Фізико-хімічні властивості хлорофілів.

У твердому вигляді хлорофіл а являє собою аморфну речовину синьо-чорного кольору. tпл хл. а - 117-120°С. Хлорофіли добре розчинні в етиловому ефірі, бензолі, хлороформі, ацетоні, етил. спирті; погано — в петролейному ефірі і нерозчинні у воді.

Різко виражені максимуми поглинання хлорофілів  лежать у червоній (хл. а — 660нм; хл. б — 642нм.) і в синій (хл. а —  430 нм.; хл. б —455 нм. ) частинах спектра (дані для розчинів хлорофілів у етил. ефірі). Хлорофіли слабо поглинають оранжеве й жовте світло і зовсім не поглинають зелені та інфрачервоні промені.

На положення максимумів спектра поглинання має вплив природа розчинників і взаємодія молекул хлорофілу з іншими пігментами та органічними  речовинами.

Розчини хл-лів у полярних розчинниках мають яскраву флуоресценцію і здатні до фосфоресценції. Нативний хлорофіл флуоресціює слабо.

Ці явища залежать від різних шляхів використання енергії (Е) електронного збудження.

Поглинання молекулою хлорофілу кванта червоного світла приводить до переходу з основного синглетного енергетичного стану (S0) у синглетний збуджений стан (S*1); поглинання синього світла з більшою Е приводить до переходу ē на більш високу орбіту (S*2).

Збуджена молекула хлорофілу повертається в основний стан різними шляхами. При цьому відбувається виділення теплоти, флуоресценція, фосфоресценція. Нарешті, Е збудженого стану може бути використана на фотохімічні реакції.

Структура молекули хлорофілу в процесі еволюції прекрасно пристосована до своїх функцій сенсибілізатора фотохімічних реакцій. В її склад входять 18 делокалізованих p ē, що робить молекулу хлорофілу легко збудливою при поглинанні квантів світла.

Таким чином, молекула хлорофілу здатна виконувати 3 важливі функції:

1. вибірково поглинати Е світла;

2. запасати її у вигляді Е електронного збудження;

3. фотохімічно перетворювати Е збудженого стану  електронів у хімічну Е фотовідновлених і фотоокислених станів.

Просторова організація хлорофілу:

• магній-порфіринове кільце – утворює гідрофільну пластинку, яка розміщується над мембранами;

• фітол знаходиться під кутом до порфіринового кільця, це й утворює гідрофобний полюс, який взаємодіє з мембранними структурами.

 Фікобіліни

Найпоширеніші представники фікобілінів – фікоеритробіліни (переважають у червоних  водоростей) і фікоціанобіліни (переважають у синьозелених).

Структура і властивості

Відносяться до жовчних пігментів - білінів. Це тетрапіроли з відкритим ланцюгом. Містять систему кон’югованих подвійних і одинарних зв'язків. Пірольні кільця з'єднані між собою метильованими чи метиновими містками. І і ІV піроли мають по одній карбонільній групі. Містять бокові радикали: 4 метильних (С1, 3, 6, 7) , вінільну (С2) , етильну (С8) і два залишки пропіонової к-ти (С4, 5).

Загальний спектр поглинання – 490-650 нм. Розчинні у воді.

Значення

Максимуми поглинання світла у фікобілінів знаходяться між двома максимумами поглинання у хлорофілів: в оранжевій, жовтій і зеленій частинах спектра. Це пов'язано з оптичними властивостями води, яка перш за все поглинає довгохвильові промені. В результаті у верхніх шарах океанів живуть переважно зелені водорості, глибше — синьо-зелені, а ще глибше — червоні.

У водоростей фікобіліни — це додаткові пігменти, які замість хлорофілу виконують функції світлозбираючого комплексу. Коло 90 % Е світла ними передається на хлорофіл а. У всіх рослин є фітохром — фікобілін, що є фоторецептором і виконує регуляторні функції.