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葉綠素的化學性質

高等植物葉綠體中的葉綠素主要有葉綠素a 和葉綠素b 兩種。它們不溶於水,而溶於有機溶劑,如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。葉綠素a分子式:C55H72O5N4Mg;葉綠素 b分子式:C55H70O6N4Mg。在顏色上,葉綠素a 呈藍綠色,而葉綠素b 呈黃綠色。按化學性質來說,葉綠素是葉綠酸的酯,能發生皂化反應。葉綠酸是雙羧酸,其中壹個羧基被甲醇 所酯化,另壹個被葉醇所酯化。

葉綠素分子含有壹個卟啉環的“頭部”和壹個葉綠醇的“尾巴”。鎂原子居於卟啉環的中央,偏向於帶正電荷,與其相聯的氮原子則偏向於帶負電荷,因而卟啉具有極性,是親水的,可以與蛋白質結合。葉醇是由四個異戊二烯單位組成的雙萜,是壹個親脂的脂肪鏈,它決定了葉綠素的脂溶性。葉綠素不參與氫的傳遞或氫的氧化還原,而僅以電子傳遞(即電子得失引起的氧化還原)及***軛傳遞(直接能量傳遞)的方式參與能量的傳遞。

卟啉環中的鎂原子可被氫離子、銅離子、鋅離子所置換。用酸處理葉片,氫離子易進入葉綠體,置換鎂原子形成去鎂葉綠素,使葉片呈褐色。去鎂葉綠素易再與銅離子結合,形成銅代葉綠素,顏色比原來更穩定。人們常根據這壹原理用醋酸銅處理來保存綠色植物標本。 葉綠醇是親脂的脂肪族鏈,由於它的存在而決定了葉綠素分子的脂溶性,使之溶於丙酮、酒精、乙醚等有機溶劑中。由於在結構上的差別,葉綠素a呈藍綠色,b呈黃綠色。在光下易被氧化而退色。葉綠素是雙羧酸的酯,與堿發生皂化反應。

葉綠素不很穩定,光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解。酸性條件下,葉綠素分子很容易失去卟啉環中的鎂成為去鎂葉綠素。葉綠素溶液能進行部分類似光合作用的反應,在光下使某些化合物氧化或還原。人工制備的葉綠素膜在光下能產生光電位和光電流,也能催化某些氧化還原反應。