Мочевая кислота

Определение "Мочевая кислота" в словаре Брокгауза и Ефрона

Мочевая кислота
Мочевая кислота*

(хим. acide urique, uric aci d, Harnsä ure), С ₅ Н ₄N₄ О ₃ , открыта в 1776 г. Шееле в мочевых камнях и названа им каменной кисл. — acide lithique; затем Шееле нашел М. кислоту в моче. Название М. кислоты дано Фуркруа; элементарный состав ее установлен Либихом. Находится М. кислота в моче человека (в сутки около 0,5 г), собаки, быка и т. д., но вообще млекопитающие выделяют сравнительно небольшие количества М. кислоты; больше выделяют птицы (в гуано), змеи (их экскременты представляют почти чистую аммиачную соль М. кислоты) и низшие животные, как то: бабочки, пауки, гусеницы, брюхоногие моллюски и т. д.; в заметных количествах М. кислота появляется в крови человека при подагре. Кроме мочи и крови М. кислоту находили в селезенке (Шерер, Горуп Безанец), мышцах (Либих) и мозге (Мюллер). Реакции синтетического образования М. кислоты открыты в сравнительно недавнее время. Горбачевскому первому (в 1882 г.) удалось получить М. кис. при нагревании до 200—230°С малых количеств гликоколя (см.) с мочевиной (10 ч.; см.):
NH₂.CH₂.СО ₂ Н + 3CO(NH ₂)₂ = C₅H₄N₄O₃ + 3NH₃ + 2H₂O;

реакция на самом деле протекает в высшей степени сложно, и потому выходы М. кислоты ничтожны, но синтез интересен потому, что М. кислота способна обратно (при нагревании с йодистым водородом, Штрекер; см. ниже) распадаться на гликоколь и мочевину и потому, что гликоколь входит, как составная часть, во многие продукты, вырабатываемые животным организмом, где может быть и имеет место описанная реакция. Горбачевским же получена еще М. кислота при нагревании хлоруксусной Cl.CH₂ COOH и трихлоромолочной кислот — СCl ₃ .СН(ОН).СООН или лучше амида трихлоромолочной кис. — CCl ₃.CH(OH).CO.NH₂ с мочевиной, что довольно хорошо объясняется формулой (Медикуса-Пономарева) строения М. кислоты:

Но и эти реакции, а равно и взаимодействие мочевины с цианоуксусной кислотой (Форманек):
CN.CH₂.COOH + 3CO(NH₂)₂ = C₅H₄N₄O₃ + CNH + 2NH₃ + 2H₂O

протекают слишком сложно (выходы М. кислоты незначительны), и потому их нельзя считать настоящими синтетическими реакциями для М. кислоты; получается же она довольно гладко при взаимодействии мочевины с изодиалуровой [ Изодиалуровая кислота является конечным продуктом следующих реакций: при действии мочевины на ацетоуксусный эфир получают β-урамидо-кротоновый эфир :

H₂N.CO.NH₂ + CO(CH₃).CH₂.COOC₂H₅ = H₂O + H₂ N.CO.NH—С(СН ₃):СН.COOC ₂H₅

который при омылении дает спирт и ангидрид β-урамидокротоновой кислоты, называемый метилурацилом:

H₂N.CO.NH.(CH₃):CH.COOC₂H₅+H₂O=H₂N.CO.NH.C(CH₃):CH.COOH+C₂H₅(OH) и .

Метилурацил при окислении дымящейся азотной кислотой образует нитроурацилкарбоновую кислоту:
,
которая при кипячении с водою ее калиевой соли, теряя элементы СО ₂, переходит в нитроурацил (K соль):

.

Нитроурацил при восстановлении оловом и соляной кислотою превращается частью в амидоурацил:

,
а частью в изобарбитуровую кислоту:
.
Наконец, изобарбитуровая кислот при действии брома на ее водный раствор образует изодиалуровую кислоту:

.

