Хлорофилл
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Хлорофи́лл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») — зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гему.
Хлорофилл зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е140.
Содержание |
[править] Синтез
Синтезирован Робертом Бёрнсом Вудвордом в 1960 г.
[править] В природе
Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах — высших растениях, водорослях, синезелёных водорослях (цианобактериях), фотоавтотрофных простейших (иное название — протисты; систематическая группа пересекается с водорослями) и фотоавтотрофных бактериях.
Некоторые высшие растения, наоборот, лишены хлорофилла (Петров Крест).
[править] Свойства и функция при фотосинтезе
Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в "зелёной" области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).
[править] Химическая структура
Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина — порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерефицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметильную группу при С10, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С7. Удаление магния, легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин. Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла, известен как феофорбид).
Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют, исключая те случаи, когда они растворены в органических растворителях в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения, пригодные для качественного и количественного определения пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в HCl, в частности для определения наличия или отсутствия этерефицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объема эфирного раствора пигмента экстрагируется ²/3 общего количества пигмента. «Фазовый тест» — окрашивание зоны раздела фаз — проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объем 30%-ного раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.
Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут окисляться до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.
Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.
Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов. Добавление H2O или Ca2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.
| Хлорофилл a | Хлорофилл b | Хлорофилл c1 | Хлорофилл c2 | Хлорофилл d | |
|---|---|---|---|---|---|
| Формула | C55H72O5N4Mg | C55H70O6N4Mg | C35H30O5N4Mg | C35H28O5N4Mg | C54H70O6N4Mg |
| C3 группа | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CHO |
| C7 группа | -CH3 | -CHO | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
| C8 группа | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH2CH3 | -CH=CH2 | -CH2CH3 |
| C17 группа | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH2CH2COO-Phytyl | -CH=CHCOOH | -CH=CHCOOH | -CH2CH2COO-Phytyl |
| C17-C18 bond | Single | Single | Double | Double | Single |
| Распространение | Везде | Большинство наземных растений | Некоторые водоросли | Некоторые водоросли | Цианобактерии |
 Общая структура хлорофилла a, b и d |
 Оптический спектр поглощения хлорофиллов α (зелёный) и b (красный) |
[править] Применение
Хлорофилл находит применение как пищевая добавка (Регистрационный номер в европейском реестре E140), однако при хранении в этанольном растворе, особенно в кислой среде неустойчив, приобретает грязно-коричнево-зеленый оттенок, и не может использоваться как натуральный краситель. Нерастворимость нативного хлорофилла в воде также ограничивает его применение в качестве натурального пищевого красителя. Производное хлорофилла - хлофиллин медный комплекс (тринатриевая соль)получил распространение в качестве пищевого красителя (Регистрационный номер в европейском реестре E141). В отличие от нативного хлорофилла, медный комплекс устойчив в кислой среде, сохраняет изумрудно-зеленый цвет при длительном хранении и растворим в воде и водно-спиртовых растворах. Американская (USP) и Европейская (EP) фармакопеи относят хлорофиллид меди к пищевым красителям (но не пищевым добавкам!), однако вводят лимит на концентрацию свободной и связанной меди (тяжелый металл).
[править] Ссылки
[править] На русском языке
- Монтеверде Н. А., Любименко В. Н. Исследования над образованием хлорофилла у растений // Известия Императорской Академии наук. VII серия. — СПБ.: 1913. — Т. VII. — № 17. — С. 1007–1028.
[править] На английском языке
- Speer, Brian R. (1997). «Photosynthetic Pigments» на сайте UCMP Glossary (online). University of California, Berkeley Museum of Paleontology. Verified availability August 4, 2005.
- PDF Обзор — Хлорофилл d
U.s.Pharmacopeia (USP 26, NF21, p421)
 |
Это незавершённая статья по химии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
