Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор химический состав органической массы торфа 12
1.1. Химический состав битумов 12
1.2. Химический состав водорастворимых
и легкогидролизуемых веществ 40
1.3. Негидролизуемые вещества (лигнин) 46
1.4. Гуминовые вещества торфа 50
1.5. Природа биологической активности гуминовых кислот 70
Выводы к главе 1
2. Методы исследования и аппаратура 79
2.1. Технический анализ 79
2.1.1. Определение влажности 79
2.1.2. Определение зольности 79
2.1.3. Элементный анализ 80
2.1.4. Эмиссионный спектральный анализ 80
2.1.5. Рентгенофлуоресцентный анализ 81
2.2. Групповой состав торфа 81
2.2.1. Определение содержания битумов 81
2.2.2. Определение содержания водорастворимых и легкогидролизуемых веществ 82
2.2.3. Определение содержания гуминовых кислот 83
2.2. 4. Определение фульвокислот 84
2.2.5. Определение содержания трудногидролизуемых веществ (целлюлозы) и негидролизуемого остатка (лигнина) 84
2.2.6. Определение содержания редуцирующих веществ.. 86
2. 3. Определение молекулярной массы 87
2. 4. Функциональный анализ 87
2.4.1. Определение фенольных гидроксилов 87
2. 4.2. Определение спиртовых гидроксилов 87
2.4.3. Определение алкоксильных групп 88
2. 4. 4. Определение кетонных групп 88
2. 4. 5. Определение хиноидных групп 89
2. 4.6. Определение карбоксильных групп 90
2.4.7. Определение сложноэфирных групп и лактонов... 90
2.4.8. Определение гетероциклического кислорода 91
2. 4. 9. Определение общего основного азота 91
2. 4.10. Определение аминогрупп 92
2.4.11. Определение гетероциклического азота 92
2.4.12. Определение азота в первичных аминогруппах...92
2.4.13. Определение азота в третичных аминогруппах...93
2. 4.14. Определение тиолов 93
2. 4.15. Определение тиоэфирных групп 94
2. 4.16. Определение йодного числа 94
2.5. Тонкослойная хроматография (ТСХ) 95
2.5.1. ТСХ аминокислот 95
2. 5.2. ТСХ Сахаров 95
2.5.3. ТСХ водорастворимых карбоновых кислот 96
2.6. ИК-спектроскопия 97
2.7. Электронная спектроскопия 98
2. 8. Н и 13С ЯМР-спектроскопия 98
2.9. Хромато-масс-спектрометрия -
2.10. Капиллярная газожидкостная хроматография 99
2.11. Структурно-групповой анализ 100
3. Экспериментальная часть химический состав гуминовых кислот торфа (Суворовский район, Тульская область) 101
3.1. Характеристика торфа 101
3.1.1. Технический анализ (2.1.1, 2.1.2) 101
3.1.2. Элементный состав (мае. % daf) (2.1.3.) 101
3.1.3. Химический состав минеральной части (2.1.4, 2.1.5) 101
3.1.4. Содержание подвижных форм питательных элементов (мг/100 г сухого торфа) 102
3.1.5. Групповой состав (мас.% на
органическую массу торфа) (2.2) 102
3.1.5.1. Характеристика битума (2. 6-2.10) 102
3.1.5.2. Характеристика водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (2.5, 2.5.2)... 106
3.1.5.2.1. Водорастворимые вещества (мае. % 102 на сухой торф) 106
3.1.5.2.2. Легкогидролизуемые вещества (мае. % 102 на сухой торф) 106
3.2. Химический состав гуминовых кислот 107
3.3. Характеристика фульвокислот (2.2.4, 2.5)... 110
3.4. Адсорбционная жидкостная хроматография 112
гуминовых кислот
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 162
4. Изучение влияния торфяных гуматов калия на урожайность сельскохозяйственных культур - 5 и биохимические показатели продукции (производственные испытания) 163
4.1. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели томатов 164
4.2. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели огурцов 168
4. 3. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели озимой пшеницы...171
4. 4. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели картофеля 177
4. 5. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели сахарной свеклы..181
4.6. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели различных сельскохозяйственных культур (АОЗТ "Воробьево", Калужская область) 182
4.7. Влияние торфяных гуматов калия на урожайность риса и кокоса (Шри-Ланка) 188
Выводы к главе 4 189
Выводы 190
Литература
- Гуминовые вещества торфа
- Эмиссионный спектральный анализ
