一 . 实验原理 1.1 叶绿素: 主要包括叶绿素a和b ⚫ 分子式: Chla C55H72O5N4Mg Chlb C55H70O6N4Mg ⚫ 结构式: 卟啉环化合物 四个吡咯环与四个=CH-组成一 个大环,共轭双键形成一个大π键,环中央有一个镁原子, 卟啉环决定叶绿素颜色,也是吸收可见光,并以诱导共振 方式传递光能的根本所在,叶醇尾是由四个异戊二烯单 位组成的双萜 Chla 蓝绿色 Chlb 黄绿色 ⚫ 脂溶性: 难溶于水,仅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有 机溶剂 卟啉环头部呈极性, 具亲水性; 叶醇尾部具亲脂性
一 . 实验原理 1.1 叶绿素: 主要包括叶绿素a和b ⚫ 分子式: Chla C55H72O5N4Mg Chlb C55H70O6N4Mg ⚫ 结构式: 卟啉环化合物 四个吡咯环与四个=CH-组成一 个大环,共轭双键形成一个大π键,环中央有一个镁原子, 卟啉环决定叶绿素颜色,也是吸收可见光,并以诱导共振 方式传递光能的根本所在,叶醇尾是由四个异戊二烯单 位组成的双萜 Chla 蓝绿色 Chlb 黄绿色 ⚫ 脂溶性: 难溶于水,仅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有 机溶剂 卟啉环头部呈极性, 具亲水性; 叶醇尾部具亲脂性
Ho-CH CH3 ⑧=CH3 ®=CHO ⑧ 0 Chloro- Chloro- N phyll a phyll b Mg2+ C-OCH3 H2C N HgC CH3 CH3 Porphyrinring Phytolkette
⚫ 皂化反应: Chla、Chlb 是双羧酸的酯 一个羧基被甲基酯化 可发生皂化反应 另一个羧基被叶醇基酯化 COOCH3 C32H30ON4Mg +2KOH COOC20H39 COOK C32H30ON4Mg +CH3OH+C20H39OH COOK ⚫ 取代反应:卟啉环中的Mg2+可被H2+ 、Cu2+ 、 Zn2+取代,被Cu2+ 、Zn2+取代后仍保持绿色
⚫ 皂化反应: Chla、Chlb 是双羧酸的酯 一个羧基被甲基酯化 可发生皂化反应 另一个羧基被叶醇基酯化 COOCH3 C32H30ON4Mg +2KOH COOC20H39 COOK C32H30ON4Mg +CH3OH+C20H39OH COOK ⚫ 取代反应:卟啉环中的Mg2+可被H2+ 、Cu2+ 、 Zn2+取代,被Cu2+ 、Zn2+取代后仍保持绿色
•光学特性: (1)吸收光谱:色素溶液随波长改变而发生光吸收 变化的图谱 Chla Chlb的吸收光谱有二个强吸收峰 640——660nm 红光部分 叶绿素特有 410——470nm 蓝紫光部分 卟啉环化合物共有 (2)荧光和磷光 荧光现象:Chl溶液在透射光下呈绿色,而反射 光下呈红色的现象。强度大,寿命短(10-9秒) 磷光: Chl溶液停止光照后,仍能在一定时间内 放出暗红色的光。 寿命长(10-2秒——10-3秒)
•光学特性: (1)吸收光谱:色素溶液随波长改变而发生光吸收 变化的图谱 Chla Chlb的吸收光谱有二个强吸收峰 640——660nm 红光部分 叶绿素特有 410——470nm 蓝紫光部分 卟啉环化合物共有 (2)荧光和磷光 荧光现象:Chl溶液在透射光下呈绿色,而反射 光下呈红色的现象。强度大,寿命短(10-9秒) 磷光: Chl溶液停止光照后,仍能在一定时间内 放出暗红色的光。 寿命长(10-2秒——10-3秒)
80 beta-carotene 60 1 60 lutein chlorephyll a 40 40 orophyll b 20 20 400 500 600 700 400 500 Wavelength(nanometers) Wavelength (nanometers)
©W.P.Armstrong2001 CW.P.Armstrong 2001 Chromatography paper Reaction chamber Spot of pigment Pencil line Solvent
1.2 类胡萝卜素 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 不溶于水 叶黄素 鲜黄色 溶于有机溶剂 ⚫ 分子式、结构式: 胡萝卜素:C40H56 有α、β、γ三种同分异构体 叶黄素是胡萝卜素的衍生物,其两端的紫罗兰酮环 第四位C上的H被OH取代,分子式为C40H56O2 ⚫ 类胡萝卜素吸收光谱都在蓝紫光部分,所吸收的光 能传递给叶绿素用于光合作用,保护叶绿素分子不 被氧化或阳光破坏
1.2 类胡萝卜素 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 不溶于水 叶黄素 鲜黄色 溶于有机溶剂 ⚫ 分子式、结构式: 胡萝卜素:C40H56 有α、β、γ三种同分异构体 叶黄素是胡萝卜素的衍生物,其两端的紫罗兰酮环 第四位C上的H被OH取代,分子式为C40H56O2 ⚫ 类胡萝卜素吸收光谱都在蓝紫光部分,所吸收的光 能传递给叶绿素用于光合作用,保护叶绿素分子不 被氧化或阳光破坏