Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
обеспечивалась за счет обогрева змеевиком, расположенным в левой части
прибора, и за счет обратного холодильника с водяным охлаждением в правой
части прибора. В качестве источника света использовали
СИНТЕЗ БИОМОНОМЕРОВ
163
Фиг. 32. Схема разрядной камеры с погруженным электродом (1) и
подвешенным электродом (2).
3 — впускные отверстия; 4 — поверхность раствора. Нелетучие реагенты
растворялись в водной фазе. Искровой разряд происходил между электродом 2
и поверхностью водного раствора 4. Азот (или воздух) продувались через
впускные отверстия 3: 5 — источник высокого напряжения. Синтез глицина
(табл. 14). как полагают, происходит по ^следующему механизму [191: “
N2 2N,
СН3СООН —? СН2СООН + Н,
^N4-3H20 НТОз + 2Н»0 + Н,
N + 2Н —>- NH2,
CH2COOII-I-NII2 —? NH2CH2COOH.
кварцевую ртутную дуговую лампу низкого давления длиной 1 м (максимумы
испускания при 2537 и 1849 А); судя по фотодиссоциации хлоруксусной
кислоты, в реакционную смесь поступает 3-1018 квантов за 1 с. До
облучения в рубашку лампы помещали каплю ртути, которую подвергали
нагреванию после откачивания воздуха из системы. Колбу для кипячения (/)
затем заполняли водой. В систему вводили газовую смесь (направление
циркуля-
5
Фиг. 33. Прибор для синтеза аминокислот из простых газов при облучении
ультрафиолетом (резонансное излучение паров ртути).
Циркуляция газов поддерживалась кипячением воды в нижней колбе /, а также
за счет обогревателя 2, холодильника с водяным охлаждением 3 и
циркуляционного насоса 4. Газы обтучатись при поэхэжденин их через
ртутную лампу 5. Нелетучие продукты собирались в U-обоазнэй трубке 6 и
поступали далее в колбу /; 7 — колба объемом 5 л. Газы продолжали
циркулировать в системе благодаря действию насоса [20а].
164
ГЛАВА IV
они указано стрелками). Продукты накапливались в водной фазе в колбе 1,
где и происходили дальнейшие реакции. В типичном эксперименте в систему
вводили этан и аммиак, давление которых составляло соответственно 40 и 20
см рт. ст. Облучение обычно проводили в течение 1 недели.
При облучении смеси этана, аммиака и воды в системе идет образование
аминокислот. Анализ проводили методом хроматографии на бумаге. При замене
этана метаном аминокислоты в системе не образовывались. Такой результат
объясняется, но-ви-димому, тем, что метан фактически не поглощает свет с
длиной волны, превышающей 1470 А [20].
Таблица 15
Соединения, образующиеся при облучении ультрафиолетом газообразной смеси
С2Н6 (40 см рт. ст.), NH3 (20 см рт. ст.) и Н20, сенсибилизированной
парами ртути [20а]
Продукт Выход, мкмоль!)
Глицин 32,0
Аланин 23,0
а-Аминомасляная кислота 0,5
Муравьиная кислота 72
Уксусная кислота 203
Пропионовая кислота 17
1) Облучение производилось в течение I недели.
Благодаря сенсибилизации в этих экспериментах для возбуждения молекул
могли использоваться гораздо большие длины волн. Вода, например, обычно
поглощает свет с длиной волны менее 2000 А [21]. Однако при облучении в
присутствии ртути радиолиз воды наблюдается при длинах волн, превышающих
2100 А:
Hg + fa > Hg*,
Hg* + H20----> H + ОН + Hg.
Предполагают, что синтез аминокислот, по крайней мере частично,
происходит с участием радикалов:
Hg + ftv » Hg*,
Hg* + QHj * Hg -f H -f- C2H5.
Для образования глицина из метана (который служил источником углерода)
использовали ксеноновую лампу (резонансные длины волн 1296^и_ 1470 А)
[20]. Было высказано предположение,
СИНТЕЗ БИОМОНОМЕРОВ
165
что С—С-связь образуется при участии свободных радикалов. Этан реагирует
в этой реакции аналогично метану.
При облучении ультрафиолетом таких смесей простых газов в системе
образовывались также карбоновые кислоты [20]. Их идентифицировали путем
выделения кислой фракции продукта на ионообменной колонке и последующего
сравнения скоростей элю-ции с колонки из силикагеля со скоростями элюции
стандартных веществ. Результаты этих опытов представлены в табл. 15.
В целом эти результаты очень сходны с результатами, полученными при
пропускании электрических разрядов через смеси метана, аммиака и воды.
4. НАГРЕВАНИЕ СМЕСЕЙ ПРОСТЫХ ГАЗОВ
Третьим возможным источником свободной энергии является тепло. Хотя,
согласно современным представлениям, температура иа поверхности Земли
никогда не была высокой (гл. III), тепловая энергия, необходимая для
осуществления реакций, обсуждаемых в этом разделе, могла быть доступна в
условиях, существовавших, например, вблизи вулканов. Более детальное
обсуждение тепловой модели вы найдете в гл. V при обсуждении реакций
конденсации.
Было показано, что нагревание метана и аммиака в присутствии А1а03 или
Si02 приводит к образованию HCN [22]. Известно также, что при нагревании
цианида аммония образуются аминокислоты (это мы обсудим позже) [23].
Поэтому было высказано предположение, что нагревание метана, аммиака и
воды должно приводить к образованию многочисленных аминокислот [24].
Поскольку в спектрах поглощения комет присутствуют линии, соответствующие
