书城童书化学家的困惑学生(最想知道的未解之谜)
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第20章 生活中的化学之谜(2)

大蒜有益人体之谜

研究者普遍认为赋予大蒜独特味道的有机化合物——大蒜素,是世界上最有效的抗氧化剂。但是人们直到现在也没弄清大蒜素的作用原理,与类似维他命E和辅酶Q10(能阻止自由基破坏性的影响)等其他更为普遍的抗氧化剂相比,大蒜素为何具有抗氧化性。

化学家已发现大蒜对人体有益的原因。研究主持者,加拿大研究会自由基化学协会主席德里克·普拉特说:“我们还不清楚大蒜的抗氧化效果来自何处,因为它不具有植物中所含的大量高抗氧化活性的化合物形态(比如说绿茶和葡萄中的黄酮)。如果大蒜素的确是大蒜抗氧化活性的成因,我们就会致力于弄清它是如何作用的。”

剥皮后的大蒜瓣

研究小组认为这是因为大蒜素具有高效毁坏自由基的能力,并考虑了大蒜素分解产物取代大蒜素的可能性。通过综合生产大蒜素的实验,他们发现和化合物分解迅速和自由基发生反应时会产生一种次磺酸。

大蒜

普拉特博士解释说:“从根本上说,为了产生有效的抗氧化剂,大蒜素化合物必须进行分解。次磺酸和自由基间的反应相当地迅速,这一反应只受这两个分子接触时间的限制。在这一反应中,没有比抗氧化剂反应更快的化合物,不论是天然的或是合成的。”

研究者坚信,次硫酸的反应和大蒜的药用效果之间存在着必然联系。普拉特博士说:“尽管大蒜被用作中药已有几个世纪之久,市场上也有很多大蒜的替代品,但到目前为止仍未找到能揭示大蒜药用性的合理解释。我认为我们已经在发现一种基本化学机制(这可能有助于解释为什么大蒜有药用性)方面跨出了第一步。”

和洋葱、韭菜和葱一样,大蒜也是葱家族中的一员。这一家族中的其他种类也含有类似于大蒜素的化合物,但他们没有和大蒜同等的药物价值。普拉特博士和他的同事认为,这是由于洋葱、韭菜和葱大蒜素分解的速度较慢,会导致更少的次硫酸能作为抗氧化剂与自由基起化学反应。

三聚氰胺自述身世之谜

我的中文名字叫做“三聚氰胺”,英文名Melamine。我生于1834年,祖籍德国,我的“父亲”叫李比希。

我通常情况下为纯白色单斜棱晶体,无味,密度1.573克/立方厘米(16℃)。常压熔点354℃(分解);快速加热升华,升华温度300℃。溶于热水,微溶于冷水,极微溶于热乙醇,不溶于醚、苯和四氯化碳,可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等,低毒。在一般情况下较稳定,但在高温下我可就要发威了,可能会分解放出氰化物,这可是剧毒性物质哟。

被验出含有三聚氰胺的佳之选新鲜鸡蛋

我在刚出生就为人们做出了巨大的贡献。我是一种非常重要的有机化工生产的中间产物,主要用作生产三聚氰胺甲醛树脂(MF)的原料,还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。用我生产的三聚氰胺甲醛树脂(MF)比脲醛树脂都好,不易燃,耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度,广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。

加入三聚氰胺的合成板

我的毒性其实是比较低的。早在1945年就有人将我大剂量地饲喂给大鼠、兔和狗后没有观察到明显的中毒现象。小动物长期摄入我会造成生殖、泌尿系统的损害,膀胱、肾部结石,并可进一步诱发膀胱癌。1994年国际化学品安全规划署和欧洲联盟委员会合编的《国际化学品安全手册》第三卷和国际化学品安全卡片对我的描述也只说明:长期或反复大量摄入三聚氰胺可能对肾与膀胱产生影响,导致产生结石。

当年我的父亲合成我时由电石制备氰胺化钙,氰胺化钙水解后二聚生成双氰胺(dicyandiamide),再加热分解合成了我。目前因为电石太贵了,这种生产我的方法已经过时了。与该法相比,尿素法成本低,目前世界各地纷纷采用。尿素以氨气为载体,硅胶为催化剂,在380~400℃温度下沸腾反应,先分解生成氰酸,并进一步缩合生成了我。

生成的三聚胺气体经冷却捕集后得粗品,然后经溶解,除去杂质,重结晶得成品。尿素法生产三聚氰胺每吨产品消耗尿素约3800千克、液氨500千克。

国外生产我的工艺大多以技术开发公司命名,如德国巴斯夫、奥地利林茨化学法、鲁奇法、美国联合信号化学公司化学法、日本新日产法、荷兰斯塔米卡邦法(既DSM法)等。在中国,我的生产企业多采用半干式常压法工艺,该方法是以尿素为原料,0.1MPa以下,390℃左右时,以硅胶做催化剂合成三聚氰胺,并让我在凝华器中结晶,粗品经溶解、过滤、结晶后制成了我。

一段时间实在令我感到悲伤,中国的多家婴幼儿奶粉生产商,还有那些可恶的奶贩子将我加入到婴幼儿奶粉中,使得全国多名婴儿患上了结石病。很多人可能还不知道为什么他们要把我加进奶粉吧。我就来给大家讲讲:

现在大家买奶粉时都会去看看奶粉中的蛋白质含量,大家也普遍认为蛋白质含量越高奶粉就越好。很是可惜,自然状态下的奶粉中的蛋白质含量差异不会太大,于是有些利欲熏心的人就想到了我。因为现在的蛋白质测定方法叫做凯氏定氮法,是通过测出含氮量来估算蛋白质含量。合格奶粉中的含氮量仅为0.44%左右,而我的含氮量却高达66.6%,是牛奶的151倍,是奶粉的23倍。我们可以算算这样每100克牛奶中添加100毫克的我,就能提高0.4%蛋白质。

我被那些不法的商贩和生产商加到婴幼儿奶粉中伤害了中国小宝宝的身体,伤害了中国妈妈的心。今天我在这里给全中国的人道歉了,希望取得大家的原谅。我也将在将来为人们的生产生活作出更大的贡献,将功赎罪,以弥补这次的损失。同时也希望大家不要因为这次对我失望,不要对那些好的奶粉生产商感到失望。

绿色化学——环境友好化学

绿色化学技术是指将绿色化学的基本观念应用于化学研究、化工制备以及化学品的利用等方面。

绿色化学的概念是20世纪90年代初提出的,与传统的治理环境污染方法的根本区别就在于它是从源头上减少甚至消除污染的产生。