- Определение гетероциклического кислорода
- Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели картофеля
Введение к работе
Актуальность исследования. Гуминовые кислоты - это важнейшая составная часть органической массы каустобиолитов, представляющие собой достаточно высокомолекулярные вещества сложного строения, замещенные различными функциональными группами и алкильными цепями. Каждая из функциональных групп выполняет строго определенную роль. Гуминовые кислоты являются эффективными коплексообразовате-лями, мелиорантами, структураторами почвы, стимуляторами роста растений и животных, сорбентами тяжелых металлов и радионуклидов, остаточных количеств пестицидов и других органических соединений, источником широкого набора биологически активных веществ. Они используются в медицине, технике, сельском хозяйстве, животноводстве, птицеводстве, ветеринарии, рыбоводстве. Однако, несмотря на столь большой перечень областей применения, до настоящего времени отсутствуют общепризнанные теории, объясняющие механизм действия гуминовых кислот, что обусловлено ограниченностью данных о их химическом составе. Обострение экологической обстановки, расширение набора различных заболеваний, необходимость производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции ставят задачу более широкого использования гуминовых препаратов. Поэтому актуальной становится проблема изучения их химического состава, установления взаимосвязи его с биологической активностью гуминовых кислот.
Исследования являлись составной частью НИР, проводимых в Тулгоспедуниверситете им. Л.Н.Толстого с 1972 г. в соответствии с заданиями АН СССР и корреспондировались с постановлением ГКНТ СССР от 27.02.89 г. № 101 , о Государственной научно-технической программе "Экологически чистая энергетика", проект "Синтетическое жидкое топливо", а также с приказом ГК РСФСР по делам науки и высшей школы от 12.08.91 г. М 716 о Республиканской научно-технической программе "Наукоемкие химические технологии"; программой правительства РФ " Оздоровление экологической обстановки и охраны здоровья населения России" на 1993-2000 г.г. Кроме того, выполнение данных работ включено в программы Российского фонда фундаментальных исследований "Университеты России".
Цели и задачи исследования. Основными задачами работы являлись: детальное изучение химического состава торфа Суворовского района Тульской области и гуминовых кислот, выделенных из него;
- і -
выбор оптимальных условий наработки узких фракций гуминовых кислот, развитие представлений об их структурных единицах, характере распределения в макромолекулах алициклических, гидроароматических, ароматических и гетероциклических фрагментов, природе и количественном содержании функциональных групп; установление взаимосвязи структурной организации компонентов гуминовых кислот с их биологической активностью; проведение полевых испытаний гуминовых препаратов на широком спектре сельскохозяйственных культур; выявление характера влияния последних на урожайность и биохимические показатели продукции.
Для решения поставленных задач было необходимо: обобщить и критически проанализировать сведения о химическом составе торфов и гуминовых кислот различного происхождения; разработать схему их комплексного исследования с привлечением современных физико-химических методов анализа; установить особенности химического состава битумов, водорастворимых и легкогидролизуемых, редуцирующих, трудногидролизуемых веществ (целлюлозы), гуминовых и фульвокис-лот; определить количественное содержание и динамику распределения различных функциональных групп, а также соединений, отвечающих за биологическую активность гуминовых кислот, типа стеринов, каротиноидов, металлопорфиринов, тритерпеноидов, алкалоидов в их различных фракциях; провести полевые испытания гуминовых препара-'* тов на различных сельскохозяйственных культурах; выявить характер влияния данных препаратов на урожайность и биохимические показатели продукции.
