C-C键长为1.40Α,此数值介于单双键长之间。分子中所有键角均为120°,碳原子都采取sp2杂化。每个碳原子还剩余一个p轨道垂直于分子平面,每个 苯分子中的σ键轨道上有一个电子。6个轨道重叠形成离域大Π键,莱纳斯·鲍林提出的共振杂化理论认为,苯拥有共振杂化体是苯环非常稳定的原因,也直接导致了苯环的芳香性。

从分子轨道理论来看,可以认为苯的6个p轨道相互作用形成6个π分子轨道,其中ψ1、ψ2、ψ3是能量较低的成键轨道,ψ4、ψ5、ψ6是能量较高的反键轨道。ψ2、ψ3和ψ4、ψ5是两对简并轨道。基态时苯的电子云分布是三个成键轨道叠加的结果,故电子云均匀分布于苯环上下及环原子上,形成闭合的电子云。它是苯分子在磁场中产生环电流的根源。 编辑本段|回到顶部物理性质 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.5℃,在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,1升水中最多溶解1.7g苯;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。

苯能与水生成恒沸物,沸点为69.25℃,含苯91.2%。因此,在有水生成的反应中常加苯蒸馏,以将水带出。

在10-1500mmHg之间的饱和蒸气压可以根据安托万方程计算

lgP = A - P/(C + t)

参数:A = 6.91210,B = 1214.645,C = 221.205

其中,P 单位为 mmHg,t 单位为 ℃。 编辑本段|回到顶部化学性质 苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在C-C双键上的加成反应;一种是苯环的断裂。

取代反应(substitution reaction)

详见“取代反应”、参见“亲电芳香取代反应”

苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代,生成相应的衍生物。由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同,可以生成不同数量和结构的同分异构体。

苯环的电子云密度较大,所以发生在苯环上的取代反应大都是亲电取代反应。亲电取代反应是芳环有代表性的反应。苯的取代物在进行亲电取代时,第二个取代基的位置与原先取代基的种类有关。

卤代反应

苯的卤代反应的通式可以写成:

PhH+X2——→PhX+HX

反应过程中,卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂,X+进攻苯环,X-与催化剂结合。

以溴为例,反应需要加入铁粉,铁在溴作用下先生成三溴化铁。

催化历程:

FeBr3+Br-——→FeBr4-

PhH+Br+FeBr4-——→PhBr+FeBr3+HBr

在工业上,卤代苯中以氯和溴的取代物最为重要。

硝化反应

苯和硝酸在浓的硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯

PhH+HO-NO2——→PhNO2+H2O

硝化反应是一个强烈的放热反应,很容易生成一取代物,但是进一步反应速度较慢。

磺化反应

用浓的硫酸或者发烟硫酸在较高温度下可以将苯磺化成苯磺酸。

PhH+HO-SO3H——→PhSO3H+H2O

苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降,不易进一步磺化,需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是钝化基团,即妨碍再次亲电取代进行的基团。

傅-克反应

在AlCl3催化下,苯也可以和醇、烯烃和卤代烃反应,苯环上的氢原子被烷基取代生成烷基苯。这种反应称为烷基化反应,又称为傅-克烷基化反应。例如与乙烯烷基化生成乙苯

PhH+CH2=CH2—AlCl3→Ph-CH2CH3

在反应过程中,R基可能会发生重排:如1-氯丙烷与苯反应生成异丙苯,这是由于自由基总是趋向稳定的构型。

在强路易斯酸催化下,苯与酰氯或者羧酸酐反应,苯环上的氢原子被酰基取代生成酰基苯。反应条件类似烷基化反应。

加成反应(addition reaction)

参见“加成反应”

苯环虽然很稳定,但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。通常经过催化加氢,镍作催化剂,苯可以生成环己烷。

C6H6+3H2——→C6H12

此外由苯生成六氯环己烷(六六六)的反应可以在紫外线照射的条件下,由苯和氯气加成而得。

氧化反应(redox)

燃烧

苯和其他的烃一样,都能燃烧。当氧气充足时,产物为二氧化碳和水。但在空气中燃烧时,火焰明亮并有浓黑烟。这是由于苯中碳的质量分数较大。

2C6H6+15O2——→12CO2+6H2O

臭氧化反应

苯在特定情况下也可被臭氧氧化,产物是乙二醛。这个反应可以看作是苯的离域电子定域后生成的环状多烯烃发生的臭氧化反应。

在一般条件下,苯不能被强氧化剂所氧化。但是在氧化钼等催化剂存在下,与空气中的氧反应,苯可以选择性的氧化成顺丁烯二酸酐。这是屈指可数的几种能破坏苯的六元碳环系的反应之一。(马来酸酐是五元杂环。)

这是一个强烈的放热反应。

其他反应

苯在高温下,用铁、铜、镍做催化剂,可以发生缩合反应生成联苯。和甲醛及次氯酸在氯化锌存在下可生成氯甲基苯。和乙基钠等烷基金属化物反应可生成苯基金属化物。在四氢呋喃、氯苯或溴苯中和镁反应可生成苯基格氏试剂。 编辑本段|回到顶部制备方法 </B>苯可以由含碳量高的物质不完全燃烧获得。自然界中,火山爆发和森林火险都能生成苯。苯也存在于香烟的烟中。

直至二战,苯还是一种钢铁工业焦化过程中的副产物。这种方法只能从1吨煤中提取出1千克苯。1950年代后,随着工业上,尤其是日益发展的塑料工业对苯的需求增多,由石油生产苯的过程应运而生。现在全球大部分的苯来源于石油化工。工业上生产苯最重要的三种过程是催化重整、甲苯加氢脱烷基化和蒸汽裂化。

从煤焦油中提取

在煤炼焦过程中生成的轻焦油含有大量的苯。这是最初生产苯的方法。将生成的煤焦油和煤气一起通过洗涤和吸收设备,用高沸点的煤焦油作为洗涤和吸收剂回收煤气中的煤焦油,蒸馏后得到粗苯和其他高沸点馏分。粗苯经过精制可得到工业级苯。这种方法得到的苯纯度比较低,而且环境污染严重,工艺比较落后。

从石油中提取

在原油中含有少量的苯,从石油产品中提取苯是最广泛使用的制备方法。

烷烃芳构化

重整这里指使脂肪烃成环、脱氢形成芳香烃的过程。这是从第二次世界大战期间发展形成的工艺。

在500-525°C、8-50个大气压下,各种沸点在60-200°C之间的脂肪烃,经铂-铼催化剂,通过脱氢、环化转化为苯和其他芳香烃。从混合物中萃取出芳香烃产物后,再经蒸馏即分出苯。也可以将这些馏分用作高辛烷值汽油。

蒸汽裂解

蒸汽裂解是由乙烷、丙烷或丁烷等低分子烷烃以及石脑油、重柴油等石油组份生产烯烃的一种过程。其副产物之一裂解汽油富含苯,可以分馏出苯及其他各种成分。裂解汽油也可以与其他烃类混合作为汽油的添加剂。

裂解汽油中苯大约有40-60%,同时还含有二烯烃以及苯乙烯等其他不饱和组份,这些杂质在贮存过程中易进一步反应生成高分子胶质。所以要先经过加氢处理过程来除去裂解汽油中的这些杂质和硫化物,然后再进行适当的分离得到苯产品。

芳烃分离

从不同方法得到的含苯馏分,其组分非常复杂,用普通的分离方法很难见效,一般采用溶剂进行液-液萃取或者萃取蒸馏的方法进行芳烃分离,然后再采用一般的分离方法分离苯、甲苯、二甲苯。根据采用的溶剂和技术的不同又有多种分离方法。

