200 лет научной истории хлорофилла

Хлорофилл - зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, т. е. превращают солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений. Основой химического строения всех хлорофиллов является сложное циклическое соединение - хлорин, содержащий магниевый комплекс порфиринового макроцикла, к которому присоединен высокомолекулярный спирт.

Возможность экстракции зеленых пигментов листьев спиртом была известна французскому ученому Ж. Сенебье уже в 1782-1800 годах. В 1817 году французские химики П. Пельтье и Ж. Кванту назвали зеленый спиртовой раствор смеси растительных пигментов хлорофиллом. Экспериментальные доказательства того, что поглощенный хлорофиллом свет приводит к фотосинтезу, были получены в параллельных исследованиях российского ученого К.А. Тимирязева и немецкого ученого Н. Мюллера в 1872-1876 годах. Его синтез был впервые осуществлен в 1960 году Робертом Вудвордом, Синтез включает в себя 15 реакций, которые можно разделить на 3 этапа. Исходными веществами для синтеза хлорофилла являются глицин и ацетат. На первом этапе образуется аминолевулиновая кислота. На втором этапе происходит синтез одной молекулы протопорфирина из четырех пиррольных колец. Третий этап представляет собой образование и превращение магнийпорфиринов. В 1967 году была окончательно установлена его стереохимическая структура.

Хлорофиллы являются одними из наиболее распространенных природных пигментов, ежегодное воспроизводство которых в растительной биомассе составляет 1012-1014 тонн в год. Они характеризуются интенсивным поглощением в синей и красной областях видимого спектра, низкой токсичностью, а также полифункциональным замещением макроциклической молекулы гидрофобными и гидрофильными функциональными группами. В связи с общим развитием биотехнологии и возрастанием интереса к применению малотоксичных пигментов природного происхождения, в частности, разработка эффективных методов выделения хлорофиллов, их химическая модификация, а также поиск новых областей использования является весьма перспективным. В пищевой промышленности хлорофилл используется в качестве красителя Е-140. Его производные используются в медицине для фотодинамической терапии. В литературе описано бактерицидное и антиоксидантное действие хлорофилла, а также применение для окраски мыла, масел, жиров, кремов, алкогольных и безалкогольных напитков, косметических средств, одеколона, духов, в качестве дезодоранта и в других целях. Более подробные сведения будут представлены в докладе, в том числе последние данные в области синтеза производных хлорофилла.

Кукушкина Н. В.