Научная новизна. Комплексом современных физико-химических методов анализа (элементный, эмиссионный спектральный, рентгенофлу-оресцентный, химический групповой, количественный функциональный, структурно-групповой, Ш-, УФ-спектроскопия, криоскопия, капиллярная газожидкостная и препаративная тонкослойная хроматография) впервые выполнено подробное комплексное исследование торфа Суворовского района Тульской области, а также гуминовых кислот, выделенных из него. Разработана схема адсорбционной жидкостной хроматографии, позволившая разделить торфяные гуминовые кислоты на большое число узких фракций, значительно различающихся молекулярной массой, элементным и функциональным составом, степенью ароматичности, нафтеновасти, замещенности алкильными цепями, содержанием стеринов, каротиноидов, алкалоидов, тритерпеноидов, металло-
порфиринов. Препаративной тонкослойной хроматографией из отдельных фракций гуминовых кислот выделены и идентифицированы р-ситос-терин, р-ситостанол, р-стигмастерин, каротиноиды. Тестирование на биологическую активность показало, что она коррелирует с химическим составом гуминовых кислот. Проведены производственные испытания препаратов на основе торфяных гуматов калия, подтвердившие их высокую биологическую активность и доказавшие целесообразность использования подобных препаратов для производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
Основные положения, выносящиеся на защиту: впервые полученные подробные сведения о химическом составе торфа Суворовского района Тульской области; схема адсорбционной жидкостной хроматографии гуминовых кислот; результаты исследования их узких фракций комплексом современных физико-химических методов анализа; данные полевых испытаний гуминовых препаратов на большом наборе сельскохозяйственных культур в различных климатических зонах.
Научные и практические рекомендации
-
Впервые полученные новые сведения о химическом составе торфа Суворовского района Тульской области дополняют и расширяют наши познания о природе каустобиолитов, позволяют установить генетическую связь с составом растений-торфообразователей, особенности их биохимических преобразований, объяснить высокую биологическую активность как исходного торфа, так и отдельных групп соединений его.
-
Разработанная схема адсорбционной жидкостной хроматографии в дополнении с препаративной тонкослойной хроматографией может быть рекомендована для подробного изучения химического состава различных ископаемых топлив, продуктов их термохимической и химической переработки, а также целенаправленного выделения соединений с высокой биологической активностью.
-
Результаты полевых испытаний позволяют выдать практические рекомендации по широкому внедрению препаратов на основе торфяных гуминовых кислот в сельскохозяйственное производство с целью получения высоких урожаев экологически чистой продукции.
-
Результаты работы могут быть включены в учебные программы Высшей школы по органической геохимии, геохимии, палеоботанике, биохимии, геологии каустобиолитов, химии и технологии твердых го-
рючих ископаемых, аналитической химии.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов (г.Тула, Тулгоспединститут им. Л.Н.Толстого, Тульский государственный университет; г. Новомосковск НИ РХТУ им. Д.И.Менделеева; 1-ой Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Тула, ТГУ).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 1 статья и тезисы 3 докладов на 1-ой Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности (г.Тула, ТГУ).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, изложенных на 191 странице, включая 17 рисунков и 16 таблиц, а также перечня использованной литературы из 259 наи-менований на 28 страницах.
Гуминовые вещества торфа
В органической массе торфов, как в молодом геологическом образовании, обнаружены ароматические альдегиды, органические кислоты, различные низкомолекулярные соединения фенольного характера, аминокислоты, полипептиды, ферменты, витамины В}, Вг, В3, В12, РР, стерины, антибиотики, изопрено-идные и стероидные спирты, кетоны, липиды, каротиноиды, соединения с гиббериллино-подобной активностью, порфирины, н- и изоалканы, гуминовые и фульвокислоты, углеводы, макро- и микроэлементы, являющиеся продуктами преобразования материала высокоорганизованных наземных и водных растений [1], водорослей [23, производных лигнина, липидов растительных клеток, восков и в определенной степени отражающих ботанический состав растений-торфообразователей, отличающихся друг от друга по химическому составу. Это придает определенные свойства различным видам торфа и обуславливает их неоднородность [3-7]. Вопрос о мере и степени участия в торфообразо-вании тех или иных индивидуальных соединений органической части растений остается дискуссионным в течение нескольких десятилетий. В.Раковским и Е.Лукашенко [3,83 исследовано изменение химического состава некоторых растений-торфообразователей в течение вегетационного периода, а также проведена идентификация компонентного состава отдельных из них [7,93.