①Udex法:由美国道化学公司和UOP公司在1950年联合开发,最初用二乙二醇醚作溶剂,后来改进为三乙二醇醚和四乙二醇醚作溶剂,过程采用多段升液通道(multouocomer)萃取器。苯的收率为100%。

②Suifolane法:荷兰壳牌公司开发,专利为UOP公司所有。溶剂采用环丁砜,使用转盘萃取塔进行萃取,产品需经白土处理。苯的收率为99.9%。

③Arosolvan法:由联邦德国的鲁奇公司在1962年开发。溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP),为了提高收率,有时还加入10-20%的乙二醇醚。采用特殊设计的Mechnes萃取器,苯的收率为99.9%。

IFP法:由法国石油化学研究院在1967年开发。采用不含水的二甲亚砜作溶剂,并用丁烷进行反萃取,过程采用转盘塔。苯的收率为99.9%。

④Formex法:为意大利SNAM公司和LRSR石油加工部在1971年开发。吗啉或N-甲酰吗啉作溶剂,采用转盘塔。芳烃总收率98.8%,其中苯的收率为100%。

甲苯脱烷基化

甲苯脱烷基制备苯,可以采用催化加氢脱烷基化,或是不用催化剂的热脱烷基。原料可以用甲苯、及其和二甲苯的混合物,或者含有苯及其他烷基芳烃和非芳烃的馏分。

甲苯催化加氢脱烷基化

用铬,钼或氧化铂等作催化剂,500-600°C高温和40-60个大气压的条件下,甲苯与氢气混合可以生成苯,这一过程称为加氢脱烷基化作用。如果温度更高,则可以省去催化剂。反应按照以下方程式进行

Ph-CH3+H2——→PhH+CH4

根据所用催化剂和工艺条件的不同又有多种工艺方法

①Hydeal法,由Ashiand &refing 和UOP公司在1961年开发。原料可以是重整油、加氢裂解汽油、甲苯、碳6-碳8混合芳烃、脱烷基煤焦油等。催化剂为氧化铝-氧化铬,反应温度600-650℃,压力3.43-3.92MPa。苯的理论收率为98%,纯度可达99.98%以上,质量优于Udex法生产的苯。

②Detol法,Houdry公司开发。用氧化铝和氧化镁做催化剂,反应温度540-650℃,反应压力0.69-5.4MPa,原料主要是碳7-碳9芳烃。苯的理论收率为97%,纯度可达99.97%。

③Pyrotol法,Air products and chemicals公司和Houdry公司开发。适用于从乙烯副产裂解汽油中制苯。催化剂为氧化铝-氧化铬,反应温度600-650℃,压力0.49-5.4MPa。

④Bextol法,壳牌公司开发。

⑤BASF法,BASF公司开发。

⑥Unidak法,UOP公司开发。

甲苯热脱烷基化

甲苯在高温氢气流下可以不用催化剂进行脱烷基制取苯。反应为放热反应,针对遇到的不同问题,开发出了多种工艺过程。

①MHC加氢脱烷基过程,由日本三菱石油化学公司和千代田建设公司在1967年开发。原料可以用甲苯等纯烷基苯,含非芳烃30%以内的芳烃馏分。操作温度500-800℃,操作压力0.98MPa,氢/烃比为1-10。过程选择性97-99%(mol),产品纯度99.99%。

②HDA加氢脱烷基过程,由美国Hydrocarbon Research和Atlantic Richfield公司在1962年开发。原料采用甲苯,二甲苯,加氢裂解汽油,重整油。从反应器不同部位同如氢气控制反应温度,反应温度600-760℃,压力3.43-6.85MPa,氢/烃比为1-5,停留时间5-30秒。选择性95%,收率96-100%。

③Sun过程,由Sun Oil公司开发

④THD过程,Gulf Research and Development公司开发

⑤孟山都(Monsanto)过程,孟山都公司开发。

甲苯歧化和烷基转移

随着二甲苯用量的上升,在1960年代末相继开发出了可以同时增产二甲苯的甲苯歧化和烷基转移技术。(主要反应见下图)

烷基转移这个反应为可逆反应,根据使用催化剂、工艺条件、原料的不同而有不同的工艺过程。

①LTD液相甲苯岐化过程,美国美孚化学公司在1971年开发,使用非金属沸石或分子筛催化剂,反应温度260-315℃,反应器采用液相绝热固定床,原料为甲苯,转化率99%以上

②Tatoray过程,日本东丽公司和UOP公司1969年开发,以甲苯和混合碳9芳烃为原料,催化剂为丝光沸石,反应温度350-530℃,压力2.94MPa,氢/烃比5-12,采用绝热固定床反应器,单程转化率40%以上,收率95%以上,选择性90%,产品为苯和二甲苯混合物。

Xylene plas过程:由美国Atlantic Richfield公司和Engelhard公司开发.使用稀土Y型分子筛做催化剂,反应器为气相移动床,反应温度471-491℃,常压。

③TOLD过程,日本三菱瓦斯化学公司1968年开发,氢氟酸-氟化硼催化剂,反应温度60-120℃,低压液相。有一定腐蚀性。

其他方法

此外,苯还可以通过乙炔三聚得到,但产率很低。 编辑本段|回到顶部检测方法 气相色谱法和高效液相色谱法可以检测各种产品中苯的含量。苯的纯度的测定一般使用冰点法。

对空气中微量苯的检测,可以用甲基硅油等有挥发性的有机溶剂或者低分子量的聚合物吸收,然后通过色谱进行分析;或者采用比色法分析;也可以将含有苯的空气深度冷冻,将苯冷冻下来,然后把硫酸铁和过氧化氢溶液加入得到黄褐色或黑色沉淀,再用硝酸溶解,然后通过比色法分析。或者直接用硝酸吸收空气中的苯,硝化成间二硝基苯,然后用二氯化钛溶液滴定,或者用间二甲苯配制的甲乙酮碱溶液比色定量。 编辑本段|回到顶部工业用途 早在1920年代,苯就已是工业上一种常用的溶剂,主要用于金属脱脂。由于苯有毒,人体能直接接触溶剂的生产过程现已不用苯作溶剂。

苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。在1950年代四乙基铅开始使用以前,所有的抗爆剂都是苯。然而现在随着含铅汽油的淡出,苯又被重新起用。由于苯对人体有不利影响,对地下水质也有污染,欧美国家限定汽油中苯的含量不得超过1%。

苯在工业上最重要的用途是做化工原料。苯可以合成一系列苯的衍生物:

①苯与乙烯生成乙苯,后者可以用来生产制塑料的苯乙烯;

②苯与丙烯生成异丙苯,后者可以经异丙苯法来生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚;

制尼龙的环己烷;

③合成顺丁烯二酸酐;

④用于制作苯胺的硝基苯;

⑤多用于农药的各种氯苯;

⑥合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯。

⑦合成氢醌,蒽醌等化工产品。 编辑本段|回到顶部健康危害 由于苯的挥发性大,暴露于空气中很容易扩散。人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内,会引起急性和慢性苯中毒。有研究报告表明,引起苯中毒的部分原因是由于在体内苯生成了苯酚。

毒理学资料

LD50: 3306mg/kg(大鼠经口);48mg/kg(小鼠经皮)

LC50: 10000ppm 7小时(大鼠吸入)

由于每个人的健康状况和接触条件不同,对苯的敏感程度也不相同。嗅出苯的气味时,它的浓度大概是1.5ppm,这时就应该注意到中毒的危险。在检查时,通过尿和血液的检查可以很容易查出苯的中毒程度。