Изодиалуровая кислота кристаллизуется с 2Н ₂ О и теряет 1Н ₂ О при 100°С, а вторую Н ₂ О при 140°С. Легко растворима в воде, ацетоне (отличие от диалуровой кислоты), труднее в спирте, почти не растворима в эфире (Беренд и Роозен).] кислотой (Беренд и Роозен): C ₄H₄ N₂O₄ + CON₂H₄ = C₅H₄N₄O₃ + 2Н ₂ O и при отнятии элементов воды от псевдомочевой кислоты (Э. Фишер и Л. Ах): C ₅H₆N₄O₄ — H₂ O = С ₅ Н ₄N₄O₃. При первой реакции смесь равных частей мочевины и высушенной при 100°C (для удаления кристаллизационной водой) изодиалуровой кислоты нагревают около 5 минут на водяной бане с шестерным количеством концентрированной серной кислоты; продукт реакции вливают в холодную воду, и выпавшую М. кислоту, представляющую красный порошок, очищают, обычным образом (см. ниже), переведением через кислую калиевую соль; выход — 20 — 32% теоретического [Считая на исходные вещества, т. е . на ацетоуксусный эфир и мочевину, он едва ли более 5% теоретического.]. При второй — вносят 3 г псевдомочевой кислоты в 300 г расплавленной щавелевой кислоты и нагревают на голом огне до тех пор, пока температура жидкости не подымится до + 185°С, на что потребно не более 10 минут; большая часть щавелевой кислоты при этом улетучивается; слабо окрашенный продукт реакции, по охлаждении, промывают спиртом и эфиром и очищают, переводя через натриевую соль, которую обесцвечивают окислением несколькими каплями марганцево-калиевой соли и кипячением с животным углем; выход около 65% теории. Добывается М. кислота только из мочевых камней, змеиных экскрементов и гуано. Мочевые камни кипятят со слабой соляной кислотой, осадок промывают, растворяют в едком кали, раствор отцеживают и снова осаждают соляной кислотой, выделившуюся М. кислоту очищают кристаллизацией калиевой соли (см. ниже; Браконо). Змеиные экскременты кипятят до прекращения выделения аммиака с раствором едкого кали (1 ч. КНО, 20 ч. Н ₂ О) и в отфильтрованный раствор пропускают струю углекислоты; осаждается кислая калиевая соль М. кислоты, которую промывают водой, растворяют в слабом едком кали и отфильтрованный раствор вливают горячим в слабую соляную кислоту (Бенш). Для добывания из гуано, которое представляет мочевокислый аммиак (у гусей, напр., 68% — 70% всего азота пищи выделяется в виде этой соли) в смеси с различными солями, его нагревают на водяной бане с 1 ч. серной кислоты, потом разбавляют водой (12—15 ч.), процеживают, растворяют в горячем, слабом едком кали, раствор осаждают соляной кислотой и осадок или нагревают для очищения с серной кислотой, или обрабатывают амальгамой натрия (Рохледер). Количественное определение М. кислоты в моче см. ниже. Чистая М. кислота кристаллизуется в бесцветных, блестящих ромбических пластинках (микроскопических), очень трудно растворимых в воде (1 ч. при +18,5°С в 10055 ч. воды; Беренд и Роозен); в холодной, концентрированной серной кислоте М. кислота растворяется без изменения и из такого раствора может быть осаждена водой; в спирте и эфире она не растворима; безвкусна. Реакцией обладает слабокислой, но способна образовать два ряда солей: кислые и средние; из них наиболее замечательны: средняя натриевая соль: C₅H₂N₄O₃Na₂ + H₂ O, очень трудно растворимая в растворе едкого натра (Э. Фишер и Л. Ах), но не дурно в чистой воде (1 ч. в 65 ч.), переходя отчасти в кислую; кислая натриевая соль: C ₅H₃N₄O₃Na + ¹/₂H₂ O, получающаяся при кипячении М. кислоты с содой — кристаллический порошок, растворимый в 1100—1200 ч. воды при 15°С (находится в подагрических затвердеваньях), и кислая литиевая соль — C ₅H₃N₄O₃ Li, наиболее растворимая ( 1 ч. в 368 ч. воды при + 20°С) из кислых солей М. кислоты (средней соли не существует по Шилингу; замечательно, что равные части М. кисл. и углекислого лития дают — при 35—37°С прозрачный раствор в 90 ч. воды, почему углекислый литий предложен в медицине как средство для выведения М. кислоты из организма при подагре). Эфиров М. кислоты неизвестно, а при действии галоидгидринов спиртов (йодистого метила, йодистого этила) на соли (свинцовую, серебряную) М. кислоты — образуются одно-, дву- и трехзамещенные М. кислоты (Дрыгин, Гиль) [напр. моно- и диметилмочевые кислоты — C ₅H₃(CH₃)N₄O₃ и C ₅H₂(CH₃)₂N₄O₃, представляющие продукты замещения имидного водорода спиртовыми радикалами, из которых обратно М. кислота получена быть не может. Из реакций М. кислоты лучше всего изучены реакции окисления, которые идут очень легко. Так, щелочные растворы М. кислоты окисляются при стоянии даже кислородом воздуха, образуя уроксановую кислоту (см.) — С ₅H₈N₄O₆ (Штедлер, Штреккер, Медикус); при нагревании М. кислота восстанавливает Феллингову жидкость (см.), причем оседает закись меди (Берлин, Шифф, Бабо; [надо иметь в виду при анализах мочи на сахар]); аммиачный раствор окиси серебра или раствор азотно-кислого серебра (см. Ляпис) в присутствии соды восстанавливаются ей на холоде (чувствительная реакция, так наз. реакция Шиффа на М. кислоту). При нагревании с перекисью свинца и водой М. кислота дает аллантоин — С ₄H₆N₄O₃ (диуреид глиоксалевой кислоты, см. Уреиды), мочевину (см.), угольную и щавелевую кислоты (Либих и Веллер). При действии марганцево-калиевой соли на холоде образуется (почти количественно) аллантоин и угольная кислота (Клаус, Беренд и Роозен, Э. Фишер и Л. Ах); при нагревании и здесь появляется мочевина и щавелевая кислота (Клаус). Крепкая азотная кислота на холоде дает алоксан (мезоксалилмочевину, см. Уреиды) — C ₄H₄N₂O₅, при нагревании — парабановую кислоту (см.) — С ₃H₂N₂ О ₃, а слабая — алоксантин — С ₈H₄N₄O₇ (см. Уреиды; Либих и Веллер); на последней реакции основана так называемая мурексидная проба на М. кислоту, состоящая в том, что кристаллы М. кислоты на часовом стекле обливают водой, прибавляют каплю азотной кислоты и выпаривают досуха; появляется ярко-красный остаток, который делается пурпуровым от аммиака и фиолетовым от едкого кали (см. Пурпуровая кислота). При пропускании хлора в воду, в которой взболтана М. кислота, образуются: алоксантин, алоксан, парабановая и щавелевая кислоты (Либих и Вёллер). Йод, в тех же условиях, дает алоксан, йодистый водород и другие продукты (Вюрц). Все реакции окисления М. кислоты можно подвести под три типа:
1) С ₅ Н ₄N₄ О ₃ + О + 2Н ₂ О = С ₅ Н ₈N₄O₆ (уроксановая кислота)
— сохраняется все количество углеродных и азотных атомов, бывших в частице М. кисл.