Одной из составляющих органической массы торфа (ОМТ) являются битумы, представляющие собой смесь восков, смол (липидная часть исходного растительного материала) и парафинов, содержание которых зависит от типа и степени разложения торфа. С увеличением последней количество битумов в торфе, как правило, возрастает. Однако, отмечены случаи, когда при одинаковой степени разложения и ботаническом составе образцы торфа различных месторождений дают разный выход битумов [103, что объясняется различием условий торфообразования, влиянием минерального состава грунтовых вод, влажности, интенсивности микробиологических процессов и др.
При изучении химического состава битумов Г.Наумова и др. [111 для их разделения на нейтральную и кислотную часть использовали ионообменную хроматоргафию. Показано, что разложение мха в торфяной залежи способствует обогащению битумов кислотами. Так, если битум сфагнового мха на 23.0 % представлен кислотной частью, то битумы торфа со степенью разложения 5 и 20 %, соответственно, содержат 30. 4 и 34. 6 % кислых компонентов. Выход нейтральной части составил 77.0, 69.6 и 65.4 %, соответственно. Результаты тонкослойной хроматографии (ТСХ) показали, что нейтральная часть всех битумов содержит углеводы, сложные зфиры, карбонильные соединения, алифатические спирты и стерины. При этом содержание стеринов возрастает от мха к торфу и с возрастом торфа. Такую же тенденцию к накоплению имеют карбонильные соединения и сложные эфиры. Разделив кислотную часть битумов карбамидом на соединения с прямой и разветвленной цепью, а также циклические и, охарактеризовав их по физико-химическим показате - 14 лям установили, что при переходе от мха к торфу и с увеличением степени разложения последнего, битумы обогащаются кислотами изо- и циклического строения (с 45.5 до 56.8 и до 72.5 %), а содержание кислот н-строения снижается (от 54.5 до 46.2 и до 27.5 %, соответственно). Существенно изменяется состав кислот изосторения и циклических. Если кислоты битума мха имеют т.пл. 42-50 С, то для кислот битума торфа (R=5 %) т.пл. 44-59 С, а битума торфа (R=20 %) - 55-60 С. В такой же последовательности увеличивается т.пл., а следовательно и средняя молекулярная масса кислот н-строения. Показано, что превращения ОМТ в первую очередь связаны с относительным накоплением воскообразных веществ, характеризующихся высокой биохимической устойчивостью. В составе битумов изменяются соотношения нейтральных соединений и кислот. При переходе от сфагнового мха к торфу и при увеличении степени разложения последнего восковые кислоты обогащаются соединениями изост-роения при снижении выхода кислот н-строения. В составе битумов значительно возрастает содержание стеринов.