接触限值

中国MAC 40 mg/m3(皮)

美国ACGIH 10ppm, 32mg/m3 TWA: OSHA 1ppm, 3.2 mg/m3

代谢

苯主要通过呼吸道吸入(47-80%)、胃肠及皮肤吸收的方式进入人体。一部分苯可通过尿液排出,未排出的苯则首先在肝中细胞色素P450单加氧酶作用下被氧分子氧化为环氧苯(7-氧杂双环[4.1.0]庚-2,4-二烯)。环氧苯与它的重排产物氧杂环庚三烯存在平衡,是苯代谢过程中产生的有毒中间体。接下来有三种代谢途径:与谷胱甘肽结合生成苯巯基尿酸;继续代谢为苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、偏苯三酚、邻苯醌、对苯醌等,以葡萄糖苷酸或硫酸盐结合物形式排出;以及被氧化为已二烯二酸。乙醇和甲苯可以降低苯的毒性。

中毒症状

短期接触

苯对中枢神经系统产生麻痹作用,引起急性中毒。重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等,严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象。摄入含苯过多的食物会导致呕吐、胃痛、头昏、失眠、抽搐、心率加快等症状,甚至死亡。吸入20000ppm的苯蒸气5-10分钟会有致命危险。

长期接触

长期接触苯会对血液造成极大伤害,引起慢性中毒。引起神经衰弱综合症。苯可以损害骨髓,使红血球、白细胞、血小板数量减少,并使染色体畸变,从而导致白血病,甚至出现再生障碍性贫血。苯可以导致大量出血,从而抑制免疫系统的功用,使疾病有机可乘。有研究报告指出,苯在体内的潜伏期可长达12-15年。

妇女吸入过量苯后,会导致月经不调达数月,卵巢会缩小。对胎儿发育和对男性生殖力的影响尚未明了。孕期动物吸入苯后,会导致幼体的重量不足、骨骼延迟发育、骨髓损害。

对皮肤、粘膜有刺激作用。国际癌症研究中心(IARC)已经确认为致癌物。

听话的彩虹
舒适的小虾米
2026-01-28 17:03:36
人们以往普遍认为只有在水溶液中酶才具有催化活性。

◆酶在非水相介质中催化反应的研究:在理论上进行了非水介质(包括有机溶剂介质,超临界流体介质,气相介质,离子液介质等)中酶的结构与功能、非水介质中酶的作用机制,非水介质中酶催化作用动力学等方面的研究,初步建立起非水酶学(non-aqueous enzymology)的理论体系。

◆非水介质中酶催化作用的应用研究,取得显著成果。

1.酶非水相催化的研究概况

◆酶在非水介质中进行的催化作用称为酶的非水相催化。

1.1有机介质中的酶催化:

◆有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催化反应。

◆适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化作用。

◆酶在有机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心的空间构象,所以能够发挥其催化功能。

◆酶在有机介质中起催化作用时,酶的底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性和热稳定性等都有所改变。

1.2气相介质中的酶催化:

◆气相介质中的酶催化是指酶在气相介质中进行的催化反应。

◆适用于底物是气体或者能够转化为气体的物质的酶催化反应。

◆由于气体介质的密度低,扩散容易,所以酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。

1.3超临界流体介质中的酶催化:

◆超临界介质中的酶催化是指酶在超临界流体中进行的催化反应。

◆用于酶催化反应的超临界流体应当对酶的结构没有破坏作用,对催化作用没有明显的不良影响;具有良好的化学稳定性,对设备没有腐蚀性;超临界温度不能太高或太低,最好在室温附近或在酶催化的最适温度附近;超临界压力不能太高,可节约压缩动力费用;超临界流体要容易获得,价格要便宜等。

1.4离子液介质中的酶催化:

◆离子液介质中的酶催化是指酶在离子液中进行的催化作用。

◆离子液(ionic liquids)是由有机阳离子与有机(无机)阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类,挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。

◆在酶的非水相催化中,研究最多的非水介质是有机溶剂。

◆酯酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等水解酶,过氧化氢酶、过氧化物酶、醇脱氢酶、胆固醇氧化酶、多酚氧化酶、细胞色素氧化酶等氧化还原酶以及醛缩酶等转移酶中的十几种酶都可以在适当的有机溶剂介质中起催化作用。而且酶在有机介质中的热稳定性比水溶液中显著提高。

◆在理论上进行了非水介质(包括有机溶剂介质,超临界流体介质,气相介质,离子液介质等)中酶的结构与功能、非水介质中酶的作用机制,非水介质中酶催化作用动力学等方面的研究,初步建立起非水酶学(non-aqueous enzymology)的理论体系。

◆并进行了非水介质中,特别是在有机介质中酶催化作用的应用研究,利用酶在有机介质中的催化作用进行多肽、酯类等的生产,甾体转化,功能高分子的合成,手性药物的拆分等方面均取得显著成果。

2.有机介质中水和有机溶剂对酶催化反应的影响

2.1有机介质反应体系:

◆常见的有机介质反应体系包括:

(1)微水介质(microaqueous media)体系:

◆微水介质体系是由有机溶剂和微量的水组成的反应体系,是在有机介质酶催化中广泛应用的一种反应体系。

◆微量的水主要是酶分子的结合水,它对维持酶分子的空间构象和催化活性至关重要。另外有一部分水分配在有机溶剂中。

◆通常所说的有机介质反应体系主要是指微水介质体系。

(2)与水溶性有机溶剂组成的均一体系:

◆这种均一体系是由水和极性较大的有机溶剂互相混溶组成的反应体系。

◆酶和底物都是以溶解状态存在于均一体系中。由于极性大的有机溶剂对一般酶的催化活性影响较大,所以能在该反应体系的进行催化反应的酶较少。

(3)与水不溶性有机溶剂组成的两相或多相体系:

◆这种体系是由水和疏水性较强的有机溶剂组成的两相或多相反应体系。游离酶、亲水性底物或产物溶解于水相,疏水性底物或产物溶解于有机溶剂相。

◆如果采用固定化酶,则以悬浮形式存在两相的界面。

◆催化反应通常在两相的界面进行。一般适用于底物和产物两者或其中一种是属于疏水化合物的催化反应。

(4)(正)胶束体系:

◆胶束又称为正胶束或正胶团,是在大量水溶液中含有少量与水不相混溶的有机溶剂,加入表面活性剂后形成的水包油的微小液滴。

◆表面活性剂的极性端朝外,非极性端朝内,有机溶剂包在液滴内部。

◆反应时,酶在胶束外面的水溶液中,疏水性的底物或产物在胶束内部。反应在胶束的两相界面中进行。

(5)反胶束体系:

◆反胶束又称为反胶团,是指在大量与水不相混溶的有机溶剂中,含有少量的水溶液,加入表面活性剂后形成的油包水的微小液滴。

◆表面活性剂的极性端朝内,非极性端朝外,水溶液包在胶束内部。

◆反应时,酶分子在反胶束内部的水溶液中,疏水性底物或产物在反胶束外部,催化反应在两相的界面中进行。

2.2水对有机介质中酶催化的影响:

(1)水对酶分子空间构象的影响:

◆酶分子需要一层水化层,以维持其完整的空间构象。

◆维持酶分子完整的空间构象所必需的最低水量称为必需水(essential water)。

◆必需水与酶分子的结构和性质有密切关系。不同的酶,所要求的必需水的量差别很大。

(2)水对酶催化反应速度的影响:

◆有机介质中水的含量对酶催化反应速度有显著影响。

◆在催化反应速度达到最大时的水含量称为最适水含量。

◆在实际应用时应当根据实际情况,通过实验确定最适水含量。

(3)水活度:

◆在有机介质中含有的水,主要有两类,一类是与酶分子紧密结合的结合水,另一类是溶解在有机溶剂中的游离水。

◆研究表明,在有机介质体系中,酶的催化活性随着结合水量的增加而提高。

◆水活度(water activity, Aw)是指体系中水的逸度(fugacity)与纯水逸度之比。通常可以用体系中水的蒸汽压与相同条件下纯水的蒸汽压之比表示。即:

Aw = P/P0

式中,P为在一定条件下体系中水的蒸汽压,

Po为在相同条件下纯水的蒸汽压

◆ 研究表明,在一般情况下,最适水含量随着溶剂极性的增加而增加。

◆而最佳水活度与溶剂的极性大小没有关系。所以采用水活度作为参数来研究有机介质中水对酶催化作用的影响更为确切。

2.3有机溶剂对有机介质中酶催化的影响:

◆常用的有机溶剂有辛烷,正己烷,苯,吡啶,季丁醇,丙醇,乙腈,已酯,二氯甲烷等。

(1)有机溶剂对酶结构与功能的影响:

◆酶具有完整的空间结构和活性中心才能发挥其催化功能。

◆在有机溶剂中,酶分子(经过修饰后可溶于有机溶剂者除外)不能直接溶解,而是悬浮在溶剂中进行催化反应。

◆有些酶在有机溶剂的作用下,其空间结构会受到某些破坏,从而使酶的催化活性受到影响甚至引起酶的变性失活。

(2)有机溶剂对酶分子表面结构的影响:

◆酶在有机介质中与有机容剂接触,酶分子的表面结构将有所变化。

(3)有机溶剂对酶活性中心结合位点的影响:

◆当酶悬浮于有机溶剂中,有一部分溶剂能渗入到酶分子的活性中心,与底物竞争活性中心的结合位点,降低底物结合能力,从而影响酶的催化活性。

◆有机溶剂分子进入酶的活性中心,会降低活性中心的极性,可能降低酶与底物的结合能力。

(4)有机溶剂对酶活性的影响:

◆有些有机溶剂,特别是极性较强的有机溶剂,如甲醇,乙醇等,会夺取酶分子的结合水,影响酶分子微环境的水化层,从而降低酶的催化活性,甚至引起酶的变性失活。

◆有机溶剂极性的强弱可以用极性系数lgP表示。P是指溶剂在正辛烷与水两相中的分配系数。极性系数越大,表明其极性越小;反之极性系数越小,则极性越强。

◆研究表明,有机溶剂的极性越强,越容易夺取酶分子结合水,对酶活力的影响就越大。极性系数lg P<2的极性溶剂一般不适宜作为有机介质酶催化的溶剂使用。

(5)有机溶剂对底物和产物分配的影响:

◆有机溶剂与水之间的极性不同,在反应过程中会影响底物和产物的分配,从而影响酶的催化反应。

◆有机容剂能改变酶分子必需水层中底物和产物的浓度。

◆一般选用2≤lg P≤5的有机溶剂作为有机介质为宜。

3.酶在有机介质中的催化特性

3.1底物专一性:

◆在有机介质中,由于酶分子活性中心的结合部位与底物之间的结合状态发生某些变化,致使酶的底物特异性会发生改变。

◆不同的有机溶剂具有不同的极性,所以在不同的有机介质中,酶的底物专一性也不一样。

◇在极性较强的有机溶剂中,疏水性较强的底物容易反应;而在极性较弱的有机溶剂中,疏水性较弱的底物容易反应。

3.2对映体选择性:

◆酶的对映体选择性(enantioselectivity)又称为立体选择性或立体异构专一性,是酶在对称的外消旋化合物中识别一种异构体的能力大小的指标。

◆酶立体选择性的强弱可以用立体选择系数(KLD)的大小来衡量。立体选择系数越大,表明酶催化的对映体选择性越强。

◆立体选择系数与酶对L-型和D-型两种异构体的酶转换数(Kcat)和米氏常数(Km)有关。即:

( Kcat/Km)L

KLD =

(Kcat/Km)D

式中,KLD :立体选择系数

L: L-型异构体

D: D-型异构体

Km: 米氏常数。即酶催化反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。

Kcat: 酶的转换数。是酶催化效率的一个指标。指每个酶分子每分钟催化底物转化的分子数。

◆酶在有机介质中催化,与在水溶液中催化比较,由于介质的特性发生改变,而引起酶的对映体选择性也发生改变。

◆酶在水溶液中催化的立体选择性较强,而在疏水性强的有机介质中,酶的立体选择性较差。

3.3区域选择性:

◆酶在有机介质中进行催化时,具有区域选择性(regioselectivity), 即酶能够选择底物分子中某一区域的基团优先进行反应。

◆酶区域选择性的强弱可以用区域选择系数Krs 的大小来衡量。区域选择系数与立体选择系数相似,只是以底物分子的区域位置1,2,代替异构体的构型L,D。即:

K1,2 =(Kcat/Km)1 /(Kcat/Km)2

3.4键选择性:

◆酶在有机介质中进行催化的另一个显著特点是具有化学键选择性。

◆键选择性与酶的来源和有机介质的种类有关。

3.5热稳定性:

◆许多酶在有机介质中的热稳定性比在水溶液中的热稳定性更好。

◆酶在有机介质中的热稳定性还与介质中的水含量有关。通常情况下,随着介质中水含量的增加,其热稳定性降低。

◆在有机介质中,酶的热稳定性之所以增强,可能是由于有机介质中缺少引起酶分子变性失活的水分子所致。

◆某些酶在有机介质与水溶液中的热稳定性如表7-1所示。

表7-1 某些酶在有机介质与水溶液中的热稳定性

介质条件

热稳定性

猪胰脂肪酶

三丁酸甘油酯

水, pH7.0

T1/2 <26 h

T1/2 <2 min

酵母脂肪酶

三丁酸甘油酯/庚醇

水,pH7.0

T1/2 =1.5 h

T1/2 <2 min

脂蛋白脂肪酶

甲苯,90℃,400 h

活力剩余40%

胰凝乳蛋白酶

正辛烷,100℃

水,pH 8.0, 55℃

T1/2 = 80 min

T1/2 = 15 min

枯草杆菌蛋白酶

正辛烷,110℃

T1/2 = 80 min

核糖核酸酶

壬烷,110℃,6 h

水,pH 8.0, 90℃

活力剩余95%

T1/2 <10 min

酸性磷酸酶

正十六烷,80℃

水,70℃

T1/2 = 8 min

T1/2 = 1 min

腺苷三磷酸酶

( F1-ATPase)

甲苯,70℃

水, 60℃

T1/2 >24 h

T1/2 <10 min

限制性核酸内切酶

(Hind Ⅲ)

正庚烷,55℃,30d

活力不降低

β-葡萄糖苷酶

2-丙醇,50℃,30 h

活力剩余80%

溶菌酶

环己烷,110℃

T1/2 =140 min

T1/2 = 10 min

酪氨酸酶

氯仿,50℃

水,50℃

T1/2 =90 min

T1/2 =10 min

醇脱氢酶

正庚烷,55℃

T1/2 >50 d

细胞色素氧化酶

甲苯,0.3%水

甲苯,1.3%水

T1/2 =4.0 h

T1/2 =1.7 min

3.6 pH值特性:

