Хлорофилл как фотосенсибилизатор

Энергия, необходимая для восстановления углекислоты, доставляется в виде световой энергии, поглощается хлорофиллом и используется для фотохимической реакции. Таким образом, хлорофилл в процессе фотосинтеза играет роль фотосенсибилизатора. Поглощая световую энергию, он претерпевает изменения, а затем отдает эту энергию другим веществам и возвращается в исходное состояние. Эта роль хлорофилла в фотосинтезе была впервые открыта К. А. Тимирязевым, а затем подтверждена другими исследователями. [c.123]

Фотосенсибилизаторы — молекулы, способные поглощать свет и индуцировать химические реакции, которые в их отсутствие не происходят. Способность поглощать свет обусловлена наличием в молекулах хромофорных группировок, содержащих обычно циклические ядра. Известно более 400 веществ, обладающих свойствами фотосенсибилизаторов. Среди природных веществ фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы, фикобилины, порфирины и промежуточные продукты их синтеза, ряд антибиотиков, хинин, рибофлавин и др. Некоторые фотосенсибилизаторы действуют только в присутствии О2, вызывая фотодинамический эффект. [c.333]

Эта энергия активации эквивалентна излучению с длиной волны 230 нм или менее Такого коротковолнового излучения в солнечном свете, который достигает земной поверхности, не существует. Однако хлорофилл действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Но в этой реакции имеется нечто специфичное. Красный свет вызовет реакцию, но красному свету соответствует только 40 ккал/моль, а для того, чтобы вызвать реакцию, требуется более 112 ккал/моль. По-видимому, реакция протекает по стадиям. Лабораторные эксперименты с альгой (водоросль) показали, что обычно требуется около восьми фотонов на каждую использованную молекулу двуокиси углерода и каждую молекулу кислорода, вовлеченную при благоприятных условиях в фотосинтез с низкой интенсивностью света., Упражнение 18.1. Показать, что, если при фотосинтезе восемь фотонов поглощенного света с длиной волны 600 нм дают одну молекулу продукта реакции, который имеет теплоту сгорания 112 ккал/моль, эффективность превращения поглощенного света в аккумулированную химическую энергию составляет 30%. [c.557]

Хлорофилл как фотосенсибилизатор, химически действующий в реакции [c.369]

Вещества, которые, подобно хлорофиллу, способны под действием света активировать определенные химические реакции, называются фотосенсибилизаторами. [c.66]

Действительный механизм фотосинтеза чрезвычайно сложен, Протекает процесс только в присутствии хлорофилла, который поглощает красные, синие и в меньшей степени зеленые лучи. Активированный таким образом хлорофилл содействует образованию из диоксида углерода и воды углеводов, необходимых для роста растений, и кислорода. Хлорофилл переводит лучистую энергию в химическую, т. е. является фотосенсибилизатором. [c.291]

Зеленый пигмент растений — хлорофилл — только эффективным фотосенсибилизатором, но ром окислительных процессов. Он встречается двух формах—хлорофилл-а и хлорофилл-б. [c.97]

Как указывалось на стр. 218 и сл., первичный эффект при действии излучения состоит в создании либо энергетически богатых молекул, либо осколков молекул (обычно атомов или свободных радикалов). Молекулы, обладающие высокой энергией, могут переходить в конечные продукты (по-видимому, достаточно редко) или же диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях такие молекулы могут сталкиваться с другими молекулами и действовать как сенсибилизаторы. Наилучшим примером последнего случая может служить действие атомов ртути, поглощающих линию 2537 А. Хлорофилл при фотосинтезе в растениях, несмотря на значительно более сложный характер процессов по сравнению с процессами, протекающими под действием атомов ртути, выполняет, по существу, поскольку в конечном счете он не изменяется, такую же роль фотосенсибилизатора. [c.236]

Первичным эффектом излучения, как было указано на стр. 11, является образование либо молекул с повышенной энергией, либо осколков молекул, обычно атомов или свободных радикалов. Молекулы с повышенной энергией могут (вероятно, редко) перегруппировываться в конечные продукты реакции немедленно или после ряда превращений или же они могут в конце концов диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях они могут сталкиваться с другими молекулами и передавать им частично или полностью свою энергию. В таких случаях они выполняют роль, как говорят, сенсибилизаторов. Наилучшим примером последних служит действие атомов ртути, которые поглощают излучение длины волны 2537 А и вызывают множество химических реакций. Атомы ртути не уводятся из сферы реакции надолго. Роль хлорофилла в фотосинтезе растений, несмотря на значительно более сложное строение его, чем ртутных атомов, является по существу ролью фотосенсибилизатора, поскольку он в конечном счете не изменяется. [c.29]