П.Белькевич и др. [12] исследовали химический состав свободных кислот спирторастворимой части смолы торфяного воска. Согласно ИК-спектроскопии фракция свободных кислот предположительно состоит из смеси кислот изостроения (2960, 2995, 2870, 2865, 1468, 1380 см"1) и небольшого количества кислот с прямой цепью (730-720 см"1). Суммарные кислоты переводили в метиловые эфиры и делили препаративной тонкослойной хроматографией (ПТСХ) на предельные и непредельные соединения. Метиловые эфиры предельных кислот обрабатывали карбамидом в метаноле, получая кислоты с прямой и разветвленной
цепью. Метиловые эфиры алифатических кислот н-строения (выход 33 мас.%, т.пл. 48 С) имели в ИК-спектре полосы поглощения (п. п. ): (2960 выступ, 2925 о. с., 1865 о. с., 1740 о. с, 1468 с, 1420 сл. с, 1380 ср., 1250 Ср., 1200, 1175 с, 1115 ел., 885, 730-720 ср.дублет см"1). Капиллярная газожидкостная хроматография (КГ1Х) смеси метиловых эфиров кислот спир-торастворимой части торфяного воска позволила идентифицировать в их составе кислоты С1б-С32, с преобладанием гомологов с четным числом атомов углерода в цепи, а в количественном соотношении кислот: С20 (н-экозановая) - 6.2, С22 (н-докоза-новая) - 9.6, С24 (н-тетракозановая) - 27.4, С2б (н-гексако-зановая) - 26.0, С28 (н-октакозановая) - 10.5 мас.%. Метиловые эфиры кислот изостроения (выход 34.6 мас.%, т.пл. 38 С) в ИК-спектре имели п. п.: (3540-3430 о. сл., 2960, 2925 о. с, 1735 с, 1620 сл., 1468 с, 1450 перегиб, 1383 ср., 1370 ступень, 1250 о. с, 1200 ср., 1175 ср., ИЗО сл., 890 сл., 775 сл., 730 дублет, см-1). Изучение фракции метиловых эфиров непредельных кислот с одной и двумя двойными связями (выход 31.4 мас.%, т.пл. 25-38 С) позволило установить наличие метиловых эфиров кислот С16-С24, с доминированием С18, соответствующему метилолеату. В составе непредельных кислот с двумя двойными связями присутствовали эфиры кислот Ci6" C20, с преобладанием С18.
Эмиссионный спектральный анализ
В синтезе мономеров структурной модели ГК, предложенной В.Раковским [102], принимают участие гексозы, пентозы и уро-новые кислоты, несущие карбоксильные группы. Сочетание этих углеводов дает шесть структурных типов ГК с молекулярной массой от 210 до 254 а. е. м. При молекулярной массе условного блока 1400 а.е.м., число мономеров составляет от 5 до 7. В.Раковский делает заключение, что ГК являются дифуранбензо-лами. По данным Т.Гопоненкова и Л.Шацмана [103], в состав ГК входит до 16 аминокислот, а С.Манская [104] также отмечает наличие в макромолекулах ГК азотсодержащих структур.
Обобщение данных химического, рентгеноструктурного и спектрального анализов позволило В.Касаточкину с сотрудниками [105-107] установить некоторые принципиально общие черты ГК почв, торфа и углей. Рентгеноструктурный анализ свидетельствует о наличии в составе молекул ГК атомных сеток ароматического углерода и неорганизованного в ароматические сетки углерода, входящего в состав боковых разветвленных цепей линейно полимеризованных атомов углерода. ГК различных видов топлив при общих принципах строения различаются размером ароматических ядер, количеством и природой боковых цепей.
УФ-спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой областях ГК позволили установить наличие систем двойных сопряженных связей. В цепи сопряжения принимают участие кислородсодержащие, особенно, хиноидные группы. ИК-спектроскопией в составе ГК обнаружены замещенные и конденсированные ароматические циклы, эфиры, спиртовые и хиноидные группы, алифатические цепи, двойные коньюгированные связи. Спектры ЗПР ГК дают узкий синглетный сигнал при д-факторе, характерном для неспа-ренного электрона свободных радикалов. Сделан вывод о наличии в молекулах ГК стабильных свободных радикалов ароксиль-ного и семихиноидного типов, причем не каждая молекула содержит стабильный свободный радикал [1083.