◆在有机介质反应中,酶所处的pH 环境与酶在冻干或吸附到载体上之前所使用的缓冲液 pH 值相同。这种现象称之为pH印记(pH-imprinting)或称为pH记忆。

◆酶在有机介质中催化反应的最适pH值通常与酶在水溶液中反应的最适pH 值接近或者相同。利用酶的这种pH印记特性,可以通过控制缓冲液中pH值的方法,达到控制有机介质中酶催化反应的最适pH值。

4.有机介质中酶催化反应的条件及其控制

◆酶在有机介质中可以催化多种反应,主要包括:合成反应、转移反应、醇解反应、氨解反应、异构反应、氧化还原反应、裂合反应等。

◆酶在有机介质中的各种催化反应受到各种因素的影响:酶的种类和浓度、底物的种类和浓度、有机溶剂的种类,水含量、温度、pH和离子强度等。

4.1有机介质中酶催化反应的类型:

(1)合成反应:

① 脂肪酶或酯酶在有机介质中可以催化有机酸和醇进行酯类的合成反应:

② 蛋白酶可以在有机介质中催化氨基酸进行合成反应,生成各种多肽。

(2)转移反应:

(3)醇解反应:

(4)氨解反应:

(5)异构反应:

(6)氧化还原反应:

(7)裂合反应:

4.2酶的选择:

◆不同的酶具有不同的结构和特性,同一种酶,由于来源的不同和处理方法(如纯度、冻干条件、固定化载体和固定化方法、修饰方法和修饰剂等)的不同,其特性也有所差别,所以要根据需要通过试验进行选择。

◆在酶催化反应时,通常酶所作用的底物浓度远远高于酶浓度,所以酶催化反应速度随着酶浓度的升高而升高,两者成正比。

◆在有机介质中进行催化反应,对酶的选择不但要看催化反应的速度的大小,还要特别注意酶的稳定性、底物专一性、对映体选择性、区域选择性、键选择性等。

4.3底物的选择和浓度控制:

◆由于酶在有机介质中的底物专一性与在水溶液中的专一性有些差别,所以要根据酶在所使用的有机介质中的专一性选择适宜的底物。

◆底物的浓度对酶催化反应速度有显著影响,一般说来,在底物浓度较低的情况下,酶催化反应速度随底物浓度的升高而增大。当底物达到一定浓度以后,再增加底物浓度,反应速度的增大幅度逐渐减少,最后趋于平衡,逐步接近最大反应速度。

4.4有机溶剂的选择:

◆有机溶剂是影响酶在有机介质中催化的关键因素之一,在使用过程中要根据具体情况进行选择。

◆有机溶剂的极性选择要适当,极性过强(lgP <2)的溶剂,会夺取较多的酶分子表面结合水,影响酶分子的结构,并使疏水性底物的溶解度降低,从而降低酶反应速度,在一般情况下不选用;

◆极性过弱(lgP ≥ 5)的溶剂,虽然对酶分子必需水的夺取较少,疏水性底物在有机溶剂中的溶解度也较高,但是底物难于进入酶分子的必须水层,催化反应速度也不高。

◆通常选用2 ≤ lgP ≤ 5 的溶剂作为催化反应介质。

4.5水含量的控制:

◆有机介质中,水的含量对酶分子的空间构象和酶催化反应速度有显著影响。

◆要通过试验确定反应体系的最适水含量。

◆最适水含量与溶剂的极性有关,通常随溶剂极性的增大,最适水含量也增大;而达到最大反应速度的水活度却变化不大,都在0.5~0.6之间。

◆在实际应用时应当控制反应体系的水活度在0.5~0.6的范围内。

4.6温度控制:

◆温度是影响酶催化作用的主要因素之一。在最适温度下酶催化的反应速度达到最大,这个温度称为。

◆在微水有机介质中,由于水含量低,酶的热稳定性增强,所以其最适温度高于在水溶液中催化的最适温度。

◆要注意的是酶与其它非酶催化剂一样,温度升高时,其立体选择性降低。

4.7 pH值的控制:

◆酶在有机介质中催化的最适pH值通常与在水溶液中催化的最适pH值相同或者接近。

◆在有机介质中,酶的催化活性与酶在缓冲溶液中的pH值和离子强度有密切关系。

◆酶分子从缓冲溶液转到有机介质后,酶分子保留了原有的pH印记。

◆通过调节缓冲溶液pH和离子强度的方法对有机介质中酶催化的pH值和离子强度进行调节控制。

5.酶非水相催化的应用

◆酶在有机介质中的催化如见表 7-2)。

表 7-2 酶非水相催化的应用

酶 催化反应 应用

脂肪酶 肽合成 青霉素G前体肽合成

酯合成 醇与有机酸合成酯类

转酯 各种酯类生产

聚合 二酯的选择性聚合

酰基化 甘醇的酰基化

蛋白酶肽合成 合成多肽

酰基化 糖类酰基化

羟基化酶 氧化 甾体转化

过氧化物酶聚合 酚类、胺类化合物的聚合

多酚氧化酶氧化 芳香化合物的羟基化

胆固醇氧化酶 氧化 胆固醇测定

醇脱氢酶 酯化 有机硅醇的酯化

(1)手性药物的拆分:

◆有不少手性药物,其两种对映体的化学组成相同,但是其药理作用不同,药效也有很大差别。如表7-3所示。

表7-3 手性药物两种对映体的药理作用

药物名称

有效对映体的作用

另一种对映体的作用

普萘洛尔(Propranolol)

萘普生(Neproxen)

青霉素胺(Penicillamine)

羟基苯哌嗪(Dropropizine)

反应停(Thalidomide)

酮基布洛芬(Ketoprofen)

喘速宁(Trtoquinol)

乙胺丁醇(Ethambutol)

萘必洛尔(Kebivolol)

S构型,治疗心脏病,β-受体阻断剂

S构型,消炎、解热、镇痛

S构型,抗关节炎

S构型,镇咳

S构型,镇静剂

S构型,消炎

S构型,扩张支气管

S,S构型,抗结核病

右旋体,治疗高血压,β-受体阻断剂

R构型,钠通道阻滞剂

R构型,疗效很弱

R构型,突变剂

R构型,有神经毒性

R构型,致畸胎

R构型,防治牙周病

R构型,抑制血小板凝集

R,R构型,致失明

左旋体,舒张血管

(2)酶在手性化合物拆分方面的应用:

(3)手性高分子聚合物的制备:

(4)酚树脂的合成:

(5)导电有机聚合物的合成:

(6)发光有机聚合物的合成:

(7)食品添加剂的生产:

(8)生物柴油的生产:

◆柴油是石油化工产品,由于石油属于不可再生的能源,石油资源的短缺是世界面临的危机之一,寻求新的可再生能源已经成为世界性的重大课题。

◆生物柴油是由动物、植物或微生物油脂与小分子醇类经过酯交换反应而得到的脂肪酸酯类物质。可以代替柴油作为柴油发动机的燃料使用。

◆生物柴油可以采用酸、碱催化油脂与甲醇之间的转酯反应,而生成脂肪酸甲酯。

(9)多肽的合成:

(10)甾体转化:

坚定的绿草
优雅的春天
2026-01-28 17:03:36
1.生物转化法很广泛的:

主要分为生物转化法和微生物转化法

外来化合物在体内经过一系列化学变化并形成其衍生物以及分解产物的过程称为生物转化,或称为代谢转化。所形成的衍生物即代谢物。外来化合物经过生物转化,有的可以达到解毒,毒性减低。但有的可使其毒性增强,甚至可产生致畸、致癌效应。所以,不应把代谢转化只看作解毒过程,而是代谢过程对外来化合物的毒性有二重性。

