О получении углеводов из углекислого газа и воды и протекании реакций в растениях
Карпунин Иван Иванович,
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры Белорусского национального технического университета, академик МИА и МАИТ.
Наиболее вероятной итоговой реакцией образования гексоз из углекислого газа и воды, по-видимому, является 6CO2+ 6H2O=C6H12O6 + 6O2, пентоз -10СО2 +10Н2О=2С5 Н10О4 + 11О2 .
Влияние источников света на протекание физиологических процессов in vivo и на биосинтез различных веществ в растениях изложено в литературе [1-4].
Углеводный состав и количественное содержание углеводов определяли при помощи хроматографии на бумаге [2].
Анализ состоял их двух частей [1]: а) разделения моносахаридов при помощи хроматографии на бумаге; б) количественного определения разделенных моносахаридов.
Из литературных источников [1, 2]
известно, что в результате ассимиляции растениями углекислого газа образуется
d-глюкоза и при этом промежуточным продуктом этой реакции является
формальдегид: СО2 + Н2О= СН2О+О2, 6СН2О=С6Н12О6(глюкоза).
На образование формальдегида в качестве промежуточного продукта фотосинтеза
свидетельствуют опыты по ассимиляции углекислого газа пурпурными бактериями,
содержащими зеленый пигмент, который напоминал хлорофилл. В результате
превращение углекислоты было представлено в виде уравнения: СО2+ 2Н2А
=h 
(CH2O) + H2O
+2A, где Н2А – вещество, поставляющее водород для реакции
восстановления СО2.
Причем, если веществом поставляющим водород вода, то выделяется кислород. Однако по данным других исследователей, использовавших радиоактивный изотоп углерода (С11) для исследования процесса усвоения СО2, первая стадия заключается в присоединении углекислоты к альдегидам или спиртам. Эта реакция приводит к образованию оксикислот или кетонокислот и протекает без влияния света (относится к реакциям в темноте).
Вторая же стадия заключается в восстановлении кетонной или карбоксильной группы. В результате первая превращается во вторичноспиртовую, а вторая – в альдегидную группу. При этой реакции, где водород отдает вода, выделяется кислород. Эта вторая реакция, для ее протекания требуется влияние света.
Следовательно, формальдегид может и не являться промежуточным продуктом при синтезе углеводов из углекислого газа и воды и, в частности, d-глюкозы.
Ранее [4, 5] нами были получены углеводы из углекислого газа и воды и предложена технология их получения. В то же время не указан вид использованного катализатора и количество его введения в реакционную смесь, а также не была указана интенсивность облучения УФ-светом, что является предметом «ноу-нау». С целью дальнейшего усовершенствования технологии получения углеводов нами было проведено следующее:
1) изменена температура получения углеводов;
2) проведены исследования без использования облучения УФ-светом;
3) изменено время протекания процесса получения углеводов;
4) для реакции (взамен чистых выделенных хлорофиллов) использовали вместе с хлорофиллом (а и б) ксантофилл и каротин (в определенном соотношении) для упрощения технологии, так как получение чистого хлорофилла усложняет технологию.
В результате выход углеводов удалось повысить до 9-10% по отношению к взятой воде для реакции.
При этом для дальнейшего усовершенствования технологии получения углеводов (с целью повышения выхода углеводов) необходимо дальнейшее ее усовершенствование.
Литература
1. Никитин В.М. Лигнин. М.: Гослесбумиздат, 1961.-586 с.
2. Биохимия фенольных соединений. Пер. с англ. Под редакцией Н.М.Эмануэля. М.: Мир.-1988.- 541 с.
3. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М.-Л.- 1962.- 710 с.
4. Лигнины (структура, свойства и реакции). Под реакцией Сарканена К.В. и Людвига К.Х. Пер. с англ. М.: Лесн. пром.- 1975.- 632 с.
5. Карпунин И.И., Карпунин А.В. О получении углеводов из углекислого газа и воды // Журнал аспирантов и докторантов. Курск -2015,№3.- С.122.
6. Карпунин И.И. О получении углеводов из углекислого газа и воды. Сообщение 2 // Журнал аспирантов и докторантов. Курск -2015,№4.- С.132-133.
Поступила в редакцию 15.06.2015 г.