И.Комиссаров и Л.Логинов [1093, изучая молекулярную структуру ГК почв, торфов и углей методом ЗПР, также обнаружили их парамагнетизм, обусловленный, по-видимому, наличием делокализованных электронов в составе свободных радикалов семихинонного типа. Определенный вклад в повышение уровня парамагнетизма дает рост содержания ароматических полисопряженных ядер, а также функциональных групп, вследствие возрастания эффективности молекулярных взаимодействий, обусловленных водородными связями [110, 1113. Сделан вывод [112-1143, что в целом макромолекулы ГК характеризуются статистически непрерывным набором различных структурных единиц, неоднородных по размерам конденсированных ароматических ядер из 5-6 бензольных колец, длине и составу соединительных звеньев, а также и периферийных, нерегулярных структурных элементов. При двухфазном строении ГК содержащийся в них углерод находится в двух формах-ароматического с sp2-валентными электронами и алифатического с sp3-гибридизированными электронными орбиталями. Ароматический характер полициклических ядер и сопряженная связь в соединительных звеньях между ними, обусловливает копланарность макромолекул ГК. Важнейшая роль сопряженных связей в формировании свойств ГК была отражена авторами в предложенной структурной схеме от - 58 дельного фрагмента ГК. Носителями специфических свойств ГК служат конденсированные ароматические ядра, соединенные друг с другом через цепи, имеющие достаточное сопряжение углерод-углеродных и других связей, обеспечивающих свободное перераспределение электронной плотности в пределах всей макромолекулы. Периферийные, нерегулярные структурные элементы-переменные компоненты, которые могут быть, а могут и не быть в составе макромолекул. Строение макромолекул не является строго стабильным, оно подвержено статистическим флюк-туациям. Расстояние между ароматическими ядрами в макромолекулах можно оценить 3,8-3,9 А. Молекулярная масса "первичного" фрагмента около 1000 а. е.м., а линейные размеры 14x20 А. Вся макромолекула, состоящая из таких фрагментов, способна образовывать лентообразные цепи шириной около 20 А. В твердом состоянии плоские молекулы "упакованы" в пачки по несколько слоев, что является локальным проявлением частичной упорядоченности при межмолекулярном взаимодействии.
Одной из наиболее современных формул ГК является схема структурной ячейки, предложенной Д. Орловым [115-117], которая не предусматривает наличия многоядерных конденсированных ароматических систем. Между тем, присутствие ароматических полициклов в составе макромолекул ГК было доказано экспериментально восстановлением их цинком [118, 119] и флуоресцентной спектроскопией [120]. Кроме того, существует мнение [121], что в спектрах 13С ЯМР сигнал с химическим сдвигом 130 ррш обусловлен стабильными ароматическими системами. Несмотря на отсутствие прямых доказательств, в формуле Д.Орлова очень логичным представляется нахождение азотсодержаще - 59 го структурного фрагмента феноксазоновой природы, являющегося производным феноксазина, который определяет хромофорную часть антибиотика актиномицина, продуцируемого грибками, широко распространенными в природе.
Современные методы анализа; ЯМР-спектроскопия с кросс-поляризацией и вращением образца при магических углах, ИК-спектроскопия с Фурье преобразованием, высокоэффективной жидкостной и тонкослойной хроматографии, электронной микроскопии, хромато-масс-спектрометрии позволили существенно углубить наши познания о химическом составе ГК.
Определение гетероциклического кислорода
ИК-спектры снимались в тонких пленках или в таблетках с КВг (соотношение проба: КВг - 1:100) на спектрофотометре "Спекорд М 80" (ГДР). Программа регистрации ИК-спектров была записана на двух блоках: Блок № 1 программы измерений: спектральная область 4000-2000 см"1, ступень энергии - 12, номинальная спектральная ширина щелиб см"1, время интегрирования - 0,5 с, время измерения - 10 мин, сдвиг точки нуля шкалы координат - 100, ширина диапазона ординат - 80, растяжение шкалы волновых чисел - 1 (или 2).
Блок № 2 программы измерений: спектральная область 2000-200 см"1, ступень энергии - 8, номинальная спектральная ширина щели - 4 см"1, время интегрирования - 0,25 с, время измерения - 10 мин, сдвиг точки нуля шкалы координат - 80, ширина диапазона ординат 50, растяжение шкалы волновых чисел - 1(или 2).
Режим пропускания. Регистрация в страничном режиме. Точность индикации волнового числа + 0,1 см"1. Отнесение полос поглощения в ИК-спектрах проводилось в соответствии с литературными данными [124,125,126,181,185,195-214]. Степень ароматичности пробы, на основе ИК-спектроскопии, рассчитывалась по методике, описанной в [215-2253. Структурно-групповой состав, исходя из данных ИК-спектроскопии, рассчитывался по методикам, предложенным в [209,219, 224-230].