2) С ₅ Н ₄N₄ О ₃ + О + Н ₂ О = CO ₂ + C₄H₆N₄O₃ (аллантоин)

— сохраняется число атомов азота, часть углерода выделяется в виде угольной кислоты и

3) 2С ₅ Н ₄N₄ О ₃ + О + 3Н ₂ О = 2CH ₄N₂O (мочевина) + С ₈ Н ₆N₆ О ₈ (алоксантин)

— часть углерода и азота выделяются в виде мочевины. Во всех трех случаях, как видно, кроме окисления происходит еще реакция гидратации, но в первых двух — она идет или в нейтральных, или в щелочных растворах; в третьем — в присутствии сильной кислоты или галоида, и очень может быть, что реакция имеет две фазы, причем сперва образуется диалуровая кислота (см. Уреиды) по уравнению:
С ₅ Н ₄N₄ О ₃ + 2Н ₂ О = С ₄H₄N₂O₄ + CH₄N₂ O (Мульдер).

При нагревании до 170°С с соляной или йодисто-водородной кислотой в запаянной трубке М. кислота распадается, образуя гликоколь (см.), угольную кисл. и аммиак

С ₅ Н ₄ N₄ О ₃ + 5Н ₂ О = C ₂H₅NO₂ + 3CO₂ + 3NH₃ (Штреккер).

Что касается строения М. кислоты, то образование алантоина дает возможность рассматривать ее, как диуреид (см. Уреиды), а образование алоксана указывает на присутствие в ее частице кольцеобразного скелета . С другой стороны, Э. Фишер показал, что тетраметилмочевая кислота (см.) при распадении образует только метиламин не давая нисколько аммиака, а это заставляет принять в М. кислоте 4 имидных группы. Принимая это во внимание, можно для М. кислоты построить только две формулы:
,

но первая из них должна быть отброшена, так как, благодаря работам того же Э. Фишера, известны три изомерных монометилмочевых кислоты ( α, β и γ) — С ₅ Н ₃ (CН ₃)N₄ О ₃ [ α - монометилмочевая кислота С ₆ Н ₆N₄ О ₃ получена Гилем при действии йодистого метила на М. кислый свинец. Призмы, плавящиеся выше 360°С с разложением; почти не растворима в холодной воде (но в 250 ч. кипящей) и спирте. Распадается при 170°С, под влиянием соляной кислоты, на угольную кислоту, аммиак, метиламин и гликоколь, а при окислении марганцово-калиевой солью дает метилалантоин и угольную кислоту. β - монометилмочевая кислота — С ₆ Н ₆N₄ О ₃ получена Э. Фишером при нагревании диэтоксихлорметилпурина (см. Пурин и его производные) с дымящейся соляной кислотой при 130°С: C ₆H₃ClN₄(OC₂H₅)₂ + 3Н ₂ О = С ₆ Н ₆ N₄O₃ + 2С ₂ Н ₅ (ОН) + НCl, а также и при нагревании с соляной кислотой, при той же температуре, дихлороксиметилпурина: C₆H₄Cl₂N₄O + 2Н ₂ О = С ₆ Н ₆ N₄O₃ + 2НCl. Мелкие кристаллы, трудно растворимые в кипящей воде (1 ч. в 2000 ч. воды). При действии хлорной воды дает алоксан и метилмочевину. При гидратации распадается, подобно α-изомеру, на гликоколь, аммиак, метиламин и углекислоту: C₆H₆N₄O₃ + 5Н ₂ О = С ₂ Н ₅ NO₂ + 2NH₃ + NH₂(CH₃) + 3CO₂. Аммиачная соль при кипячении с водой не теряет аммиака (отличие от α-изомера и способ отделения от α-монометилмочевой кислоты и диметилмочевой кислоты; в очень незначительных количествах β-монометилмочевая кислота образуется одновременно с α-монометилмочевой кислотой при получении ее по способу Гиля). γ-монометилмочевая кислота C ₆H₆N₄O₃ получена Э. Фишером (в условиях получения β-изомера) из трихлорметилпурина: C₆H₃N₄Cl₃ + 3Н ₂ О = C ₆H₆N₄O₃ + 3НCl. Кристаллизуется при быстром. охлаждении водных растворов с 1 ч. кристаллизационной воды — C ₆H₆N₄O₃ + Н ₂ О, которую она теряет при 140°С. Кислота, содержащая кристаллизационную воду, растворяется в 80 ч. кипящей воды. При действии хлора γ-монометилмочевая кислота дает алоксан и монометилмочевину, а при гидратации саркозин (см.), аммиак и углекислоту: C₆H₆N₄O₃ + 5Н ₂ О = С ₂ H₄(CH₃)NО ₂ + 3NH₃ + 3CO₂. Вероятно, что та же самая γ - кислота получена Горбачевским при плавлении саркозина с мочевиной: C₂H (CH₃)NO₂ + 3CO(NH₂)₂ = C₆H₆N₄O₃ + 2Н ₂ О + 3NH ₃ ], что заставляет допустить в частице М. кислоты предсуществование трех неравноценных имидных остатков; остается, следовательно, только последняя формула, общепринятая теперь.

