Пигменты

I Пигме́нты

        в химии (от лат. pigmentum — краска), тонкие порошки разных цветов, применяемые для окрашивания пластических масс, резины, бумаги и пр., при изготовлении полиграфических, малярных и др. красок (См. Краски). П. отличаются от растворимых красителей (См. Красители) нерастворимостью в воде и в окрашиваемых материалах. П. не только придают окраску, но в некоторых случаях улучшают свойства красочных плёнок, защищающих материал от коррозии.

         Органические П.— синтетические красящие вещества различного химического строения. Большое значение имеют моно- и дисазопигменты — продукты сочетания диазотированных ароматических моно- и диаминов с арилидами ацетоуксусной или 2,3-оксинафтойной кислот, β-нафтолом или N-арилпиразолонами. Имеют цвет от зеленовато-жёлтого до бордо. Фталоцианиновые П.— комплексы меди с фталоцианином ярко-голубого цвета. Хлорирование фталоцианина меди даёт яркий зелёный П., одновременное введение хлора и брома — желтовато-зелёный. Фталоцианиновые П. отличаются высокой прочностью. Важны также высокопрочные полициклические П., имеющие широкую цветовую гамму (от жёлтого до зелёного цвета).

         Неорганические П.— природные минералы с высоким содержанием окислов железа, синтетические продукты (получаемые химическим осаждением и прокаливанием природных материалов), некоторые сульфиды, селениды, окислы, хроматы. Окислы более стойки, чем сульфиды, особенно к атмосферным воздействиям. Неорганические П. непрозрачны, обладают меньшей, чем органические П., красящей способностью, более высокой светопрочностью, имеют большую плотность. Особенно широко неорганические П. применяются в лакокрасочной промышленности. См. также Краски минеральные.

         Практическая ценность П. определяется чистотой тона, устойчивостью к свету, высокой температуре, растворителям и различным реагентам, отсутствием склонности к миграции из материала, кроющей способностью (См. Кроющая способность), способностью диспергироваться в пигментируемых средах, придавать определённые технологические свойства лакокрасочным материалам. Чем однороднее по величине частицы П., тем лучше их оптические и технологические свойства.

         Значение П. непрерывно возрастает, они всё шире используются при крашении искусственных и синтетических волокон в процессе их изготовления («в массе»), для окраски искусственной кожи, тканей методом пигментной печати.

         Лит.: Шампетье Г., Рабатэ Г., Химия лаков, красок и пигментов, пер. с франц., т. 2, М., 1962; Пигменты. Введение в физическую химию пигментов, под ред. Д. Паттерсона, пер. с англ., Л., 1971.

         З. И. Сергеева.

II Пигме́нты

        в биологии, окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов. Цвет П. определяется наличием в их молекулах так называемых хромофорных групп, которые обусловливают избирательное поглощение света в видимой части солнечного спектра (см. Цветности теория). П. играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организмов, особенно в фотобиологических процессах.

         Распространённость П. в природе. Наиболее распространённые П.— Порфирины и Каротиноиды — найдены в большинстве растительных и животных организмов. Порфирины входят в состав молекул Хлорофилла зелёных растений, бактериохлорофиллов (См. Бактериохлорофиллы) фотосинтезирующих бактерий, дыхательных пигментов животных (Гемоглобин, Миоглобин, хлорокруорин (См. Хлорокруорины) и др.). Чрезвычайно распространены в организмах Цитохромы, в состав которых (как и гемоглобина) входит железопорфириновый комплекс — Гем. Каротиноиды (ненасыщенные углеводороды изопреноидного строения) и их окисленные производные (Ксантофиллы) представляют собой П. жёлтого, оранжевого или красного цвета; они содержатся в зелёных растениях, а также в водорослях, грибах, бактериях. В синезелёных и красных водорослях присутствуют вспомогательные фотосинтетические П.— фикобилины (синий — фикоцианин и Красный — фикоэритрин), в основе небелковой части которых лежит цепочка из 4 пиррольных ядер. К этим П. близок по структуре обнаруженный в растениях Фитохром и Жёлчные пигменты животных, образующиеся при распаде гемоглобина. В обширную группу растит. П.— флавоноидов (См. Флавоноиды) — входят различающиеся по химическому строению, цвету и распространённости вещества (Антоцианы, флавоны), окрашивающие цветки, плоды и листья растений. Органы зрения животных содержат сложный по составу Зрительный пигмент. В растительных и животных тканях распространены также разнообразные П.— производные хинонов (дыхательные хромогены); в коже, шерсти и волосах животных — Меланины. Весьма разнообразны по химической природе П. грибов и бактерий. Одинаковые или близкие по химическому строению П. могут присутствовать в различных, филогенетически «удалённых» друг от друга группах живых организмов.