Спектры в УФ-и видимой областях снимались на спектрофотометре "Спекорд М 40" (ГДР) в растворе спектрально чистых гексана, четыреххлористого углерода или этанола. Концентрация растворов составляла около 10 z моль/л. Кюветы кварцевые, длина рабочей грани 2 и 5 мм. Спектральная область 20000-54000 см"1.
Режим экстракции. Интерпретация электронных спектров проводилась в соответствии с литературными данными [181,195-197,230-232].
Спектры ЯМР на ядрах Ни 3С регистрировались в импульсном режиме на спектрометре "Bruker-WP-200M при рабочей частоте 50 МГц (13С) и 200.1 МГц (1Н) с использованием квадру-польного детектирования. Ширина спектра составляла 12145 Гц і13С) и 500 Гц ( H). Спектры 13С ЯМР с шумовой развязкой от протонов получены после 1000 прохождений. Развязка от протонов выключалась на время релаксационной задержки, составляющее 2.5 с. Спектры регистрировались для растворов анализируемых образцов в дейтерохлороформе объемом 2.5 мл, которые содержали 40 масс.% образца. В качестве релаксанта вносился трисацетилацетонат хрома (0.02М). Часть спектров Н ЯМР регистрировалась на спектрометре "Tesla BS-467A" при частоте 100 МГц. Внутренний стандарт - гексаметилдисилазан. Интерпретация спектров проводилась согласно [195-197,233-2383.
Хромато-масс-спектрометрия и масс-спектрометрия выполнялись на хромато-масс-спектрометре, состоящем из хроматографа "Hewlett-Packard 5840А" (США) и масс-спектрометра. Условия хромато-масс-спектрального анализа (ХМС); колонка кварцевая капиллярная с 0V-101 (0. 2 мм х 50 м). Деление газового потока 1:100; объем вводимой пробы 0.05-0.1 мкл; температура испарителя хроматографа и ионного источника 300 и 250С, соответственно. Энергия ионизации 70 ЭВ, скорость сканирования 2с/спектр. Обработка полученных масс-спектров и их расшифровка осуществлялись с помощью ЭВМ с банком данных для 600000 соединений различных классов.
Капиллярная газожидкостная хроматография торфяного битума, отдельных углеводородных фракций гуминовых кислот выполнялась на хроматографе "Hewlett Packard 5840 А" (США) с использованием кварцевой капиллярной колонки (50м, 0.25 мм); детектор пламенно-ионизационный. Температура испарителя и блока детектора 350 С. Режим программирования: изотермическая выдержка при 80 С 10 мин; подъем температуры до 300 С со скоростью 5 С/мин, изотермическая выдержка 45 мин. Идентификация индивидуальных компонентов осуществлялась с использованием стандартных смесей фирмы "Hewlett Packard", относительных времен удерживания и индексов Ковача, а также литературных данных [181,239-256]. Для большого числа соеди - 100 нений идентификация подтверждена хромато-масс-спектрометри-ей.
Влияние торфяных гуматов калия на урожайность и биохимические показатели картофеля
В ИК-спектрах отдельных фракций этанольного элюата (5) ГК были идентифицированы следующие полосы поглощения (v, см"1) . Хлороформный элюат (5.1) - очень интенсивные п.п. СН3-и СН2- групп, (СН2) 7, (2980-2950, 2820-2850, 1460, 1260, 1380, 720); насыщенных циклов (1470, 1270, 970); - интенсивные п. п. ароматических колец (3010-3030; 1500-1600, интенсивность п. п. 15Q0M600); кетонов (1715, 1100, алифатических; 1300 - ароматических); сложных эфиров и лактонов (1755, 1300, 1050); насыщенных и ненасыщенных кислот (3500-3600, 3300-2500, 1700-1720, 1690); тиофенов (1515-1535, 1430-1455, 1345-1360); фурановых циклов (1570-1605, 1475-1510, 1380-1400, 820-885, 740-880); - средней интенсивности п.п. спиртов и фенолов (3450-3550, 3580-3420, 1230-1140, 1310-1410, 1075-1000, 1350-1260); стероидных структур (3630-3638, 1020-1040, 1065); первичных и вторичных аминов, пиррольных циклов (3390-3500, 3350-3420, 1590-1650, 750-650); - малоинтенсивные п.п. кратных связей (680, 705, 1640, 1650), в т.ч.; терпенов (1430-1400, 1630-1660, 935-995, 880-890)