Для эндотермического образования углеводов из двуокиси углерода и воды необходимо, чтобы произошло поглош ение 112000 кал-моль энергия активации должна, по крайней мере, равняться эндотермической теплоте реакции (стр. 344). Энергия активации эквивалентна длине волны 2300 А и меньше. Излучение этого короткого ультрафиолета отсутствует в солнечном спектре, достигаюп] ем земной поверхности. Хлорофилл, однако, действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Эта реакция исключительно важна. Красный свет вызывает фотосинтез, однако фотонам красного света соответствует только 4000 -кал-молъ а для того чтобы вызвать химическую реакцию, требуется более 112000 кал-моль . Реакция, очевидно, протекает через ряд стадий. Лабораторные опыты с морскими водорослями показали, что для каждой используемой молекулы двуокиси углерода и для каждой молекулы кислорода, возникающей в результате фотосинтеза при подходящих условиях с малой интенсивностью света, требуется обычно около восьми квантов излучения. [c.701]

Фотосенсибилизаторами являются такие важные природные соединения, как гуминовые кислоты, хлорофилл, рибофлавин. Из органических ксенобиотиков фотосенсибилизирующими свойствами обладают нафтолы, полициклические ароматические углеводороды. [c.299]

Давно было известно, что на свету токсичность молекулярного кислорода для живых организмов повышается. Этому способствуют находящиеся в клетке вещества, поглощающие видимый свет, — фотосенсибилизаторы Многие природные пигменты могут быть фотосенсибилизаторами. В клетках фотосинтезирующих организмов активными фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы. Окисление биологически важных молекул под влиянием видимого света в присутствии молекулярного кислорода и красителя получило название фото-динам ического эффекта. [c.298]

Механизмы защиты с помои ью клеточных метаболитов. Защита против одного из самых токсичных производных молекулярного кислорода — синглетного кислорода — осуществляется с помощью каротиноидных пигментов. Каротиноиды широко распространены в мире прокариот. Они обнаружены в клетках многих аэробных хемотрофов, являются обязательным компонентом пигментного аппарата всех фототрофов. Б клетках фотосинтезирующих организмов, как отмечалось выше, активными фотосенсибилизаторами являются хлорофиллы. Од- [c.302]

Фотосинтез является окислительно-восстановительным процессом, в котором вода служит восстановителем и сама окисляется, а углекислый газ — окислителем и сам восстанавливается, В процессе фотосинтеза хлорофилл играет роль фотосенсибилизатора, т. е, вещества, поглощающего свет, с помощью энергии которого осуществляются химические превращения других веществ. [c.180]

Перемещение двойной связи как явление общего характера, происходящее при синтезе гидроперекисей, было установлено с помощью изящного метода Шенка 2. Этот метод, заключающийся в окислении при низких температурах и воздействии светового излучения и фотосенсибилизаторов (например, эозина, хлорофилла, бенгальского розового), был использован для получения гидроперекисей из относительно простых углеводородов и стероидовВ результате, например, из 1, 1, 2, 2-тетра-метилэтилена была получена гидроперекись со смещенной двойной связью с выходом 827о [c.63]

Применение фотосенсибилизаторов и излучения видимой части спектра для окисления при 30° С было запатентовано как способ получения перекисей с высокой степенью превращения и минимальным разложением Тетрагидромирцен, окисленный при 25° С с хлорофиллом в качестве сенсибилизатора, дал смесь двух гидроперекисей со смещенной из первоначального положения двойной связью [c.63]

В ходе световой фазы фотосинтеза в мембранах тилакоидов хлоропластов энергия света используется для окисления Н2О (с выделением О2), восстановления NADP+ и образования трансмембранного электрохимического потенциала ионов Н+, который трансформируется в энергию высокоэнергетической фосфатной связи АТР (фотофосфорилирование). Молекулы хлорофилла, поглощающие красный и синий свет, выполняют функцию фотосенсибилизаторов. Каротиноиды защищают хлорофилл от разрушения, а также, как и фикобилины у водорослей, служат дополнительными пигментами. В основе световой фазы фотосинтеза лежит механизм Н+-помпы. [c.123]

Алкены подвергаются аутоокислительной атаке по двум направлениям в зависимости от того, применяются или не применяются фотосенсибилизаторы. В отсутствие фотосенсибилизаторов в свободнорадикальном цепном процессе атакуется аллильная связь С—Н [схема (10)]. Промежуточный аллильный радикал может подвергаться перегруппировкам, обычно приводящим к образованию наиболее устойчивых пероксирадикалов в результате часто получаются смеси гидропероксидов. В присутствии фотосенсибилизаторов, таких как бенгальский розовый хлорофилл, атакуется олефиновый углерод с последующей перегруппировкой атакующей частицей является синглетный кислород [уравнение (11)]. [c.448]