2. 溶解方法:

MC>产品直接加入到水里,会产生凝聚,接着溶解,但这样溶解很慢,并且困难。下面建议三种溶解方法,用户可根据使用情况,选择最方便的方法:

A. 热水法:由于MC不溶解在热水里,因而初期MC能够均匀的分散在热水中,随后冷却时,两种典型的方法描述如下:

1). 在容器内放入需要量的热水,并加热到大约70℃。在慢慢搅拌下逐渐加入MC,开始MC浮在水的表面,然后逐渐形成一种淤浆,在搅拌下冷却该淤浆。

2). 在容器内加入所需量1/3或2/3的水,并加热到70℃,按1)的方法,分散MC,制备热水淤浆;然后加入剩余量的冷水或冰水至热水淤浆中,搅拌之后冷却该混合物。

粉末混合法:将MC粉末粒子与相等的或更大量的其它粉状的配料,通过干混合来充分分散,之后加水溶解,则此时MC可以溶解,而不凝聚。

B. 有机溶剂湿润法:将MC用有机溶剂,如乙醇、乙二醇或油预先分散或湿润,然后加水溶解,则此时MC也可以顺利地溶解。

其他的鄙人不知道

美好的小伙
玩命的白昼
2026-01-28 17:03:36
(1)由于用化合物X、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选出能高效降解化合物X的细菌(目地菌),所以该培养基为选择培养基.由于微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源和生长因子,所以化合X为目的菌提供碳源和氮源等营养要素.在分离、纯化、计数过程中,则常采用稀释涂布法接种.实验过程中还需配制空白培养基作为对照,其目的是验证培养基灭菌是否彻底或检测培养基平板灭菌是否合格,如果空白培养基中无菌落形成而实验组培养基中形成的菌落如图所示,造成这种结果的原因可能是土壤中含有4种能降解有机化合物A的细菌或培养基不纯,含有其他碳源和氮源或接种过程中被杂菌污染.

(2)在提取胡萝卜素时,常用的萃取剂具有沸点高且水不溶性或不与水混溶等特点,在鉴定胡萝卜素粗品时,常用纸层析法,如果标准样品只形成一种色素带,而提取样品形成了多种色素带,其原因可能是提取样品中含多种胡萝卜素.

(3)用凝胶色谱法提取分离血红蛋白时,用生理盐水洗涤红细胞,用蒸馏水和甲苯破裂红细胞使血红蛋白得以释放,如果装填的凝胶色谱柱中出现气泡,气泡会搅乱洗脱次序,降低分离效果.

故答案为:

(1)选择 碳(C)源和氮(N)源 稀释涂布平板法 验证培养基灭菌是否彻底或检测培养基平板灭菌是否合格

(2)水不溶性或不与水混溶纸层析法提取样品中含多种胡萝卜素

(3)生理盐水 蒸馏水和甲苯搅乱洗脱次序

虚拟的火龙果
感性的狗
2026-01-28 17:03:36
1题(D):血清病型反应一于用药后7—12d发生症状,临床表现与血清病相似,有发热,关节痛等症状。 2题(B):尿失禁病人的护理措施有1.心理护理2.皮肤护理3。体外引流4。导尿术5。减轻诱因6。帮助病人重建正常的排尿功能. 3题(D)头下垫枕,防止颜面部淤血变色. 4题(B):滴数(滴/min)={液体总量(ml)×滴系数(/ml)}/输液所用时间。 5题(B):皮试液计量150U/mlTAT,皮试注入0.1ml含TAT15U. 6题(E):甲苯:防止细菌污染,延缓尿液中化学成分的分解,用于做尿糖定量,尿蛋白定量等。 7题:(A):速尿是一种利尿药物不需要做皮试。 8题:(C):胸外心脏按压的频率成人为80-100次/分。小儿为100次/分。 9题:(C):病人突然出现呼吸困难、咳血性泡沫痰,有可能是因为急性肺水肿(循环负荷过重),抬高下肢会增加回心血量,进一步加重心脏负荷。 10题:(B):急腹症,消化道出血,妊娠,严重新鲜感疾病病人禁忌灌肠。 11题:(E):我的所知道的下压时间与放松时间之比为1:1,按压深度为胸骨下陷4-5cm,很多参考资料的数据不一样,请自行选择。 12题:(E)理由同上。 13题(D):成人插管的深度是45-55cm.前额发际线到剑突或耳垂到鼻尖到剑突的距离。 14题(B)青霉素停药3天以上或更换批号要重新做皮试。 15题(E):鼻尖至耳垂的2/3长度 16题(A):乐果遇高锰酸钾会氧化成毒性更强的物质。 17题(D):水槽内温度超过60℃必须关机换冷蒸馏水。

大气的荔枝
无奈的蓝天
2026-01-28 17:03:36

主要原因在于,氰化物不仅毒性很强,而且如果进入人体的剂量足够,能够在很短时间内置人于死地。

例如空气中的氰化氢浓度只要达到 100~300ppm,就可以使人在一小时之内死亡;如果浓度增大到 2,000ppm,人吸入后一分钟就可能死亡。应该说这才是氰化物最令人感到恐怖的地方,因为只要救治稍不及时就回天乏术了。

氰化物有着强且作用迅速的毒性原因

因为氰离子非常容易和金属发生一种被称为配位键的相互作用。我们都知道,两个原子要想形成化学键,通常是双方各出一个电子放到一起。

很多时候,金属的原子或者离子拿不出这样的电子,但是氰离子说,不要紧,我自己有两个电子,其中一个算在你名下,你只要给我找个地方就好。这样一来,氰离子就和金属就形成了特殊的化学键——配位键。

氰化物进入人体后,遇到细胞线粒体中的细胞色素 c 氧化酶,酶中含有铁离子,于是二话不说冲上去就和对方抱在一起,形成了配位键,而且怎么拉也不松手。

这一 " 抱 " 不要紧,酶的正常活性被破坏了,而这种酶是有氧呼吸过程中一种关键的酶。呼吸作用受到抑制,正常的生命功能自然难以维持下去。

喜悦的雨
激情的鸭子
2026-01-28 17:03:36
实验一 酶催化蔗糖转化反应(~28学时)一、 目的和要求1. 用旋光仪对酶催化蔗糖转化反应进行测定。2. 了解掌握蔗糖酶的制备和酶活力的测定。3. 学会米氏常数的测定。二、 实验原理蔗糖转化反应蔗糖 + 水 ——→ 葡萄糖 + 果糖这个反应在H+或蔗糖酶的催化下可以很快的进行。蔗糖及其转化产物都有不对称的碳原子,它们都有旋光性,但是它们的旋光能力不同,所以可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来描述反应进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、测量样品管的长度等均有关系。当其他条件不变时,旋光度与反应物浓度C成线形关系,即=kC作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度为66.6;生成物的葡萄糖也是右旋性的物质,其比旋光度为52.5,但是果糖是左旋性物质,其比旋光度为-91.9。由于生成物中果糖左旋性比葡萄糖右旋性大,所以生成物呈现左旋性质。因此,随着反应的进行,体系的右旋角不断减小,反应到某一时刻,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直到蔗糖完全转化,这时体系的左旋角达到最大值。三、 仪器和试剂旋光仪1台恒温槽1套葡萄糖、果糖、蔗糖(均为分析纯)醋酸-醋酸钠缓冲溶液四、 实验步骤1. 蔗糖酶的提取取鲜酵母20 g于100 mL三角瓶中,加入1.6 g NaAc,搅拌15~20分钟后使团块液化,再加3 mL甲苯,混和后摇动10分钟,放在恒温箱中37℃保温60小时左右。取出后加入3.2 mL 4 M醋酸和100 mL水使pH值在4.5左右。将混合物以每分钟3000转的速度离心30分钟,离心后形成三层,取中层黄色液体,再以同样速度离心30分钟,所得澄清的黄色液体即为蔗糖酶粗品。将此蔗糖酶用pH=4.6的缓冲溶液稀释10倍,过滤后冷冻保存。2. 作蔗糖转化体系旋光度和浓度的工作曲线根据蔗糖转化体系的蔗糖和果糖、葡萄糖的比例关系,可以制作不同浓度下混和体系的旋光度的工作曲线。例如0.1 M蔗糖转化体系的旋光度和葡萄糖浓度的工作曲线,实际上是制作0.1 M蔗糖转化进程工作曲线,不同的蔗糖浓度有不同的进程工作曲线,从若干不同蔗糖浓度的进程工作曲线得到这些工作曲线直线关系很好,且直线的斜率与蔗糖的浓度无关,经过线性拟合,其直线方程为:

y=-60.28x+其中x-蔗糖转化成葡萄糖的浓度(M)y-蔗糖转化进程中体系的旋光度值-不同浓度蔗糖溶液的旋光度值,其值可以测定,也可以通过下式计算。=66.6×L×C(L=10cm,C是蔗糖浓度g/mL)通过上述的直线方程,可以测定任何浓度蔗糖转化体系的旋光度值,求出其转化成葡萄糖的浓度x,从而可以求得不同反应时间的葡萄糖浓度。3. 酶比活性的测定配制2.5%的蔗糖溶液100 mL,测定其旋光度。在20℃的条件下加入蔗糖酶5 mL,反应3分钟测定体系旋光度值y,用公式 y=-60.28x+ 求出葡萄糖浓度x,及生成葡萄糖的毫克数,即可求出酶的比活性。(上述方法制备的酶,其活性约每毫升20单位。)比活性(单位/mL)=(生成葡萄糖的毫克数)/(酶的体积)4. 蔗糖酶进程曲线的制作取200 mL 0.1 M的蔗糖溶液,在35℃水浴条件下恒温,加10 mL蔗糖酶溶液,每5分钟取出20 mL反应液加5滴5 M NaOH灭活后,测定一次体系的旋光度。求出葡萄糖的浓度,用葡萄糖的浓度对时间作图,得到蔗糖酶催化反应的进程曲线。

时间(分) 5 10 15 20 25 30 35 40

旋光度

葡萄糖浓度

5. 蔗糖酶米氏常数的测定用缓冲溶液稀释0.5 M的蔗糖溶液成为一系列不同浓度的蔗糖溶液各50 mL,在35℃恒温条件下加入10 mL已知活性的蔗糖酶,反应5分钟,加入1 mL 5 M NaOH溶液终止反应,测定此时溶液的旋光度,从而求出葡萄糖的生成速度V,根据米氏方程用反应速度V对(V/S)作图,直线的斜率-Km,直线的截距为Vmax,从而可以求出米氏常数Km。

加入蔗糖体积(mL) 蔗糖浓度(M) 起始旋光度 结束旋光度 葡萄糖浓度(M) 反应速度V(M/分) V/S

1 1.20 0.01

2 3.60 0.03

3 7.20 0.06

4 10.8 0.09

5 14.4 0.12

6 18.0 0.15

7 21.6 0.18

8 25.2 0.21

五、 数据处理1. 利用(3)中的数据计算酶的比活性。

2. 利用(4)中的数据作酶催化反应进程曲线。3. 利用(5)中的数据计算蔗糖酶米氏常数。六、参考文献[1] 沈同等,“生物化学”,上册,人民教育出版社,1980年版。[2] 复旦大学,“物理化学实验”,上册,人民教育出版社,1979年版。[3] 朱俭等,“生物化学实验”,上海科技出版社,1981年版。附录一直线直线方程一般可表示为:y=a+bx(1)式中y和x为由实验数据可确定的量;a和b为待定参数或函数。例如,对Arrhenius公式指数式,y和x分别为lnk和1/T;a和b分别为lnA和(-E/k)。对式[lnr=lnk+nlnC],y和x分别为lnr和lnC;a和b分别为lnk和n。由于有实验误差,用n对由实验确定的yi与xi值作y对x图时,一般说来,所得各点并不严格的在同一直线上,于是存在着这样的问题:应如何更合理地作出直线,从而更准确地求解a和b的值?应当指出,若直线选择不当(直线位置画的不当),不大的偏离,将可能导致a和b重大偏差。尤其是当试验测定的x区间范围相对较小时,外推至x=0,将可使截距a产生较大的误差。例如依Arrhenius对数式以lnk对1/T作图,由实验测定的温度范围外推至1/T=0,即T=∞时,所选的直线斜率的较小的偏差将会引起截距lnA产生很大的偏差,致使指前因子A产生更大的偏差。怎样方能使直线位置选择(画)的得当呢?通俗地说,实测点(yi~xi)应均匀分布在直线两侧。严格的说,可采用下述“最小二乘法”确定最佳a、b值,作出最佳直线。若取得的数据实验值yi与xi(i=1、2、…n),一般来说,yi与a+bxi值并不相等,令其误差为i,则i=yi―a―bxi线性回归,要求适当选择a与b之值,使各对元数据的偏差i之平方和之值为最小。即(2)(3)式中yi、bxi均为已知值。令与分别为yi与xi的平均值。则式(2)、(3)联立,可得(4)(5)由式(4)、(5)确定的a和b,称之为线性回归系数。用线性回归系数确定的直线方程y=a+bx,称为回归直线方程。其对应的直线,称为回归直线。

回归直线有下列性质1. 当x=时,由式(1)、(5)可知y=,即回归直线必通过(,)点。2. 由式(2)知,回归直线要求y的各次实验值yi与计算值a+bxi偏差之总和为零,即各实验点均匀分布于回归直线的两侧。欲度量一组实测点与回归直线的相符程度,常引用所谓的相关系数“”作为定量指标,其定义为:(6)当||值在0~1之间,||值越接近于1,表明该组实测点与回归直线吻合性越好。当||=1时,表示所有的实测点均严格地落在回归直线上;||<0.482,则该组x、y间线性关系不明显,此时推求回归直线方程已无意义了。较精密的小型计算器一般配有直线方程的回归计算标准程序,使用十分方便。附录二酶催化反应一、 酶酶与其他催化剂不同,能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用,使生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢之中。所以说,酶在生物体的生命活动中占有极为重要的地位,研究酶的化学性质及其作用机理,对于人们了解生命活动的规律,从而进一步指导有关的医学实践及工农业生产具有重大意义。酶的本质是蛋白质,酶是具有催化作用的蛋白质。酶蛋白主要由氨基酸组成,同其他蛋白质一样,具有两性电解质的性质,并具有一、二、三、四级结构,也受热、紫外线照射等物理因素及酸、碱、有机溶剂等化学因素的影响而变性或沉淀,丧失酶活性。酶的分子量也很大,其水溶液具有亲水胶体的性质,不能透析。在体外,酶能被胰蛋白酶等水解而失活。根据酶的组成,酶可以分成简单蛋白质和结合蛋白质两类。脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等属于简单蛋白质,其活性仅仅取决于它的蛋白质结构;另一类酶,其中的蛋白质部分——酶蛋白不具有活性,需要加入非蛋白的组分——辅助因子后,才表现出酶的活性,这就是结合蛋白质。酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物称为全酶。例如酪氨酸酶就是以Cu+或Cu2+为辅助因子的全酶。在催化反应中,酶蛋白与辅助因子所起的作用不同,酶反应的专一性及高效率取决于酶蛋白本身,而辅助因子则直接对电子、原子或某些化学基团起传递作用。酶的辅助因子包括金属离子(Zn+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等)及小分子复杂有机化合物。它们本身无催化作用,但参与氧化还原或运载酰基载体的作用。在大多数情况下,可以通过透析等方法将全酶中的辅助因子除去,这种与酶蛋白分子松弛结合的辅助因子称为辅酶。在少数情况下,有一些辅助因子以共价键和酶蛋白较牢固地结合在一起,难以透析除去,这种辅助因子称之为辅基。细胞色素氧化酶与铁卟啉辅基就结合的比较牢固。酶母提取物经透析除去辅酶I(Co I)后,便失去了催化葡萄糖发酵的能力。