         П. находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии. Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах (См. Хлоропласты), каротиноиды — в хромо- и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений. П., связанные с белками и липидами, входят в структуру биологических мембран. У многих видов животных и растений существуют специализированные Пигментные клетки или Хроматофоры.

         Биологическая роль П. Пигментная система является звеном, связывающим световые условия внешней среды с обменом веществ в организме. Одна из наиболее важных функций П. у растений — их участие в Фотосинтезе. Кроме того, поглощение света П. растений играет роль в процессах роста, развития и движения растений (см. Фотопериодизм, Фототропизм). Важнейшая функция П. у животных — участие в зрительном процессе. Гемоглобин и др. П. крови переносят кислород от органов дыхания к тканям. Цитохромы, дыхательные хромогены и др. участвуют в тканевом дыхании, являясь ферментами. П. защищают организм от вредного действия ультрафиолетового излучения Солнца (у растений — каротиноиды, флавоноиды, у животных — меланины). П. обусловливают окраску организмов, важную для их приспособления к внешней среде. У растений окраска служит для привлечения насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена, у животных — способствует защите от врагов или маскирует их при выслеживании добычи (см. Мимикрия, Покровительственная окраска и форма).

         До 2-й половины 19 в. П. растений (см. Красильные растения) и животных широко применялись как красители (Ализарин, Индиго, Кармин и др.). Некоторые П. применяют в пищевой промышленности и медицине (например, Рибофлавин, Каротин, П.-антибиотики). См. также Фотобиология.

         А. А. Красновский.

         В организме человека нарушения какой-либо стадии превращения П. ведут к накоплению различных продуктов обмена и развитию некоторых заболеваний. Различают наследственные (причина их возникновения — наследственные дефекты синтеза П. и их химических предшественников в печени, эритроцитах) и приобретённые нарушения обмена П. Последние могут быть следствием заболеваний печени (гепатит, опухоли, закупорка жёлчевыводящих путей), недостатка витаминов (фолиевая, пантотеновая кислоты), длительного повышения температуры тела, а также могут развиваться при отравлениях, аддисоновой болезни (См. Аддисонова болезнь) или возникать как осложнения заболеваний крови. С различной частотой патология обмена П. встречается во всех возрастах; наследственные формы чаще наблюдаются у детей. Различают три основных группы нарушений пигментного обмена: Гемоглобинопатии, гипербилирубинемии (подробнее см. в ст. Желтуха) и Порфирии.

         Ю. А. Князев.

        

         Лит.: Цвет М. С., Хромофиллы в растительном и животном мире, Варшава, 1910; Тимирязев К. А., Солнце, жизнь и хлорофилл, М., 1948 (Избр. соч., т. 1); Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, гл. 8, 19; Биохимия растений, пер. с англ., М., 1968, гл. 24, 26, 28; Конев С. В., Волотовский И. Д., Введение в молекулярную фотобиологию, Минск, 1971; Lemberg R., Legge J. W., Hematin compounds and bile pigments, N. Y.— L., 1949; Chemistry and biochemistry of plant pigments, L.— N. Y., 1965; Photobiology of microorganisms, L.— [a. o.], 1970.