Ацетоновый злюат (5.2) - довольно интенсивные п.п. СН3-и СН2-групп, (СН2 ) 5, (2975-2925, 2850-2825, 1460-1269, 1380, 730); спиртов и фенолов (3450-3550, 3580-3420, 1230-1140, 1310-1410, 1075-1000); кетонов (1700-1650, 1650-1600, 1100-1300); - интенсивные п.п. насыщенных циклов (1470, 1270, 970), сложных эфиров и лактонов (1735, 1300-1050); - 137 - малоинтенсивные п.п. ароматических колец (3010-3030, 1510, 1605); кратных связей, в т.ч. терпенов (1630-1660, 1430-1400, 880-890, 983-995); карбоновых кислот (3500-3600, 3300-3250, 1700-1725, 955-800); первичных и вторичных аминов (3390-3500, 3330-3420, 1590, 1650, 750, 850); кислород-, азот- и серосодержащих гетероциклов (3010-3100, 1515-1535, 1570-1605, 1430-1455, 1475-1510, 1380-1400, 750-690, 820-885, 740-880).
Этанольный элюат (5.3) - интенсивные п.п. ароматических колец (3010-3030, 1510-1605), повышенная интенсивность п. п. 1605 указывает на присутствие конденсированных ароматических колец (фенантреновых); насыщенных циклов (1470, 1270, 970); спиртов и фенолов (3450-3550, 3580-3420, 1230-1140, 1310-1410, 1045-1000, 1350-1260, 1120-1030, 1350-1260); стероидных структур и терпенов (3638-3630, 1020-1040, 1065); кетонов (1415, 1100 - алифатических, 1650-1600, ароматических); карбоксильных групп предельных и непредельных кислот (3500-3600, 3300-3250, 1700-1425, 955-880); первичных и вторичных аминов, аминокислот (3100-2600, 2230-2000, 1220-1190, 1755-1730, 500, 3300-3420, 1590-1650, 750-850); - средней интенсивности п.п. сложных эфиров и лактонов (1735-1300, 1050); кислород-, азот- и серосодержащих гетероциклов (770-800, 800-840, 710-750, 910); - малоинтенсивные п.п. СН3- и СН2-групп с доминированием интенсивности колебаний СН2-групп, цепи - (СН2)6-СН3 (724-720); (СН2) 2 (743, 734, 729-726, 726-724); СН2-(СН3)-разветвление у третьего углеродного атома (785-770, 2975-2925, 2850-2825, 1460, 1260, 1380); кратных связей (680, 705, 1640-1650), в т.ч.: терпенов (1430-1400, 1630-1660, 985-995, 880-890). Зтанольно-уксуснокислотный (5:1, мае.) элюат (5.4) -интенсивные п.п. терпенов (1430-1400, 1630-1660, 380-390, 985-995); сульфидов и дисульфидов (500-575); - средней интенсивности п.п. насыщенных циклов (1470, 1270, 970); кетонов (1415, 1100, алифатических; 1500; 1650-1600, ароматических); хинонов (1645 СО-групп в разных кольцах); - малоинтенсивные п.п. СН3- и СН2-групп, причем СН3-групп присутствует меньше, чем СН2-групп; длина цепей не более (СН2) 3 (2975-2925, 2820-2850, 1460, 1280, 1260, 431); ароматических колец (3100-3030, 1600); кратных связей (630, 705, 1640-1650); спиртов и фенолов (3450-3350, 3580-3420, 1230-1140, 1310-1410, 1045-1000, 1350-1260, 1120-1030, 1350-1260), в т.ч. стероидных структур (3638-3630, 1020-1040, 1065); жирных кислот, сложных эфиров и лактонов (1435, 1300-1050, 3500-3600, 3300-2500, 1400-1440, 995-880); фурановых циклов (1570-1605, 1475-1510, 1380-1400, 820-885, 740-800);