根据酶蛋白分子的特点可将酶分为单体酶、寡聚酶和多酶体系。单体酶只有一个多肽链,分子量在1.3万到3.5万之间,一般是催化水解反应的多肽链。寡聚酶由几个甚至几十个亚基组成,亚基之间不是共价键结合,彼此很容易分开,分子量从3.5万到几百万,如磷酸化酶a。多酶体系是由几种酶彼此嵌合形成的复合体。多酶复合体的分子量一般都在几百万以上,它有利于一系列反应的连续进行,如在脂肪酸合成中的脂肪酶合成酶复合体。在酶促反应中被酶作用的物质称为酶的底物。根据酶促反应的性质可将酶分为六大类:1. 氧化还原酶类——催化氧化还原反应A·2H+BA+B·2H例如黄嘌呤׃氧化还原酶(习惯称为黄嘌呤氧化酶)2. 移换酶类——催化功能基团的转移反应AB+CA+BC例如丙氨酸׃酮戊二酸转移酶(习惯称为谷丙转氨酶或丙氨酸氨基转移酶)3. 水解酶类——催化水解反应AB+HOHAOH+BH这类酶包括淀粉酶、蛋白酶等。例如ATP磷酸水解酶:ATP+H2OADP + 正磷酸ATP是腺苷三磷酸(腺三磷),ADP腺苷二磷酸(腺二磷)。4. 裂合酶类——催化从底物上移去一个基团而留下双键的反应或其逆反应,这类酶包括水化酶、脱羧酶和脱氨酶等。5. 异构酶类——催化异构反应AB例如催化D、L互交,、互交的酶6. 合成酶——催化合成反应,催化一切必须与ATP分解相偶联,并由两种物质(双分子)合成一种物质的反应X+Y+ATPXY+ADP+Pi二、 酶的分离提纯及活性测定药物用酶、生化试剂用酶,对酶的纯度要求较高;对酶的物理化学性质和催化反应进行研究,亦需要纯度较高的酶或纯酶,所以必须对酶进行分离和提纯。生物体内的酶分为胞内酶和胞外酶两类。胞内细胞存在于细胞之内,必须使细胞破碎才能进行分离。胞外酶则容易分离,例如由动物胰液可分出各种蛋白酶和酯酶。因为酶是蛋白质,故可以用提纯蛋白质的方法来提纯酶。盐析法是最常用的,盐析沉淀的蛋白质保持其天然构象,能再溶解。用于盐析的中性盐以硫酸铵为最好,因为它在水中的溶解度很高(20℃,760g/L)且其温度系数较小。其他提纯方法还有调节pH、等电点沉淀、有机溶剂(乙醇、丙酮、异丙醇等)分级分离等。因为酶是生物活性物质,所以在提纯时必须要减少活性的损失,全部操作需在0~5℃低温下进行。用有机溶剂分级分离则在-15~-20℃进行。为防止重金属使酶失活,有时需在抽提溶剂中加入少量的EDTA螯合剂;为了防止酶蛋白-SH基被氧化失活,需要在抽提溶剂中加入少量的巯基乙醇;为避免产生大量泡沫使酶变性,在分离提纯过程中不能过度搅拌。

为进一步提纯得到纯度更高的酶制剂,常用磷酸钙凝胶吸附、离子交换纤维素分离、葡聚糖凝胶层析、离子交换-葡聚糖凝糖胶层析,凝胶电泳分离及亲和层析分离法。为便于保存,需将酶制品浓缩、结晶。有三种保存方法:1、保存浓缩的酶液:用硫酸铵沉淀或硫酸铵反透析法使酶浓缩,使用前再透析除去硫酸铵。2、冷冻干燥:对于已除去盐分的酶液可以先在低温结冻,再减压使水分升华,制成酶的干粉,保存于冰箱中。3、浓缩液加入等体积甘油,于-20℃保存。在分离提纯过程中,必须经常测定酶的比活性,以指导提纯工作的进行。酶活性的大小也称为酶活力,是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低是研究酶的特性、进行酶制剂的生产及应用时的一项必不可少的指标。酶的活性的大小可以用在一定条件下,它所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶催化的反应速度愈大,酶的活性就愈高。所以测定酶的活性就是测定酶促反应的速度,这实质上就是酶的定量测定。酶反应速度可用单位时间内底物浓度的减少或产物浓度的增加来表示。以产物浓度C对反应时间t作图(见图1-1)。酶反应速度即为该曲线的斜率。图1-1 酶反应的速度曲线从酶反应的速率曲线可以看出,反应速度在开始一段时间内保持恒定,随着反应时间的延长,酶反应速度逐渐下降。下降的原因是由于底物浓度的降低、酶在一定pH及温度下部分失活、产物对酶的抑制、产物浓度的增加而加速了逆反应的进行等。因此,研究酶的反应速度应以酶促反应的初速度为准。这时上述各种干扰因素尚未起作用,速度保持不变。在测定酶反应速度时,常常测定的是产物浓度的增加而不是底物浓度的减少。这是由于实验中,底物的浓度往往是过量的,反应时底物浓度的减小微乎其微,难以准确测定;而产物则从无到有,只要方法足够灵敏,其浓度就可以准确测定。酶活性的高低用酶活性单位来表示。酶含量可以用每克或每毫克酶制剂含有多少个活性单位来表示(单位/克或单位/毫克)。例如淀粉酶,可用每小时催化1克可溶性淀粉液化所需要的酶量来表示,也可以用每小时催化1毫升2%可溶性淀粉液化所需要的酶量作为一个酶单位。

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实验一 酶催化蔗糖转化反应

实验一 酶催化蔗糖转化反应(~28学时)

一、 目的和要求

1. 用旋光仪对酶催化蔗糖转化反应进行测定。

2. 了解掌握蔗糖酶的制备和酶活力的测定。

3. 学会米氏常数的测定。

二、 实验原理

蔗糖转化反应

蔗糖 + 水 ——→ 葡萄糖 + 果糖

第 1 页

这个反应在H+或蔗糖酶的催化下可以很快的进行。蔗糖及其转化产物都有不对称的碳原子,它们都有旋光性,但是它们的旋光能力不同,所以可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来描述反应进程。

溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、测量样品管的长度等均有关系。当其他条件不变时,旋光度与反应物浓度C成线形关系,即

=kC

作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度为66.6;生成物的葡萄糖也是右旋性的物质,其比旋光度为52.5,但是果糖是左旋性物质,其比旋光度为-91.9。由于生成物中果糖左旋性比葡萄糖右旋性大,所以生成物呈现左旋性质。因此,随着反应的进行,体系的右旋角不断减小,反应到某一时刻,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直到蔗糖完全转化,这时体系的左旋角达到最大值。