葉綠素合成成功

1960年11月29日 (農歷十月十一)，葉綠素合成成功。

1960年11月29日——德國科學家馬丁·斯特雷爾和美國科學家羅伯特·伯恩斯·伍德沃德成功合成葉綠素。 

一類與光合作用有關的最重要的色素。光合作用是通過合成一些有機化合物將光能轉變為化學能的過程。葉綠素實際上見於所有能營光合作用的生物體，包括綠色植物、原核的藍綠藻(藍菌)和真核的藻類。葉綠素從光中吸收能量，然後能量被用來將二氧化碳轉變為碳水化合物。

葉綠素有幾個不同的類型︰葉綠素a和b是主要的類型，見於高等植物及綠藻；葉綠素c和d見於各種藻類，常與葉綠素a并存；葉綠素e罕見，見於某些金藻；細菌葉綠素見於某些細菌。在綠色植物中，葉綠素見於稱為葉綠體的細胞器內的膜狀盤形單位(類囊體)。葉綠素分子包含一個中央鎂原子，外圍一個含氮結構，稱為卟啉環；一個很長的碳-氫側鏈(稱為葉綠醇鏈)連接於卟啉環上。葉綠素種類的不同是某些側基的微小變化造成。葉綠素在結構上與血紅素極為相似，血紅素是見於哺乳動物和其他脊椎動物紅血球內的色素，用以攜帶氧氣。

分子立體模型綠色植物是利用空氣中的二氧化碳、陽光、泥土中的水份及礦物質來為自己制造食物，整個過程名為“光合作用”，而所需的陽光則被葉子內的綠色元素吸收，這一種綠色的有機化合物就是葉綠素。

葉綠素：光合作用膜中的綠色色素，它是光合作用中捕獲光的主要成分。

高等植物葉綠體中的葉綠素(chlorophyll ，chl)主要有葉綠素a 和葉綠素b 兩種，分子式：C40H70O5N4Mg，屬于合成天然低分子有機化合物。葉綠素不屬于芳香族化合物。它們不溶于水，而溶于有機溶劑，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。在顏色上，葉綠素a 呈藍綠色，而葉綠素b 呈黃綠色。在右圖所示的葉綠素的結構圖中，可以看出，此分子含有3種類型的雙鍵，即碳碳雙鍵，碳氧雙鍵和碳氮雙鍵.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，其中一個羧基被甲醇所酯化，另一個被葉醇所酯化。

葉綠素分子含有一個卟啉環的“頭部”和一個葉綠醇的“尾巴”。鎂原子居于卟啉環的中央，偏向于帶正電荷，與其相聯的氮原子則偏向于帶負電荷，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，是一個親脂的脂肪鏈，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)及共軛傳遞(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H+、Cu2+、Zn2+所置換。用酸處理葉片，H+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。人們常根據這一原理用醋酸銅處理來保存綠色植物標本。

共有a、b、c和d4種。凡進行光合作用時釋放氧氣的植物均含有葉綠素a；葉綠素b存在于高等植物、綠藻和眼蟲藻中；葉綠素c存在于硅藻、鞭毛藻和褐藻中，葉綠素d存在于紅藻。葉綠素a的分子結構由4個吡咯環通過4個甲烯基(=CH—)連接形成環狀結構，稱為卟啉(環上有側鏈)。卟啉環中央結合著1個鎂原子，并有一環戊酮(Ⅴ)，在環Ⅳ上的丙酸被葉綠醇(C20H39OH)酯化、皂化后形成鉀鹽具水溶性。在酸性環境中，卟啉環中的鎂可被H取代，稱為去鎂葉綠素，呈褐色，當用銅或鋅取代H，其顏色又變為綠色，此種色素穩定，在光下不退色，也不為酸所破壞，浸制植物標本的保存，就是利用此特性。在光合作用中，絕大部分葉綠素的作用是吸收及傳遞光能，僅極少數葉綠素a分子起轉換光能的作用。它們在活體中大概都是與蛋白質結合在一起，存在于類囊體膜上。

葉綠醇是親脂的脂肪族鏈，由于它的存在而決定了葉綠素分子的脂溶性，使之溶于丙酮、酒精、乙醚等有機溶劑中。主要吸收紅光及藍紫光(在640-660nm的紅光部分和430-450nm的藍紫光強的吸收峰)，因為葉綠素基本上不吸收綠光使綠光透過而顯綠色，由于在結構上的差別，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。

點評：光合作用中最重要的色素