A. И. Горбов. Δ.

Мочевая кислота (открытие и количественное содержание в моче). Узнается М. кисл. под микроскопом по характерной форме ее (фиг. 1 — 2) кристаллов, или же кристаллов кислой натриевой (фиг. 3) и кислой аммиачной (фиг. 4) солей.

Фиг. 1. и 2. а — ромбические кристаллы, приближающиеся к форме точильного камня; б — розетка из кристаллов, имеющих форму точильного камня; в — бочкообразная форма; г — иглы и клинья; д — двойники; е — вязанки. На фиг. 2 осадок окрашен мочевым пигментом (в более или менее красный цвет).

Фиг. 3. Мочевокислый натр 2C ₅H₃N₄O₃Na + H₂O

Фиг. 4. Мочевокислый аммоний C ₅H₃N₄O₃(NH₄); а — микроскопические иглы: б — шаровые скопления, усаженные в виде лучей шипами (плод дурмана; см. Моча, фиг. 4 табл.). Если под микроскопом к кристаллам натриевой или аммиачной солей прибавить каплю соляной кислоты, то спустя ¹/₄—¹/₂ часа вместо них выделяются кристаллы мочевой кислоты (см. Моча, фиг. 11 табл.).

По Мурексидной пробе (см. выше), реакции Шиффа, отношению к Феллинговой жидкости и к бензолу, содержащему тиофен. При реакции Шиффа смачивают пропускную бумагу, пропитанную ляписом (см.) каплей раствора М. кисл. в соде; немедленно появляется темное пятно восстановленного серебра; при очень малом содержании М. кислоты пятно может быть желтым; реакция очень чувствительная, но надо иметь в виду, что кроме М. кислоты и некоторые другие вещества, содержащиеся в моче, могут действовать в присутствии щелочи восстановительно на AgNO ₃. При действии на кипящую Феллингову жидкость М. кисл. дает белый осадок мочевой кислой закиси меди (В. Мюллер; одновременно осаждаются такие же соединения — ксантина, гуанина и гипоксантина, если они присутствуют в моче; Дрексель [В присутствии КНО М. кисл. растворяет окись меди, давая синий раствор, медленно осаждающий соль закиси Сu. Осадок С ₅ Н ₂N₄ О ₃ Сu ₂ + Н ₂ О легко образуется, если к щелочному раствору М. кисл. прибавить Феллинговой жидкости и хлористо-водородного гидроксиламина (Бальке)]. Выпаренная с разбавленной азотной кислотой М. кисл. при взбалтывании с бензолом, содержащим тиофен и серной кисл., дает синее окрашивание (Дениже). Точных методов количественного определения не существует; по-видимому, при всех способах одновременно с М. кислотой определяются и содержащиеся в моче вещества группы ксантина; наиболее заслуживают внимания: способы Людвига (Залковского) и Гопкинса (измененный Фокера-Залковского); многих сторонников имеет способ Гайкрафта. При способе Людвига смешивают 20 куб. см аммиачного раствора AgNO ₃ с 20 куб. см магнезиальной смеси, прибавляют NН ₃ до полного растворения появляющегося осадка и прозрачную жидкость, при помешивании, вливают в 200 куб. см мочи: осадок оставляют стоять около часа, фильтруют, промывают (раза 3) аммиачной водой, переносят с фильтром в колбу и обрабатывают кипящим раствором 40 куб. см сернистой щелочи и 40 куб. см воды; Ag ₂S отфильтровывают, промывают, фильтрат подкисляют слабой НCl, сгущают до объема нескольких (15) куб. см и выделившуюся М. кислоту, в тигле Гуча, промывают немного водой, сушат, окончательно промывают CS ₂, эфиром, снова сушат и взвешивают [Для аммиачного раствора серебра берут 26 г AgNO ₃, растворяют в воде, прибавляют NH ₃ до растворения Ag ₂ O и доливают Н ₂ О до 1 литра. Магнезиальная смесь готовится растворением 100 г крист. MgCl ₂6H₂ O в смеси NH ₃ и NH ₄ Cl и разбавлением водой до 1 литра. Сернистую щелочь получают, растворяя 15 г КНО или 10 г NaHO (не содержащего NaNO ₃) в 1 литре, насыщая 500 куб. см такого раствора H ₂ S и смешивая с оставшейся половиной.]