科学:什么赋予矢车菊蓝色调?

2017-10-15 02:39:06

作者:DAVID BRADLEY如果你今年夏天发现了一个蓝色的矢车菊,那就不用考虑那些本世纪大部分时间都在试图弄清楚它是如此蓝色的化学家日本化学家认为他们已经破解了矢车菊真正的蓝色色素的秘密,从而消除了自1913年德国化学家理查德威尔斯塔特首次从花中分离出蓝色色素以来一直存在的混乱威尔斯塔特发现了几种分子可以产生许多花独特的颜色,最显着的是花青素,产生红色和蓝色色调他还声称花青素的颜色与石蕊试纸一样,取决于颜料分子是酸性还是碱性溶液例如,他在蓝色矢车菊(Centaurea cyanus)和红玫瑰中都发现了花青素然而,日本植物学家Keita Shibata指出,细胞汁液永远不会是碱性的,Willstatter认为酸度会影响花朵颜色的想法受到质疑 1919年,Shibata提出,如果不同的金属离子与颜料分子结合,颜料吸收的光的波长可能会改变这会改变它们的颜色这个谜团几乎被遗忘,直到20世纪50年代,当时各种独立的研究小组发表了相互矛盾的说法,即各种花朵是蓝色的由东京教育大学的Kozo Hayaski领导的一个日本小组从蜘蛛草(Commelina communis)的花瓣中分离出蓝色晶体,并提出这些晶体由两种色素分子组成,其中一种是花青素,另一种是黄酮 - 一种黄色颜料 - 与镁金属离子相连然而,德国卡尔斯鲁厄大学的恩斯特拜耳从矢车菊中分离出一种蓝色色素,他称之为花青素他推断,它是一种与一系列糖分子相连的花青素分子,它分解铁离子和铝离子由美国农业部农作物研究部的Sam Asen和Leonard Jurd领导的第三个团队在矢车菊中发现了一种蓝色色素,这种色素几乎是Bayer和Hayashi的想法的混合体 - 一种由四种花青素和一种黄酮分子组成的复杂分子在中心有一个铁原子现在,Tadao Kondo和Toshio Goto以及他们在名古屋大学和Sugiyama Jogakuen大学的同事现在已经提出了另一种蓝色颜料的结构他们分解了矢车菊花瓣中的提取物,并确定了蓝色色素分子的各个成分结合色谱,X射线荧光光谱和电感耦合等离子体发射光谱分析,他们发现颜料中含有花青素部分,附有化学基团,称为琥珀酰和丙二酰黄酮,是黄酮主题的变种然后Kondo和他的同事尝试用镁离子从花青素和黄酮成分中重建分子他们想看看他们创造的是否与天然色素相匹配然而,他们的产品是鲜艳的紫色而不是他们所希望的蓝色研究人员试图在紫色溶液中加入少量铁离子,不受干扰这些使它变成了天然色素的精确蓝色为了确定它们已经确定了蓝色,研究人员将其合成版本的光谱与天然提取物的光谱进行了比较光谱是相同的然而,仍然存在一个问题有必要证明这种分子确实是导致矢车菊蓝色的分子化学家测量了天然色素的相对分子质量,发现它在8500和8600单位之间然而,单一的琥珀酰花青素与丙二酰基黄酮,铁和镁离子不相加研究人员回到他们的质谱仪,更准确地测量了天然色素的价值他们计算出每种分子成分中的六种,一种铁和一种镁离子的组合,都能准确地拟合数据在此基础上,Kondo和他的团队建议分子在花瓣中组装成一个单一的“超分子”,吸收恰好波长的光线,