Большая Советская Энциклопедия (ХЛ)
Шрифт:
Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977; см, также лит. при ст. Каучуки синтетические .
Хлорофилл
Хлорофи'лл (от греч. chlor'os — зелёный и ph'yllon — лист), зелёный пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез . Локализован в особых клеточных структурах — хлоропластах или хроматофорах и связан с белками и липидами мембран. Основу структуры молекулы Х, составляет магниевый комплекс порфиринового цикла; в IV пиррольном кольце к остатку пропионовой кислоты присоединён высокомолекулярный спирт фитол , который придаёт Х. способность встраиваться в липидный слой мембран хлоропластов.
Название «Х.» было дано французскими химиками П. Пельтье и Ж. Каванту зелёному спиртовому раствору смеси растительных пигментов в 1817. Впервые Х. а и в разделил в начале 20 в. рус. учёный М. С. Цвет с помощью разработанного им хроматографического метода. Химическую структуру Х. выяснили немецкие учёные Р. Вильштеттер , А. Штоль (1913), Х. Фишер (1930—40). Полный синтез Х. осуществил американский химик Р. Вудворд . Роль Х. в фотосинтезе доказана классическими работами К. А. Тимирязева . Пути биосинтеза Х. выяснены в трудах американских учёных Д. Шемина, С. Граника и др.; большой вклад в изучение Х. внесли советские учёные Т. Н. Годнев и А. А. Шлык.
Основной путь биосинтеза Х. определяется конденсацией двух молекул d-аминолевулиновой кислоты с образованием порфобилиногена — производного пиррола, который в результате ряда ферментативных превращений даёт соединение, содержащее порфириновое ядро — протопорфирин IX. Из протопорфирина образуется непосредственный предшественник Х. — протохлорофиллид, уже содержащий атом магния. Путём последующих реакций восстановления и присоединения фитола из этого предшественника образуется Х. Стадия восстановления протохлорофиллида осуществляется у высших растений на свету, у низших растений — в темноте.
В хлоропластах и хроматофорах большая часть Х. (содержание его обычно составляет 0,5—1,5% на сухую массу) находится в виде светособирающей «антенны» и меньшая часть — в реакционных центрах, непосредственно участвующих в работе цепи фотосинтетического переноса электрона. Поглощая квант света, молекула Х. переходит в возбуждённое состояние (длительность жизни синглетного возбуждённого состояния около 10– 9сек ), которое может переходить в долгоживущее триплетное возбуждённое состояние с длительностью жизни до 10– 3сек. Возбуждённые светом молекулы Х. способны переносить электрон от молекулы-донора к молекуле-акцептору. Механизм этих реакций в модельных системах выяснен в работах советских учёных А. А. Красновского, В. Б. Евстигнеева и др. Способность возбуждённого Х. к переносу электрона обеспечивает функционирование реакционных центров фотосистем цепи фотосинтетического переноса электрона. Применение спектральной техники и низких температур показало, что в первичном фотоакте бактериохлорофилл, а возможно, и Х. активного центра отдают свой электрон молекуле-акцептору (убихинон, ферредоксин). Этот первичный фотопроцесс сопряжён с цепью энзиматических реакций, ведущих к образованию восстановленных пиридиннуклеотидов и аденозинтрифосфата, обеспечивающих работу углеродного цикла. Т. о., свет, поглощённый Х., преобразуется в потенциальную химическую энергию органических продуктов фотосинтеза и молекулярного кислорода. Свет, поглощаемый Х., вызывает в клетках также др. фотобиологические явления: индуцирует генерацию электрического потенциала на мембранах хлоропластов, влияет на движение одноклеточных организмов (фототаксис) и т.д.
Исследованию свойств Х. на разных уровнях молекулярной организации уделяется большое внимание, т.к. эти свойства тесно связаны с фундаментальным явлением преобразования энергии света в химическую энергию при фотосинтезе.
Лит.: Тимирязев К. А., Солнце, жизнь и хлорофилл, Избр. соч., т. 1, М., 1948; Годнев Т. Н., Строение хлорофилла и методы его количественного определения, Минск, 1952; Хлорофилл. Сб. ст., Минск, 1974; Красновский А. А., Преобразование энергии света при фотосинтезе. Молекулярные механизмы, М., 1974 (Баховские чтения, 29); Vernon L. P., Seel у G. R., The chlorophylls, N. Y.— L., 1966.
А. А. Красновский.
Хлорофитум
Хлорофи'тум (Chlorophytum), род растений семейства лилейных. Многолетние травы с укороченным стеблем и утолщёнными, иногда клубневидными корнями. Листья лилейные, ланцетовидные или овальные, в прикорневой розетке. Цветки 3-членные, белые, мелкие, невзрачные, в кистях. Плод — трёхгранная коробочка. У некоторых видов на цветоносе образуются вегетативные почки, из которых развиваются дочерние растения. К таким видам относятся Х. хохлатый (Ch. comosum) — комнатное ампельное растение ; в культуре известны также его формы с белыми полосками на листьях.
Хлороформ
Хлорофо'рм , трихлорметан, CHCl3 , бесцветная жидкость с резким запахом и сладким жгучим вкусом, tкип 61,15° С, плотность 1,488 г/см3 (20 °С). Практически нерастворим в воде, смешивается с большинством органических растворителей. На свету Х. медленно разлагается кислородом воздуха с образованием фосгена, хлора, хлористого водорода и муравьиной кислоты; для стабилизации к нему добавляют 1% этилового спирта. Многие реакции Х. проходят через промежуточное образование дихлоркарбена: CCl2 (см. Карбены ), например получение изонитрилов реакцией Х. с первичными аминами в присутствии щелочей; взаимодействие Х. с алкоголятами RONa, приводящее к образованию ортоэфиров , и др. Получают Х. хлорированием, например, метана, ацетона или спирта. Значительное количество Х. используется в промышленности для получения дифторхлорметана CF2 CIH (см. Фреоны ), а также в качестве растворителя. Х. — препарат из группы наркотических средств . Существует 2 вида его: Х., применяемый наружно для растираний, в гистологической технике как консервант и фиксатор тканей, иногда внутрь в каплях (например, при рвоте), и Х. для наркоза (специально очищенный), обладающий сильным наркотическим действием и относительно высокой токсичностью.
Хлорофос
Хлорофо'с, трихлорфон, диптерекс, [CCl3CH (OH) P (O) (OCH3 )2 ], инсектицид широкого спектра действия, используется для борьбы с вредителями с.-х. растений, эктопаразитами с.-х. животных и вредными насекомыми в быту. Среднетоксичен для человека и животных.
Хлорпикрин
Хлорпикри'н, трихлорнитрометан, CCI3 NO2 , бесцветная маслянистая жидкость с резким запахом; tпл — 64 °С, tкип 112,3 °С, плотность 1,6539 г/см3 (20 °С). Обладает сильным слезоточивым действием (лакриматор). Х. практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических. растворителях, не гидролизуется водой и водными растворами щелочей, может быть перегнан с паром. Спиртовые растворы щелочей и водно-спиртовые растворы Na2 S быстро и количественно разрушают (дегазируют) Х.; при 400 °С он разлагается на фосген и CINO. Получают Х. хлорированием пикриновой кислоты или её солей (отсюда и название).
Минимально действующая концентрация 0,002 мг/л, непереносимая 0,05 мг/л (2 мин ); в больших концентрациях обладает удушающим действием. Применялся как отравляющее вещество в 1-ю мировую войну 1914—18. Употребляется для проверки противогазов и как учебное ОВ.
Р. Н. Стерлин.
Хлорсульфированный полиэтилен