УДК 665.7.032.53

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ, ВЫДЕЛЕННЫХ РАЗНЫМИ СПОСОБАМИ

Н.В.Юдина, А.В.Зверева, В.И.Тихова, М.М.Шакиров

Институт химии нефти СО РАН, Томск,
Институт органической химии СО РАН, Новосибирск

Состав, свойства и содержание гуминовых кислот (ГК), представляющих собой полисопряженные системы с широким спектром функциональных групп, зависят от исходного сырья, способов их выделения и очистки.

В данной работе ГК выделены несколькими способами в 6 вариантах: деминерализация 10% HCl при комнатной температуре и с перегретым паром, экстракция 0,1-н раствором NaOH с нагреванием и без нагревания и осаждение 2н HCl, концентрированной HCl и Н₂SO₄. Определен элементный состав ГК. С целью более глубокого изучения изменения состава ГК было проведено исследование образцов методом ЯМР¹³С и ЭПР спектроскопии.

Выход ГК изменяется в зависимости от способа выделения от 5,3 до 20,9 мас%. Нагревание приводит к существенному увеличению выхода ГК. Величины атомных отношений С/Н в большинстве случаев имеют близкие значения 0,77-0,80. Повышается степень конденсированности ароматических фрагметов до 0,95 для ГК, выделенных с использованием перегретого пара при деминерализации. Атомные отношения С/N варьируют в пределах 17,1-19,5.

Значительные изменения в структуре ГК, выделенных разными способами, отмечены по данным ЯМР¹³С. Деминерализация 10% HCl при комнатной температуре приводит к снижению доли алифатических углеводородных фрагментов и повышению ароматических фрагментов в молекуле ГК. Содержание углерода в полисахаридных и карбоксильных фрагментах изменяется в более узких пределах.

Во всех исследованных образцах регистрируется спектр ЭПР органических парамагнитных центров, концентрация которых составляет 1,5-8,2 х 10¹⁸спин/г. Обработка торфа кипячением с гидроксидом натрия сопровождается увеличением числа радикалов, что определяется стабилизацией в щелочной среде отрицательно-заряженных анион-семихиноновых структур. Фактором, существенно влияющим на изменение параметров сигнала ЭПР, является обработка гуминовых кислот 10% HCl, приводящая уменьшению количества парамагнитных центров в два раза.

Работа поддержана грантом СО РАН