Разнообразие желтых, красных и оранжевых красящих веществ растений в это время было подтверждено также фактом выделения углеводорода ликопина в целом ряде растений, где он сопутствует каротину ксантофиллу. Было установлено также наличие ликопина в томатах. Назревала необходимость ввести хотя бы предварительную рациональную классификацию каротиновых красящих веществ.

Первая попытка в этом направлении сделана в 1916 году Любименко в его работе “О превращениях пигментов пластид в живой ткани растения”. Классификация Любименко базировалась на двух признаках - растворимости пигментов в одном и том же органическом растворителе и сходстве спектров поглощения в сероуглеводороде, определяющихся визуально при помощи спектроскопа. Автор делил, прежде всего, все пигменты хлоропластов на желтые и красные. Желтые, в свою очередь, по отношению к муравьиной кислоте делились на группу каротина, представители которой нерастворимы в кислоте, и группу ксантофилла, члены которой легко растворимы в муравьиной кислоте. К красным пигментам Любименко относил группу ликопина и группу родоксантина.

Группа каротина, согласно Любименко, насчитывала шесть отдельных представителей. Автор располагал их в следующие два ряда (см. табл.).

Каждый ее ряд, состоящий из трех представителей, объединяется сходной спектральной характеристикой. Пигменты в пределах каждого ряда располагаются в порядке улучшения их растворимости в спирте. Автор отмечает, что лучшая растворимость в спирте сопровождается также улучшением растворимости в уксусной кислоте. У каротина b, легко растворяющегося в обоих растворителях можно предположить наличие в молекуле кислорода, находящегося , однако, не в хромофорной группе. Таким образом Любименко включал в группу каротина не только типичный углеводород каротин a, который он идентифицировал с пигментом моркови, но также и кислородсодержащие соединения. Новый и наиболее плодотворный период в изучении каротина и родственных ему пигментов начался начался после первой мировой войны, когда у биохимиков начал накапливаться интересный материал о возможной взаимосвязи между каротином и недавно открытым витамином А и об общности их физиологического действия. В период 1928 - 1933 годов каротин и каротиноиды явились объектом углубленных исследований целого ряда химиков-органиков. Целью этих работ было окончательное выяснение химической природы и свойств каротина и сопутствующих ему родственных пигментов.

В 1928 году Цейхмейстер и его сотрудники, каталитически гидрируя каротин, установили, что его молекула содержит большую алифатическую группировку. Дальнейшие работы по выяснению строения каротина принадлежат, главным образом, Карреру, широко использовавшему хроматографический метод Цвета для разделения пигментов и их изомеров. В 1930 году, т.е. почти через сто лет после открытия каротина, была установлена его структурная формула. В этот же период времени были выделены и изучены некоторые изомеры каротина и ряд каротиноидов.

Возникла новая современная классификация каратиновых красящих веществ. Согласно этой классификации все известные нам каротиновые красящие вещества по структурному признаку можно разделить на две основных группы: соединения с 40 углеродными атомами в молекуле и соединения с числом атомов углерода в молекуле меньшим 40. К первой группе принадлежат углеводороды (каротин, его изомеры и ликопин), оксисоединения - непрерывные спирты, получившие собирательное название “ксантофиллов”, и оксосоединения (кетоны). Вторая группа каротиновых красящих веществ представлена карбоновыми и оксикарбоновыми кислотами. Кроме того, обнаружено еще несколько специфических каротиноидов, выделенных из органов животных. Число углеродных атомов в их молекуле достигает 80 ( афаницин ).

УСТАНОВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ КАРОТИНА

Количество двойных связей в молекуле каротина было определено по подсчету количества молекул водорода, расходуемых при каталитическом гидрировании. Было обнаружено, что одна молекула каротина принимает 11 молекул Н2 и, следовательно, содержит 11 двойных связей. Такие же результаты получены при реакции каротина с хлоридом.

Ряд цепных выводов сделан из результатов опытов окислительного расщепления каротина. Окисление бензольного раствора каротина водным раствором перманганата при встряхивании влечет за собой выявления запаха фиалок. Такое же явление, но в меньшей степени, наблюдалось и при самоокислении каротина кислородом воздуха. Известно, что химическим фактором, обусловливающим запах фиалки, является b-ионон:

который при окислении пермангантом способен давать следующий ряд продуктов расщепления: a-a-диметилглутаровую кислоту (1), a-a-диметилянтарную кислоту (2) и диметилмалоновую кислоту (3):

Подобный же ряд продуктов расщепления был отмечен и Каррером при длительном окислении перманганатом каротина. Таким образом было доказано присутствие в молекуле последнего b-иононового цикла.