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科学网—人工绿色：合成叶绿素

来源：花匠小妙招时间：2025-05-22 08:54

人工绿色：合成叶绿素

人们都知道，植物的呼吸是通过叶绿体中的叶绿素。叶绿素实际上存在于所有能营造光合作用的生物体中，包括绿色植物、原核的蓝绿藻和真核的藻类。

作为光合作用中最重要的色素，叶绿素将光能吸收，并使自身离子化，最终将二氧化碳和水转化为氧气和碳水化合物，为植物和藻类提供养分。

从19世纪到20世纪初的100多年里，经过德国、俄国的几位化学家的努力，发现了叶绿体的光合作用机制，并且弄清了叶绿素的复杂化学结构。

19世纪初，俄国化学家、色层分析法创始人M.C.茨韦特用吸附色层分析法证明高等植物叶子中的叶绿素有两种成分。1910年，德国化学家理查德·威尔斯泰特与他的同事提取出了纯净的叶绿素。

因在人造血红素上的出色研究而获得1930年诺贝尔化学奖的德国生物化学家汉斯·费歇尔（Franz Fischer）一直致力于色素的研究。在血红素研究上取得了伟大成就后，费歇尔开始着手研究植物中的绿色物质——叶绿素。

叶绿素的分子组成很像血红素，但是在它们之间存在着极细微的差别，难以分辨。威尔斯泰特就在这方面进行了大量的研究。而费歇尔也花费近10年的时间弄清了叶绿素分子的完整结构。而叶绿素的分子和血红素分子的唯一分别就是各自的核心分别为镁原子和铁原子。因此，叶绿素对于产妇和意外失血者也有补血的作用。

费歇尔的成就为后来的人工合成叶绿素打下了坚实的基础。1960年11月29日——德国科学家马丁·斯特雷尔和美国科学家罗伯特·伯恩斯·伍德沃德成功合成叶绿素。伍德沃德被称为“现代有机合成之父”。从小就醉心于化学的伍德沃德，在年仅11岁时就通过驻波士顿的德国领事馆总领事取得一些发表在德国期刊上的论文，并在其中发现了狄尔斯和阿尔德关于双烯合成反应的原始通讯。在以后的研究中，他大量地应用这一反应进行有机合成。

在伍德沃德合成众多结构复杂的天然产物分子中就有叶绿素。有独特的结构及性能的叶绿素近年来在医学、生物化学、分析化学、合成化学、材料科学等领域有着广泛的应用。人工合成叶绿素大大推动了叶绿素在各个领域的应用。（芮厘）

《中国科学报》 (2013-11-29 第11版真相)