. По способу Гайкрафта, осаждают аммиачно-серебряную соль М. кисл. в тех же условиях и теми же реактивами, как при способе Людвига, но затем ее не разлагают KHS, а промывают с помощью насоса в тигле Гуча аммиачной водой до полного удаления хлористых солей, обливают HNO ₃ и в фильтрате титруют Ag по способу Фольгардта (см. Серебро). Белок из мочи надо предварительно удалить и концентрированную мочу разбавить водой (по Камереру до уд. в. 1,008 — 1,003) и подогреть. По Залковскому и Госседжу состав осадка серебряной соли непостоянен [Необходимо заметить, что осадок получается коллоидальный.] и ошибка может доходить благодаря этому до 60%. Для клинических целей способ, однако, признается годным (Герман, Камерер, Богомолов, Вальтер, Бафталовский, Марков). Способ Гопкинса основан на нерастворимости кислой аммиачной соли М. кисл. в насыщенном растворе NH ₄ Cl, а потому растворяют в 100 куб. см мочи 30 г мелко растертого чистого NH ₄ Cl и оставляют стоять раствор, часто перемешивая его, часа 2; в этих условиях мочекислые соли других оснований нацело переходят в мочекислый аммоний, который и осаждается; осадок фильтруют и промывают 2 — 3 раза насыщенным раствором NH ₄ Cl; затем соль смывают в стакан водой, разлагают слабой НCl и определяют количество М. кислоты, для чего Гопкинс предпочитает титрование в присутствии H ₂SO₄ — ¹/₂₀ нормальным раствором KМnО ₄ до появления розового окрашивания. От ксантина (и гуанина) Горбачевский предлагает отделять М. кислоту посредством H ₂SO₄. Для этого М. кислоту, содержащую указанные примеси, растворяют в платиновой чашке в концентрированной H ₂SO₄ (на 0,1 г — 2 куб. см) при слабом нагревании, раствор разбавляют 4 частями воды, тщательно мешают, пока не начнет оседать М. кислота, и затем оставляют стоять 3 — 6 час.; выделившуюся М. кислоту промывают сначала водой, подкисленной H ₂SO₄, затем чистой водой; осадок растворяют в щелочи, сильно подкисляют НCl, выпаривают до небольшого объема, собирают все в тигле Гуча, промывают водой и НCl, спиртом, эфиром и сушат при 110°С. Полученный вес должен быть исправлен на растворимость М. кисл. в промывных жидкостях (считая 1 в. ч. на 16000 куб. см), и в случае примеси ксантина на 100 в. ч. последнего нужно еще прибавить 3,2 мг М. кисл. (ср. Вульф). Количество М. кисл. в нормальной моче человека в высшей степени изменчиво, находясь в зависимости, главным образом, от количества и качества пищи. При растительном питании оно может колебаться между 0,2 и 0,7 г (в сутки) и дойти до 2 г (за то же время) при исключительно мясной пище. В среднем считается, что отношение между М. кисл. и мочевиной у взрослых = 1:45 [С 2-х летнего возраста и до наступления совершеннолетия ее выделяется (на единицу веса тела) более (Гертер и Смит).]. Как видно, эти количества превышают растворимость М. кисл. в равной моче по объему чистой воды; это объясняется растворяющим влиянием на М. кисл. кислой фосфорно-натриевой соли (NaH ₂PO₄ или Na ₂HPO₄), присутствующей в моче, а равно мочевины (Рюдель), образующей, по-видимому, даже химическое соединение с М. кислотой; по крайней мере, соляная кислота из растворов М. кисл., содержащих более 6% мочевины, осаждает кристаллы состава:
C₅H₄N₄O₃ + CH₄ N₂O + H₂ O (Рюдель)

[Наблюдения Рюделя показывают, как необходимы качественные пробы на чистоту осадков, получаемых, напр., по способу Гайкрафта (см. выше).]. Патологически увеличенное образование М. кисл., по-видимому, установлено при лихорадке и лейкемии; в последнем случае отношение между ней и мочевиной может равняться 1:11,8 (Бартельс, Ранке, Залковский, Флейшер, Пенцольдт и др.).

А. И. Горбов.