Давно отмечалось [47], что суихествует тесная связь между прогорканием масел и содержанием в них хлорофилла, который может играть роль фотосенсибилизатора при нахождении масел на свету. На роль хлорофилла как ускорителя окисления непредельных жирных кислот, жиров и масел неоднократио указывалось в литературе [44, 48—52], [c.98]

В лабораторной практике часто иснользуют фотохимическое инициирование, к-рое основано на образовании свободных радикалов в результате диссоциации, вызываемой поглощением квантов света молекулами мономера или молекулами специально введенных фотоинициаторов и фотосенсибилизаторов. Для ишщиированпя радикальной П. обычных виниловых и диеновых мономеров (метилметакрилат, метилакрилат, винилацетат, хлоропрен) в отсутствии фотосенсибилизаторов, их освещают ультрафиолетовым светом длиной волны 250—360 ммк. При введении фотоинициаторов (перекиси, карбонилсодержащие соединеиия, азодииитрилы и др.) ско-)ость фотоинициирования существенно возрастает. Зведение в качестве фотосенсибилизаторов кубовых красителей, хлорофилла и др. позволяет инициировать радикальную П. видимым светом. Радикальная П. может быть также вызвана действием излучений высокой энергии (у-лучи, быстрые электроны, а-частицы, нейтроны и др.). Этот способ инициирования называется радиационно-химическим. [c.83]

Такие процессы аутоокисления иромотируются фотосенсибилизаторами , которыми являются красители, например эозин или природный пигмент хлорофилл, имеющие сильные абсорбционные полосы в видимой области и легко могущие передавать абсорбированную ими энергию ненасыщенным углеводородам. Важным примером этого является синтез аскаридола (VHI) из а-терпинена, который может промотироваться добавлением небольшого количества метиленового голубого [c.20]

Отсутствие прямой связи между тушением флуоресценции фотосенсибилизатора и первичной реакцией фотосенсибилизатора было также отчетливо установлено для такого важного типа фотосенсибилизатора, как хлорофилл и его аналог — фталоцианин магния. В то время как органические окислители, как хинон и другие, тушат флуоресценцию, не вступая в реакцию, органические восстановители, реагирующие с фотосенсибилизатором, не оказывают тушащего действия [8]. Такое различие в поведении служит веским доводом в пользу концепции, согласно которой реагирующая фотогидрируемая форма пигмента но есть возбужденная молекула, испускающая свет флуоресценции, но та бирадикаль-ная форма, в которую преобразуется часть возбужденных молекул. [c.88]

Несмотря на столь ясно выраженную первичную дегидрирующую способность фотосенсибилизатора в его бирадикально форме, тем не менее в присутствии соединений, пе обладающих [абильным атомом Н, ио способных присоединять кислород по двойной связи или в мезо-пи-ложепии, первичный акт фотосенсибилизации хлорофилла и фталоциани-на вполне укладывается в схему (I), т. е. образования перекисного бирадикала пигмента. [c.89]

Реакция протекает легче всего в разбавленных растворах, причем эффективное де11ствне на нее оказывают многие фотосенсибилизаторы, включая эозин, хлорофилл и метиленовый голубой. Паиболее высокий выход (31%) дает метиленовый голубой в изопропиловом спирте [213]. Известно и много других примеров [211, 213], причем а-фелландрен и циклогексадиеп-1,3 дают соответственно продукты I и II, а фураны — озонидонодобные структуры П1 или продукты их перегруппировки [214] [c.358]

Синтез органических веществ в зеленых растениях из углекислого газа и воды с использованием световой энергии носит иазвание фотосинтеза. Процесс фотосинтеза является основным источником образования органических веществ на нашей планете и, с этой точки зрения, вполне объясним интерес, который проявляют к нему представители различных отраслей естество- знания (биологи, химики, физики). Благодаря исследованиям М. Ненцкого, К. Тимирязева, Р. Вильштеттера, Г. Фишера, М. Цвета и др. изучена химическая природа хлорофилла, играющего роль фотосенсибилизатора. Хлорофилл, нерастворимый в воде зеленый иигмент, в зеленых растениях находится в особых образованиях — хлоропластах. Хлоропласты содержат до 75% воды. Сухое вещество хлоропластов состоит из белковой основы (стромы), хлорофилла, фосфатидов, каротиноидов, минеральных веществ, углеводов и т. д. Хлорофилл в хлоропластах содержится в отдель Ш1х гра нулах в сочетании с белками и липидами. [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология