автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Химическая модификация структуры торфяных гуминовых кислот с целью повышения их биологической и сорбционной активности

ииа058086

на правах рукописи

ЯРКОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА ¿Я^'

ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ СТРУКТУРЫ ТОРФЯНЫХ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ И СОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ

05 17.07- химия и технология топлив и специальных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва -2007

003058086

Работа выполнена в Новомосковском институте Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева

Научный руководитель

кандидат химических наук, доцент Лебедева Г.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Бейлина Н.Ю.

кандидат химических наук, доцент Гаврилов Ю.В

Ведущая организация: ФГУП «Институт горючих ископаемых -научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых»

Защита диссертации состоится 17 мая 2007г. на заседании диссертационного совета Д 212.204.08 в Российском химико-технологическом университете им. Д. И. Менделеева (125047, г. Москва, Миусская пл., д. 9) в конференц-зале в 10-00 часов.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан « 3 » апреля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Д 212.204 08, к.т.н.

Разина Г.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования Торф - уникальное природное образование, его свойства привлекают внимание исследователей разных стран В России сосредоточено 40% мировых запасов торфа, поэтому весьма актуальным является вопрос о его эффективном комплексном использовании По запасам торфа в Центральной России лидирует Тверская область, где в последнее время наблюдается экономический подъем торфодобывающей отрасли, что позволит обеспечить гуминовыми материалами близлежащие регионы

Как известно, гуминовые кислоты (ГК), являющиеся по своей природе полифункциональными высокомолекулярными органическими соединениями, обладающие биологической активностью и сорбционной способностью, используются в сельском хозяйстве, ветеринарии, фармакологии, экологии Однако, несмотря на широкое их применение, еще недостаточно изучены структура и химический состав ГК, не установлены количественные зависимости между такими свойствами ГК как биологическая активность, сорбционная способность и их структурой Известно, что биологическая активность ГК зависит от содержания карбоксильных групп, фенольных гидроксилов Введение в структуру ГК отсутствующих в них галогенов (бром и йод), важных для живых организмов, позволило бы расширить сферы их применения, а повышение биологической активности привело к сокращению расхода гуминовых препаратов (ГП) Исследования в этом направлении проводятся, однако, иногда условия превращений слишком жесткие, что приводит к расщеплению структуры исходных ГК

В связи с этим представляется актуальным проведение исследований по химической модификации ГК торфяного происхождения в относительно мягких условиях с использованием реагентов, улучшающих их разносторонние свойства и расширяющих спектр применения ГК, установление связи между их химическим строением и свойствами

Исследования являлись составной частью НИР, проводимой в НИ РХТУ им ДИ Менделеева с 1997 г. в соответствии с Государственной научно-

технической программой «Наукоемкие химические технологии» и научным направлением кафедры химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза НИ РХТУ «Поиск новых синтетических и природных биологически активных соединений»

Цель работы Определение принципиальной возможности получения модифицированных ГП на основе торфяных ГК путем их химической модификации с сохранением основной структуры с целью повышения их биологической и сорбционной активности и расширения областей применения, выявление характера общих закономерностей связи молекулярной структуры ГК с их биологической и сорбционной активностью на примере торфяных ГК

Для достижения цели были поставлены следующие задачи

- Выбор методов химической модификации ГК

- Разработка методов синтеза, выбор условий получения ГП и их анализ для выявления изменений в структуре ГК

- Выявление основных закономерностей протекания процессов синтеза ГП

- Предположение структурной модели торфяных ГК, учитывающей основные особенности их химического строения.

- Проведение биологического тестирования ГП

- Оценка сорбционной способности ГП

Научная новизна

- Предложена иллюстративная модель структурной единицы ГК торфа, полученная на основе экспериментальных данных о составе и строении

- Разработаны новые и использованы традиционные методы направленной химической модификации, позволяющие для усиления заданных свойств изменять функциональный состав исходных ГК при практически постоянной молекулярной массе, избегая деструкции Применен комплекс методов, включающий восстановление хлоридом олова (II) в щелочной среде, тетрагидроборатом натрия, карбоксилирование, гидробромирование, ацилирование хлорангидридом индо-лил-3-уксусной кислоты, дающий возможность увеличить количество феноль-

ных и карбоксильных групп и ввести в структуру ГК фрагменты, повышающие их ростостимулирующее действие (атомы брома и индольные циклы) для увеличения биологической активности

- Впервые проведена модификация ГК 1,3-Дикарбонильным соединением с предварительным хлорметилированием для увеличения их сорбционных свойств

Практическая значимость работы

- Разработанные методики направленной химической модификации ГК позволяют сформулировать основные принципы получения высокоэффективных ГП улучшенного качества Экспериментально подтверждена ответственность отдельных функциональных групп, присутствующих в составе ГК за их биологическую активность и сорбционную способность

- Показано усиление ростостимулирующей активности ГП в отношении микроорганизмов дрожжей, семян растений по сравнению с ГК

- Установлено, что синтезированные ГП обладают антибактериальной активностью в отношении ряда микроорганизмов (Е coli, St aureus, С Diphtheria, грибов Candida, S Enteritidis) Это позволяет рекомендовать их для использования в качестве питательных сред и селективных добавок в них для выращивания отдельных видов бактерий, а также в перспективе для лечения стафилококковых инфекций и стафилококкового бактерионосительства у людей

- Показано, что ГП с повышенной сорбционной способностью могут быть применены в качестве сорбентов тяжелых металлов для очистки промышленных стоков химических производств

- Разработан комплекс методов химической модификации торфяных ГК для исследования структуры и свойств твердых горючих ископаемых

Апробация работы Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых и аспирантов, конференциях профессорско-преподавательского состава НИ РХТУ им Д И Менделеева (г Новомосковск, 2002-2005), конференциях «Успехи в химии и химической технологии» (г Москва, 2003, 2005), Международной научно-практической кон-

ференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г Санкт-Петербург, 2005)

Публикации По материалам диссертации опубликованы 3 научные статьи и тезисы 6 докладов

Объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав, изложенных на 121 странице, включая 15 рисунков, 29 таблиц, а также перечня использованной литературы из 231 наименования

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследования и пути ее достижения

В первой главе диссертации приведены сведения о химическом строении и природе биологической активности ГК, методах химической модификации исходных каустобиолитов и извлеченных из них ГК; описаны реализованные пути использования ГК Показано, что в настоящее время большое внимание уделяется исследованию химического строения ГК современными методами Установленным является факт биологической активности ГК по отношению к живым организмам, но мнения о ее природе противоречивы Отмечена связь параметров функционального состава ГК с биологической активностью, установлено определяющее влияние содержания фенольных и карбоксильных групп на этот фактор ГК, благодаря своему природному происхождению, являются перспективным сырьем для получения биологически активных соединений Они не являются мутагенами, не канцерогенны, не вызывают аллергии Для целенаправленного увеличения биологической активности ГК предложены различные методы обработки торфа или выделенных ГК Предполагается, что действие сильных окислителей в жестких условиях, повышая выход ГК, ухудшает их целевое качество Вероятно, это можно объяснить глубокими изменениями в структуре ГК, поскольку биологическая активность определяется совокупностью влияния различных факторов их строения и функционального состава

На основании анализа литературных данных сделан вывод о целесообразности проведения исследований по химической модификации торфяных ГК в мягких условиях и установления зависимости биологической и сорбционной активности препаратов от изменений, произошедших в химической структуре ГК Целенаправленная модификация ГК позволит изучить природу их биологической и сорбционной активности и расширить спектр применения ГП

Во второй главе обобщены результаты изучения торфа Тверской области и выделенных из него ГК, фульвокислот (ФК) и гематомелановых кислот (ГМК)

Торф — низинный, древесно-травяной, степень разложения - 40,0 %; 9,0 % (мае ), Ал 10,5 % (мае ) Элементный состав (мае % с!а£) С 53,8, Н 6,0; N 1,4, О 38,5, Б 0,3

Средняя молекулярная масса ГК (здесь и далее определялась криоскопи-ческим методом) - 1400, элементный состав (мае % <1а() С 59,1, Н 5,0, N 3,0, О 32,4, Б 0,5 (Б, <1 %), функциональный состав (мэкв/г, <1а^ фенольные гидрокси-лы (-ОНфен) - 3,86, хиноидные (С=Охин) - 2,34, карбоксильные (СООН) - 2,73, кетонные группы (С=Окег) - 0,28, йодное число (ИЧ) - 0,27, содержание гетероциклического кислорода (-О-) - 0,44; степень ароматичности (СА) - 0,69

Рис 1 Стрлтстурная модель гуминовых кислот и пространственная конформадия

этой модели

На основании данных элементного, функционального и ИК-спектрального анализов предложена структурная модель торфяных ГК, отражающая особенности химического строения Такое мономерное звено имеет брутто-формулу СзвНчзОн^, молекулярную массу 737, СА - 0,68 Структурная модель исполь-

зована для интерпретации химизма проведенных модификаций ГК, которые подтвердили ее справедливость Минимизацией полной энергии структурной модели варьированием валентных углов и межатомных расстояний методом молекулярной механики получена ее пространственная конформация (рис 1) На рис 2 приведены ИК-спектр исследуемых ГК и рассчитанный квантовохимическим методом AMI ИК-спектр структурной единицы ГК, основные полосы поглощения (п п ) в которых совпадают

II

II

I

L

iiiLhL jiL

Рис 2 ИК-спектры гуминовых кислот, полученный экспериментально (а) и теоретически рассчитанный квантовохимическим методом AMI для модели (б)

В третьей главе приведено описание физико-химических методов анализа, в том числе атомно-абсорбционной спектроскопии, ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием, криоскопии, использованных для построения модели ГК и выявления изменений химической структуры ГП Усовершенствованы применительно к ГК торфа традиционные методы восстановления и карбоксилирования, впервые разработаны методы гидробромирования, алкилирования хлорметили-рованными ГК 2,4-пентандиона, ацилирования ГК хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты

Четвертая глава посвящена разработке методов химической модификации торфяных ГК, изучению химического состава полученных препаратов, выявлению характера влияния модификации на структурные параметры ГК (молекулярную массу, функциональный состав, уровень биологической активности полученных препаратов) Приведены результаты влияния ГП на ранний онтогенез огурцов и данные биологического тестирования с привлечением штаммов раз-

личных микроорганизмов Оценена сорбционная способность модифицированных ГП по отношению к водным растворам солей металлов РЬ2+, Сс12+, Си2+, Мп2+, гп2+ Полученные препараты испытаны с положительными результатами на реальных стоках химического предприятия

Изучено влияние времени реакции, температуры и концентрации БпСЬ на процесс восстановления ГК в атмосфере воздуха и оксида углерода (IV) (табл 1,2)

Таблица 1

Влияние времени на процесс восстановления ГК хлоридом олова (II) в щелочной среде (1=20°С, массовое соотношение ГК/ЭпСЬ - 2)

Структурные параметры, мэкв/г, с1аГ Исходные ГК Время реакции, ч Лтх

2 4 6

возДух со2 воздух со2 воздух

Мг 1400 1230 1410 1210 1350 1210 + 20

-онфсн 3,86 4,76 5,31 4,90 5,52 5,12 + 0,09

С Охнн 2,34 1,79 1,10 1,62 1,06 1,48 ±0,04

соон 2,73 2,70 3,35 2,70 3,42 2,70 + 0,07

с=окет 0,28 0,16 0,11 0, 14 0,08 0, 07 ±0,01

ич 0,27 0,26 0,22 0,24 0,20 0,20 ±0,01

БА, % 100 +11,3 +13,2 +13,2 +16,0 +14,2 ±0,5

Выход ГП, % - 89 95 88 96 82 ±0,5

Примечания Мг — молекулярная масса; БА — прирост биологической активности, определенной дрожжевым тестом, по отношению к исходным ГК, БА которых принята за 100%, выход ГП рассчитан в % <1аГ, Ащк— максимальный доверительный интервал

Результаты экспериментов показали, что при обработке ГК 5пС12 в щелочной среде происходили значительные изменения в структуре хиноидные группы восстанавливались до фенольных, число карбоксильных групп на воздухе не изменялось, а в атмосфере С02 - возрастало, в результате чего увеличивалась биологическая активность ГП (табл 2) В то же время, молекулярная масса синтезированных ГП была близка к показателю для ГК, что свидетельствует о

незначительной деструкции Массовое соотношение ГК/5пС12 варьировалось от 1 до 10 Показано, что предпочтительным по биологической активности полученных препаратов является соотношение ГК/8пС12 = 2

Таблица 2

Влияние температуры на процесс восстановления ГК хлоридом олова (II)

в щелочной среде (массовое соотношение ГК/ 5пС12 - 2, время -2 ч)

Структурные параметры, мэкв/г, ёаГ Исход ные ГК Температура, °С Аовс

20 40 60

ВОЗдух С02 воздух со2 воздух С02

мг 1400 1230 1410 1170 1230 1090 1140 + 18

"ОНфсн 3,86 4,76 5,31 5,03 5,63 5,29 5,65 ±0,11

с=о ^ ^хин 2,34 1,79 1,10 1,31 0,83 0,95 0,71 + 0,03

соон 2,73 2,70 3,35 2,70 3,44 2,79 3,83 ±0,08

с=окег 0,28 0,16 0,11 0,06 0,03 0,04 0,00 ±0,01

ич 0,27 0,26 0,22 0,26 0,20 0,24 0,21 ±0,01

БА, % 100 +113 +132 +14Д +15,1 +17£ +17^ ±0,6

Выход ГП, % - 89 95 82 90 76 80 ±0,5

Восстановление ГК тетрагидроборатом натрия, во избежание разложения реагента, также проводили в щелочной среде при 25°С (табл 3, 4)

Таблица 3

Влияние времени на процесс восстановления ГК тетрагидроборатом натрия

(1=25°С, массовое соотношение ГК/ЫаВНЦ - 10)

Структурные параметры, мэкв/г, сМ Исходные ГК Продолжительность реакции, ч Атас

1 2 3

Мг 1400 1350 1340 1300 + 14

-он4ш 3,86 4,70 4,86 4,88 ±0,08

с=о ^ ^хин 2,34 1,41 1,34 1,30 ±0,04

соон 2,73 2,73 2,72 2,70 ±0,03

с=окет 0,28 0,07 0,04 0,00 ±0,03

ич 0,27 0,19 0,14 0,16 ±0,02

БА, % 100 +7,5 +9,4 +5,7 ±0,4

Выход ГП, % - 96 96 98 ±0,5

№ВН4 восстанавливал хиноидные группы до фенольных, кетонные группы - до спиртовых гидроксилов, число карбоксильных групп практически не менялось

Сравнение двух исследованных восстановителей указало на большую эффективность ЫаВН4 (~15 %) Следует отметить, что воздействие ЫаВН4 в атмосфере воздуха меньше сказалось на изменении молекулярной массы ГК в присутствии ЗпС12 она уменьшалась на 20 %, а в случае ЫаВН4 - на 7 %, что, очевидно, объясняется выделением водорода в ходе реакции восстановления ЫаВН4 Результаты по определению ИЧ свидетельствовали о частичном гидрировании кратных связей

Таблица 4

Влияние концентрации тетрагидробората натрия на процесс восстановления ГК

(1=25°С, время 1 ч)

Структурные параметры, мэкв/г, <М Исход ные ГК Массовое соотношение ГК / №ВН4 Атк

10/1 10/2 10/3 10/5

Воздух со2 Воздух С02 Воздух со2 Воздух со2

Мг 1400 1350 1380 1350 1350 1350 1360 1350 1360 ±15

-ОНфе„ 3,86 4,70 5,16 5,34 5,42 5,69 5,72 5,72 5,70 ±0,12

С~Охин 2,34 1,41 1,02 1,07 0,88 0,79 0,77 0,74 0,70 +0,04

СООН 2,73 2,73 3,50 2,73 3,49 2,70 3,72 2,70 3,78 +0,07

с=ок„ 0,28 0,07 0,04 0,03 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 ±0,03

ИЧ 0,27 0,19 0,17 0,12 0,13 0,11 0,12 0,10 0,06 +0,01

БА, % 100 +7,5 +7,5 +15,1 +142 +15,1 +27,4 +23,6 +20,8 ±0,4

Выход ГП, % - 96 92 88 90 90 93 87 92 +0,5

Эксперименты, проведенные в атмосфере С02 показали, что вместе с повышением содержания фенольных групп увеличивалось число карбоксильных групп на 22-38 % Это позволило предположить протекание в щелочной среде карбоксилирования по Кольбе При трехкратном избытке ГК по отношению к восстановителю достигался наилучший результат по биологической активности синтезированных ГП, которая возрастала на 27,4 %

Для увеличения содержания карбоксильных групп, положительно влияющих на биологическую активность, исследован процесс карбоксилирования исходных ГК и ГП, полученных восстановлением 8пС12 и ЫаВН4 (табл. 5). Карбок-силирование проходило в водном растворе КЫС03, который при кипячении выделял углекислый газ и образовывал щелочную среду, превращая ГК в гуматы Это взаимодействие подобно карбоксилированию фенолов по Кольбе Максимальное число карбоксильных групп наблюдалось для препаратов восстановленных КаВН4 Исследования показали, что при карбоксилировании КНС03 увеличение числа карбоксильных групп значительнее, чем в атмосфере С02 в процессе восстановления (табл 1, 2 и 4) Молекулярная масса ГП в процессе карбоксилирования практически не изменялась благодаря активному разложе-

нию КНСОзв ходе реакции и изоляции ГК от кислорода воздуха

Таблица 5

Влияние структуры субстрата на процесс карбоксилирования

ГК, гк,

Структурные восстановлен- восстановлен-

параметры, Исходные ГК ные 8пС12 ные НаВН4 Ат»

мэкв/г, (1аГ (20°С, 2 ч, 2/1) (25°С, 1 ч,10/1)

* ** * ** * **

мг 1400 1470 1230 1410 1350 1390 + 20

-ОНфен 3,86 3,76 4,76 4,76 4,70 4,86 ±0,08

2,34 2,34 1,79 1,79 1,41 1,34 + 0,04

соон 2,73 3,70 2,70 3,85 2,73 4,12 + 0,08

с=окет 0,28 0,25 0,16 0,14 0,07 0,07 + 0,02

ич 0,27 0,27 0,26 0,17 0,19 0,10 ±0,01

БА, % 100 +8,5 +11,3 +10,4 +7,5 +11,3 ±0,3

Выход ГП, % - 96 89 86 96 93 ±0,5

Примечание * - до карбоксилирования, ** - после карбоксилирования

Восстановление ГК бромоводородной кислотой наряду с увеличением числа фенольных групп позволило одновременно вводить в их структуру бром

Влияние продолжительности и температуры обработки ГК бромоводородной кислотой показано в табл 6 Массовая доля брома в полученных ГП изменялась от 0,23 до 2,63% При этом наблюдалось повышение содержания феноль-

ных групп при снижении количества хиноидных, что позволило предположить присоединение бромоводорода по хиноидным фрагментам ГК Бромоводород присоединялся по кратным связям, также происходило расщепление кислородсодержащих гетероциклов (уменьшается ИЧ и содержание гетероциклического кислорода) Обработка в течение 0,5 ч оказывала достаточно мягкое воздействие, как на воздухе, так и в аргоне; молекулярная масса ГП оставалась постоянной При повышении температуры до 20°С содержание гетероциклического кислорода снижалось до 0,26 мэкв/г Гидробромирование в атмосфере аргона несколько уменьшало расщепляющее действие НВг Массовая доля брома в ГП не превышала 0,8 % В то же время почти в 2 раза снизилось количество хиноидных и, соответственно, возросло число фенольных групп (от 3,86 до 5,30 мэкв/г)

Таблица 6

Влияние температуры и времени гидробромирования на структурные

параметры и биологическую активность модифицированных ГП (Снвг=40 мае %)

1,°С Вре мя, ч Выход ГП, % СВг, мае % мг -ОНфо, о=о ИЧ -о- БА, %

мэкв/г,

Исх ГК - - 0,00 1400 3,73 2,40 0,26 0,42 100

-5 0,5 97 (97) 0,23 (0,60) 1400 (1400) 4,00 (4,05) 2,16 (2,11) 0,20 (0,22) 0,44 (0,44) +1,0 (+3,8)

10 95 (97) 0,40 (0,62) 1380 (1400) 4,43 (4,72) 1,75 (1,48) 0,20 (0,20) 0,38 (0,40) +4,7 (+11,3)

20 93 (94) 0,54 (0,80) 1360 (1400) 4,91 (5,30) 1,40 (1,25) 0,24 (0,18) 0,26 (0,30) +11,3 (+17,9)

-5 2,0 94 (93) 0,72 (0,80) 1360 (1380) 4,16 (4,52) 2,10 (1,79) 0,25 (0,20) 0,35 (0,40) +8,5 (+15,1)

10 89 (91) 1,30 (1,15) 1250 (1300) 4,83 (5,40) 1,32 (1,08) 0,16 (0,12) 0,18 (0,27) +13,2 (+22,6)

20 76 (79) 1,88 (2,63) 1080 (1130) 5,79 (5,95) 0,74 (0,61) 0,12 (0,00) 0,00 (0,12) +38,7 (+39,0)

Дт* +0,5 ±0,03 ±20 +0,12 +0,03 ±0,02 ±0,02 ±0,7

Примечание без скобок - при гидробромировании в атмосфере воздуха, в скобках - в атмосфере аргона, СВг- концентрация брома в препарате

Проведение гидробромирования в течение 2 ч при 20°С позволило ввести 2,63 мае % брома, при этом полностью насыщались кратные связи, молекулярная масса уменьшалась на 35%, разрушались кислородсодержащие гетероциклы, в 4 раза сокращалось содержание хиноидных групп, возрастало содержание фе-нольных групп Биологическая активность этих ГП увеличилась в 1,39 раза По результатам гидробромирования в атмосфере инертного газа - аргона можно сделать вывод о влиянии кислорода как окислителя на величину молекулярной массы ГП В присутствии аргона она была выше, чем у исходных ГК, а на воздухе при времени обработки кислотой в течение 2 ч уменьшалась почти в 1,5 раза, что отражалось и на функциональном составе ГП Положительный результат достигался при использовании концентрированного раствора бромоводород-ной кислоты при времени обработки 0,5-1,0 ч Биологическая активность повышалась с ростом числа фенольных групп и содержания брома в препарате

Таблица 7

Влияние концентрации бромоводородной кислоты на структурные параметры и

биологическую активность модифицированных ГП (время 0,5 ч, 1=20°С)

Снвг, мае % Выход ГП, % СВг, мае % м, -ОНфо, оси ИЧ -О- БА, %

мэкв/г, с!аГ

ИсхГК - 0,00 1400 3,73 2,40 0,26 0,42 100

20 92 (98) 0,30 (0,32) 1400 (1450) 4,20 (4,35) 2Д4 (1,73) 0,20 (0,23) 0,42 (0,44) +3,7 (+5,7)

30 96 (98) 0,38 (0,56) 1400 (1430) 4,63 (4,67) 2,00 (1,50) 0,22 (0,20) 0,33 (0,37) +5,7 (+6,6)

40 94 (94) 0,54 (0,80) 1360 (1400) 4,91 (5,30) 1,40 (1,25) 0,24 (0,18) 0,26 (0,30) +11,3 (+17,9)

Дшк ±0,5 ±0,02 + 16 ±0,11 ±0,04 ±0,01 ±0,01 + 0,2

Концентрация бромоводородной кислоты влияла на содержание брома в ГП (табл 7) При проведении обработки на воздухе ИЧ почти постоянно (0,20 -0,24 мэкв/г), расщепление кислородсодержащих циклов уменьшалось по мере снижения концентрации кислоты Так, при концентрации кислоты 40 % содержание -О- составляло 0,26 мэкв/г, а при обработке 20 %-ой бромоводородной

кислотой - 0,42 мэкв/г (в исходных ГК этот показатель составлял 0,44 мэкв/г) Молекулярная масса синтезированных ГП практически постоянна

Проведение аналогичных опытов в атмосфере инертного газа показало, что при этом более активно шло присоединение НВг по кратным связям (ИЧ падало до 0,18 мэкв/г при концентрации кислоты 40 %) и по хиноидным фрагментам (содержание С=Охин уменьшалось почти в 2 раза, содержание -ОНфе„ возрастало по сравнению с исходными ГК и гидробромированными на воздухе) Массовая доля брома в ГП увеличилась от 0,32 % до 0,80 %, что выше, чем при проведении аналогичных процессов в атмосфере воздуха

Как известно, ГК обладают комплексообразующими свойствами, связанными, в частности, с присутствием в структуре ГК карбонильных групп в р-положении относительно друг друга 1,3 - дикарбонильные соединения в цис -енольной форме способны образовывать внутренние комплексы (хелаты) с ионами металла, координированными с обоими атомами кислорода Поэтому была предпринята попытка повышения сорбционной способности ГК за счет введения в их состав р-дикарбонильных структурных фрагментов

время хлорметилирования, ч —Масс доля хлора в ГП после хлорметилирования % —■— Масс доля хлора в хлормегильных группах, % д —Масс лоля хлора в ГП после алкилирования, %

3 4 5 6 7

время хлорметилирования, ч

Кетонные группы после алкилирования мзкв/г <1а1 *— ИЧ после хлорметилирования, мэкв 'г йаГ

Рис 3 Результаты хлорметилирования гуминовых кислот формальдегидом в присутствии хлороводорода и хлорида цинка (а), соляной кислоты (б) с последующим алкилированием 2,4-пентандиона в одинаковых условиях (1=60° С, время 5 ч)

Для внедрения в структуру ГК 1,3-дикарбонильного соединения, в качестве которого использован 2,4-пентандион, предварительно проводилось хлорме-тилирование по ароматическим циклам ГК с целью последующего замещения подвижного атома хлора на 2,4-пентандионовый фрагмент (рис 3) Образование метиленовых групп и связи С-С1 в ГК подтверждено ИК-спектроскопией Наибольшее число кетонных групп (0,73 мэкв/г) по сравнению с исходными ГК характерно для ГП с максимальным содержанием хлорметильных групп, при этом содержание хлора в ГП снижалось, что подтверждает протекание реакции алки-лирования Молекулярная масса продуктов хлорметилирования возрастала до 1560, алкилирования - до 1980, что свидетельствует о внедрении новых фрагментов в структуру ГК Полученные после алкилирования ГП, а также исходные ГК проверялись на их сорбционную способность по отношению к катионам металлов Исходные ГК наиболее сильно сорбировали катионы РЬ2+ (степень извлечения 87,3 %) По отношению к другим катионам (Cd2+, Мп2+) эта величина составляла 12,3 и 10,4 %, соответственно Степень извлечения катионов металлов для ГП, полученных взаимодействием хлорметилированных ГК с 2,4-пентандионом, составила РЬ2+- 99,5%, Cd2+- 90,6%, Cu2+- 98,4 %, Mn2+- 28,6 %, Zn2+- 92,1 % (рис 4)

i-100 -«г

г во -

у

S 60-

S 40

с

5 20

□ Исходные ГК

)ГП

РЬ2+ СЛ2+ Си2+ Мп2+ гл2+ Катионы металлов

Рис 4 Степень извлечения катионов тяжелых металлов из водных растворов гуминовыми кислотами и препаратом в статических условиях (У|Ьра/тгк= 40 мл/г, время - 6ч)

Введение фрагментов 1,3-дикарбонильных соединений в структуру ГК существенно повысило их сорбционную способность по отношению к изучаемым катионам, за исключением Мп2+ Результаты определения суммарного со-

держания фенольных и карбоксильных групп баритным методом можно рассматривать как обменную емкость по катионам бария, которая для модифицированных ГП составляла 7-9 мэкв/г daf, а для промышленных катеонитов по литературным данным находится в пределах 2-10 мэкв/r Таким образом, полученные ГП по степени извлечения катионов металлов и обменной емкости сравнимы с синтетическими ионообменными материалами, применяемыми в промышленности, но стоимость ГП примерно в 1,5-2 раза ниже

С целью увеличения биологической активности ГП были выполнены эксперименты по внедрению в структуру ГК индольных циклов ацилированием хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты В различных условиях (температура 18-70°С, время процесса - 4-6 ч, растворитель - диэтиловый эфир или бензол) осуществлен ряд синтезов, продукты которых были изучены Установлено, что для внедрения индольного цикла в молекулу ГК наиболее благоприятными условиями являются растворитель — диэтиловый эфир, температура 35°С, время 6 ч, атмосфера инертного газа — аргона, для связывания выделившегося хлоро-водорода вводился триэтиламин Полученный ГП имел следующий элементный состав (мае % daf) С 59,6, Н 3,3, N 4,8, молекулярная масса-1750 Индольный фрагмент идентифицируется по характерной п п 755 см"', соответствующей внеплоскостным деформационным ß-кольцевым колебаниям На ИК - спектре исходных ГК этой п п нет Кроме того, в синтезированном ГП содержание азота на 1,8 % больше, чем в ГК

Антибактериальную активность модифицированных ГП исследовали на штаммах Е coli, St aureus, С Diphtheria, дрожжеподобных грибах рода Candida, S Enteritidis Установлено, что ГП, полученные восстановлением, карбоксили-рованием, гидробромированием и введением индолсодержащего фрагмента (наиболее выраженный эффект из исследуемых ГП) проявляли более высокую антибактериальную активность по отношению к St aureus, Е coli и грибам Candida (повышалась избирательность действия, изменялась морфология и чис-

ло колоний микроорганизмов) Галогенированные ГП обладали высоким бактерицидным и бактериостатическим эффектом по отношению к St aureus и Е coli

Оценено влияние ГП, модифицированных селективным восстановлением, карбоксилированием, гидробромированием, ацилированием хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты на ранний онтогенез семян огурцов и последующее развитие растений Выявлено, что модифицированные ГП приводили к увеличению длины корневой системы проростков на 10-36%, стебля — на 2-35%, листьев - 6-42% по сравнению с исходными ГК В некоторых случаях ростостимули-рующее действие модифицированных ГП выражено более активно, чем у традиционно применяемого в сельском хозяйстве гетероауксина

ВЫВОДЫ

1 Предложена структурная модель гуминовых кислот, выделенных из торфа Тверской области, составленная на основании данных элементного, ИК-спектрального, количественного функционального и криоскопического анализов, отражающая основные особенности их химического строения Получена пространственная конформация модели торфяных гуминовых кислот путем минимизации ее полной энергии варьированием валентных углов и межатомных расстояний методом молекулярной механики

2 На основании предложенной структурной модели разработаны новые и усовершенствованы традиционные методы химической модификации торфяных гуминовых кислот, позволяющие без значительного изменения молекулярной массы вводить в их структуру фрагменты, отвечающие за биологическую и сорбционную активность Впервые проведено ацилирование гуминовых кислот хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты для введения индолсодержащего фрагмента, обработка бромоводородной кислотой для повышения содержания фенольных групп с одновременным введением брома в структуру гуминовых препаратов, алкилирование предварительно хлорметилированными гуминовыми кислотами 2,4-пентандиона для внедрения ß-дикарбонильного фрагмента Осу-

ществлено совмещение традиционных процессов восстановления и карбоксили-рования гуминовых кислот в одной стадии синтеза гуминовых препаратов

3 Предложены условия проведения процессов химической модификации торфяных гуминовых кислот восстановление и карбоксилирование - температура 2025° С, время 1-2 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к реагенту 2-3, атмосфера - оксид углерода (IV), гидробромирование - 20° С, 0,5-1 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к концентрированной бромоводородной кислоте 1/3,5, атмосфера - аргон, ацилирование хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты - 35° С, 6 ч, при трехкратном избытке гуминовых кислот в присутствии триэтиламина, хлорметилирование - 20° С, 7 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к параформу - 7, катализатор — ZnCI2

4 Показана возможность получения эффективных гуминовых препаратов, обладающих высокой биологической активностью с помощью химической модификации Биологическая активность модифицированных препаратов по отношению к микроорганизмам дрожжей возросла на 11-27 % при увеличении содержания фенольных и карбоксильных групп в 1,5 раза и при введении 2,6 % мае брома в их структуру - на 39 %

5 Выявлено возрастание ростостимулирующего влияния модифицированных гуминовых препаратов на 10-42 % по сравнению с исходными гуминовыми кислотами на ранний онтогенез огурцов, а также их влияние на рост и развитие растений при подкорневом поливе Это позволяет рекомендовать модифицированные гуминовые препараты для использования в агрономии в качестве эффективных стимуляторов роста растений.

6 Впервые установлено значительное увеличение антибактериальной активности гуминового препарата, модифицированного ацилированием хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты на бактериях Е coll и S Enteritidis на 30-43 %, а на бактериях St aureus и Candida - на 100 % Модифицированные гуминовые препараты можно использовать в качестве селективных добавок в питательные среды для подавления кокковой флоры и, в перспективе, для санации стафило-

коккового бактерионосительства у людей и лечения стафилококковых инфекций.

7 Впервые показано, что введение в структуру гуминовых кислот р-дикарбонильного фрагмента увеличивает сорбционную способность модифицированных гуминовых препаратов по отношению к тяжелым металлам (Pb, Си, Cd, Zn) на 12-78 % Препараты апробированы при очистке сточных вод промышленного химического предприятия

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях

1 Лебедева Г Ф , Яркова Т А , Платонов В В , Проскуряков В А , Чернышева Н И Гидробромирование - метод повышения биологической активности гуминовых препаратов //ЖПХ-2005 -Т 78 Вып 8.-С 1384-1387

2 Лебедева Г Ф , Яркова Т А , Платонов В В , Проскуряков В А Химическая модификация торфяных гуминовых кислот с целью повышения их биологической активности /7ЖПХ -2005 - Т 78 Вып 5 - С 870-872

3 Яркова Т А , Лебедева Г Ф , Платонов В В , Чернышева Н И Торфяные гу-миновые кислоты как сырье для получения биостимуляторов //Успехи в химии и химической технологии Том XVII №2 М РХТУим ДИ Менделеева, 2003 -140 с - С 115-121

4 Лебедева Г.Ф , Платонов В В , Яркова Т А , Чернышева Н И Модификация торфяных гуминовых кислот путем обработки их бромоводородной кислотой //Тез докл 4-ой региональной научно-практической конференции «Современные проблемы экологии и рационального природопользования в Тульской области», Тула - 2004 -210 с - С 130-134

5 Платонов В В , Лебедева Г Ф , Яркова Т А Модификация торфяных гуминовых кислот путем обработки их бромоводородной кислотой //Успехи в химии и химической технологии Сб науч тр Том XIX, № 8 (56) М РХТУ им Д И Менделеева, 2005 -136 с - С 7-9

6 Яркова Т.А , Лебедева Г.Ф Внедрение индольных циклов в молекулу гумино-вых кислот //Тез докл VIII Молодежной научной школы-конференции по органической химии - Казань.-2005 - 480 е.- С 430

7 Платонов В В , Проскуряков В А , Лебедева Г Ф , Яркова Т А , Чернышева Н И , Хадарцев А А., Де Ванса Викрамаранте Альберт Клемент Равиндра, Половецкая О .С , Швыкин А Ю Химическая модификация гуминовых препаратов с целью повышения их биологической активности //Сборник трудов первой Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Т 1 «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование», СПб - 2005 -330 с-С 196-197

8 Дубяков Т В , Лебедева Г Ф , Яркова Т А Модификация торфяных гуминовых кислот путем введения индольных циклов //Проблемы теоретической и экспериментальной химии Тез докл. XV Рос мол науч. конференции, посвященной 85-летию Уральского государственного университета им А М Горького, Екатеринбург, 2005 - 474 с. - С 291

9 Лебедева Г Ф, Чернышева Н И , Яркова Т А Методы повышения биологической активности гуминовых кислот различного происхождения путем их химической модификации //Современные проблемы экологии Докл всероссийской на-учн техн конф Книга 1, Москва-Тула. Изд-во ТулГУ, 2006 - 192 с - С 114-115

Заказ №

Объем 1.0 п л

Тираж 100 экз

Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им ДИ Менделеева Издательский центр

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Гуминовые кислоты различного происхождения: их состав и свойства

1.2. Природа биологической активности гуминовых кислот

1.3. Химическая модификация гуминовых кислот

1.4. Области использования гуминовых препаратов

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3. МЕТОДИКИ АНАЛИЗА И ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Стандартные методы исследования

3.1.1. Технический анализ торфа

3.1.2. Элементный анализ

3.1.3. ИК-спектроскопия

3.1.4. Электронная спектроскопия

3.1.5. Препаративная тонкослойная хроматография (ТСХ)

3.1.6. Структурно-групповой анализ

3.1.7. Атомно-абсорбционный анализ

3.1.8. Определение сорбционной способности гуминовых препаратов по отношению к ионам тяжелых металлов

3.1.9. Выделение гуминовых кислот

3.1.10. Выделение фульвокислот

3.1.11. Выделение гиматомелановых кислот

3.1.12. Определение молекулярной массы

3.1.13. Функциональный анализ 54 3.1.14.0пределение галогенов в гуминовом препарате

3.1.14.1. Поглощение хлора и брома

3.1.15. Определение биологической активности гуминовых препаратов 56 3.1.15.1 .Определение биологической активности дрожжевым тестом

3.1.15.2. Оценка биологической активности по влиянию на ранний онтогенез огурцов

3.1.16. Определение антибактериальной активности

3.2. Применённые методы химической модификации гуминовых кислот 58 3.2.1. Восстановление гуминовых кислот хлоридом олова (II) в щелочной среде гидроксостаннитом натрия)

3.2.2. Восстановление гуминовых кислот тетрагидроборатом натрия

3.2.3. Карбоксилирование гуминовых кислот

3.2.4. Гидробромирование гуминовых кислот

3.2.5. Хлорметилирование гуминовых кислот в присутствии апротонной кислоты

3.2.6. Хлорметилирование гуминовых кислот в присутствии протонной кислоты

3.2.7. Алкилирование 2,4-пентандиона хлорметилированными гуминовыми препаратами

3.2.8. Ацилирование гуминовых кислот хлорангидридом индолил-3-укусной кислоты 64 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА 66 4.1. Модификация гуминовых кислот хлоридом олова (II) в щелочной среде (гидроксостаннитом натрия) 68 4.1.1. Влияние продолжительности восстановления гуминовых кислот хлоридом олова (II) в щелочной среде на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность ™

4.1.2. Влияние температуры обработки гуминовых кислот хлоридом олова (II) в щелочной среде на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.1.3. Влияние концентрации восстановителя на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.2. Модификация гуминовых кислот тетрагидроборатом натрия

4.2.1. Влияние продолжительности восстановления гуминовых кислот тетрагидроборатом натрия на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.2.2. Влияние концентрации тетрагидробората натрия на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.3. Карбоксилирование гуминовых кислот

4.4. Модификация гуминовых кислот бромоводородной кислотой

4.4.1.Влияние продолжительности обработки гуминовых кислот бромоводородной кислотой на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.4.2. Влияние концентрации бромоводородной кислоты на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность

4.4.3. Влияние температуры обработки гуминовых кислот бромоводородной кислотой на выход гуминовых препаратов, их структурные параметры и биологическую активность ^

4.5. Взаимодействие гуминовых кислот с 1,3-дикарбонильным соединением

4.5.1. Влияние продолжительности процесса хлорметилирования гуминовых кислот в присутствии апротонной кислоты (ZnCb) на структурные параметры гуминовых препаратов

4.5.2. Влияние продолжительности процесса хлорметилирования гуминовых кислот в присутствии протонной кислоты (НС1) на структурные параметры гуминовых препаратов ^

4.5.3. Результаты взаимодействия продуктов хлорметилирования гуминовых кислот в присутствии апротонной кислоты с 1,3-дикарбонильным соединением

4.5.4. Результаты взаимодействия продуктов хлорметилирования гуминовых кислот в присутствии протонной кислоты с 1,3-дикарбонильным соединением

4.5.5. Ионообменные свойства исходных гуминовых кислот и продуктов их химической модификации

4.6. Влияние условий ацилирования гуминовых кислот хлорангидридом индолил-3-укусной кислоты на выход гуминовых препаратов, их элементный состав и биологическую активность

4.7. Антибактериальная активность гуминовых препаратов

Гуминовые кислоты (ГК) - важнейшая составная часть органической массы каустобиоли-тов, представляющие собой смесь высокомолекулярных веществ сложного строения, замещенных различными функциональными группами, каждая из которых выполняет строго определенную роль. ГК являются эффективными комплексообразователями, стимуляторами роста растений и животиых, источником широкого набора биологически активных веществ. Основной показатель плодородия почвы - содержание гумуса, важнейшей составной части ее органического вещества. Гуминовые вещества, имея уникальный химический состав, являются мощными катализаторами биохимических процессов, протекающих в почве, ее физиологической активности, способствуют росту, численности споровых бактерий, плесневых грибов, актиномицетов, целлюлозных бактерий, повышают адсорбционную способность почвы по отношению к тяжелым металлам, радионуклидам, пестицидам, температуру и увлажненность почв. Весьма перспективным для производства гуминовых удобрений, а также гуминовых препаратов (ГП) с широким спектром физико-химических и биологических свойств является привлечение торфов, запасы которых в РФ составляют 40% от мировых (150 млн.га или 190 млрд. т.).

Торфяные гуминовые удобрения и препараты на их основе ускоряют рост растений, сокращают период их развития, повышают урожайность, активизируют процессы синтеза белковых и фосфоросодержащих соединений, углеводов, дыхания и размножения клеток, накопления биомассы за счет интенсивного использования питательных элементов; положительно влияют на состояние животных, увеличивая их привесы и плодовитость, оказывают значительный эффект на размножение и рост белковых дрожжей. Многосторонняя физиологическая активность препаратов на основе органического вещества торфа позволяет успешно использовать их в самых различных областях: сельское хозяйство, животноводство, рыбоводство, птицеводство, медицина, техника. Основу органического вещества торфа составляют ГК (до 80 мае. %), в которых сконцентрирован широкий набор индивидуальных соединений. Их природное сочетание и определяет высокую физиологическую активность и сорбционную способность по отношению к различным металлам исходных торфов и препаратов на основе торфа.

На сегодняшний день отсутствуют общепризнанные теории, объясняющие механизм действия ГК, что обусловлено ограниченностью сведений об их химическом составе. Остается невыясненным, какие фрагменты в структуре ГК, кроме активных кислых групп, оказывают влияние на их биологическую активность. Обострение экологической обстановки, необходимость производства чистой сельскохозяйственной продукции ставят задачу поиска природных биологически активных соединений и сорбентов. В связи с этим становится необходимым создание среднестатистической структурной модели ГК торфа, отражающей основные особенности их химического строения с привлечением современных физико-химических методов анализа. На первый план выходит проблема изучения химического состава ГК, повышения их биологической и сорбциоиной активности методами химической модификации, непосредственного тестирования каждого полученного препарата, установление взаимосвязи функционального состава с их свойствами. В связи с этим разработка новых способов целенаправленной модификации торфяных ГК и изучение зависимости их свойств от химического состава для создания научных основ современных процессов получения ГП и повышения эффективности их действия, представляет не только практическое, но и теоретическое значение.

Актуальность исследования. Торф - уникальное природное образование, его свойства привлекают внимание исследователей разных стран. В России сосредоточено 40% мировых запасов торфа, поэтому весьма актуальным является вопрос о его эффективном комплексном использовании. По запасам торфа в Центральной России лидирует Тверская область, где в последнее время наблюдается экономический подъем торфодобывающей отрасли, что позволит обеспечить гуми-новыми материалами близлежащие регионы.

Как известно, ГК, являющиеся по своей природе полифункциональными высокомолекулярными органическими соединениями, обладающие биологической активностью и сорбционной способностью, используются в сельском хозяйстве, ветеринарии, фармакологии, экологии. Однако, несмотря на широкое их применение, ещё недостаточно изучены структура и химический состав ГК, не установлены количественные зависимости между такими свойствами ГК как биологическая активность, сорбционная способность и их структурой. Известно, что биологическая активность ГК зависит от содержания карбоксильных групп, фенольных гидроксилов. Введение в структуру ГК отсутствующих в них галогенов (бром и йод), важных для живых организмов, позволило бы расширить сферы их применения, а повышение биологической активности привело к сокращению расхода гуминовых препаратов (ГП). Исследования в этом направлении проводятся, однако, иногда условия превращений слишком жесткие, что приводит к расщеплению структуры исходных ГК.

В связи с этим представляется актуальным проведение исследований по химической модификации ГК торфяного происхождения в относительно мягких условиях с использованием реагентов, улучшающих их разносторонние свойства и расширяющих спектр применения ГК, установление связи между их химическим строением и свойствами.

Исследования являлись составной частью НИР, проводимой в НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева с 1997 г. в соответствии с Государственной научно-технической программой «Наукоемкие химические технологии» и научным направлением кафедры химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза НИ РХТУ «Поиск новых синтетических и природных биологически активных соединений».

Цель работы Определение принципиальной возможности получения модифицированных ГП на основе торфяных ГК путем их химической модификации с сохранением основной структуры с целью повышения их биологической и сорбционной активности и расширения областей применения; выявление характера общих закономерностей связи молекулярной структуры ГК с их биологической и сорбционной активностью на примере торфяных ГК.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- Выбор методов химической модификации ГК.

- Разработка методов синтеза, выбор условий получения ГП и их анализ для выявления изменений в структуре ГК.

- Установление основных закономерностей протекания процессов синтеза ГП.

- Предположение структурной модели торфяных ГК, учитывающей основные особенности их химического строения.

- Проведение биологического тестирования ГП.

- Оценка сорбционной способности ГП.

Научная новизна:

- Предложена иллюстративная модель структурной единицы ГК торфа, полученная на основе экспериментальных данных о составе и строении.

- Разработаны новые и использованы традиционные методы направленной химической модификации, позволяющие для усиления заданных свойств изменять функциональный состав исходных ГК при практически постоянной молекулярной массе, избегая деструкции. Применен комплекс методов, включающий восстановление хлоридом олова (II) в щелочной среде, тетрагидро-боратом натрия; карбоксилирование; гидробромирование; ацилирование хлорангидридом индо-лил-3-уксусной кислоты, дающий возможность увеличить количество фенольных и карбоксильных групп и ввести в структуру ГК фрагменты, повышающие их ростостимулирующее действие (атомы брома и индольные циклы) для увеличения биологической активности.

- Впервые проведена модификация ГК 1,3-дикарбонильным соединением с предварительным хлорметилированием для увеличения их сорбционных свойств.

Практическая значимость работы:

- Разработанные методики направленной химической модификации ГК позволяют сформулировать основные принципы получения высокоэффективных ГП улучшенного качества. Экспериментально подтверждена ответственность отдельных функциональных групп, присутствующих в составе ГК за их биологическую активность и сорбционную способность.

- Показано усиление ростостимулирующей активности ГП в отношении микроорганизмов дрожжей, семян растений по сравнению с ГК.

- Установлено, что синтезированные ГП обладают антибактериальной активностью в отношении ряда микроорганизмов (Е. coli, St. aureus, С. Diphtheria, грибов Candida, S. Enteritidis). Это позволяет рекомендовать их для использования в качестве питательных сред и селективных добавок в них для выращивания отдельных видов бактерий, а также в перспективе для лечения стафилококковых инфекций и стафилококкового бактерионосительства у людей.

- Показано, что ГП с повышенной сорбционной способностью могут быть применены в качестве сорбентов тяжелых металлов для очистки промышленных стоков химических производств.

- Разработан комплекс методов химической модификации торфяных ГК для исследования структуры и свойств твердых горючих ископаемых.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях молодых ученых и аспирантов, конференциях профессорско-преподавательского состава НИ РХТУ им Д.И. Менделеева (г.Новомосковск, 2002-2005); конференциях «Успехи в химии и химической технологии» (г.Москва, 2003, 2005); Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г.Санкт-Петербург, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 научные статьи и тезисы 6 докладов.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

119 ВЫВОДЫ

1. Предложена структурная модель гуминовых кислот, выделенных из торфа Тверской области, составленная на основании данных элементного, ИК-спектрального, количественного функционального и криоскопического анализов, отражающая основные особенности их химического строения. Получена пространственная конформация модели торфяных гуминовых кислот путем минимизации её полной энергии варьированием валентных углов и межатомных расстояний методом молекулярной механики.

2. На основании предложенной структурной модели разработаны новые и усовершенствованы традиционные методы химической модификации торфяных гуминовых кислот, позволяющие без значительного изменения молекулярной массы вводить в их структуру фрагменты, отвечающие за биологическую и сорбционную активность. Впервые проведено ацилирование гуминовых кислот хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты для введения индолсодержащего фрагмента; обработка бромоводородной кислотой для повышения содержания фенольных групп с одновременным введением брома в структуру гуминовых препаратов; алкилирование предварительно хлор-метилированными гуминовыми кислотами 2,4-пентандиона для внедрения Р-дикарбонильного фрагмента. Осуществлено совмещение традиционных процессов восстановления и карбоксилиро-вания гуминовых кислот в одной стадии синтеза гуминовых препаратов.

3. Предложены условия проведения процессов химической модификации торфяных гуминовых кислот: восстановление и карбоксилирование - температура 20-25° С, время 1-2 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к реагенту 2-3, атмосфера - оксид углерода (IV); гидробромиро-вание - 20° С, 0,5-1 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к концентрированной бромоводородной кислоте 1/3,5, атмосфера - аргон; ацилирование хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты - 35° С, 6 ч, при трёхкратном избытке гуминовых кислот в присутствии триэтиламина; хлорметилирование - 20° С, 7 ч, массовое соотношение гуминовых кислот к параформу - 7, катализатор -1пС\2.

4. Показана возможность получения эффективных гуминовых препаратов, обладающих высокой биологической активностью с помощью химической модификации. Биологическая активность модифицированных препаратов по отношению к микроорганизмам дрожжей возросла на 11-27 % при увеличении содержания фенольных и карбоксильных групп в 1,5 раза и при введении 2,6 мае. % брома в их структуру - на 39 %.

5. Выявлено возрастание ростостимулирующего влияния модифицированных гуминовых препаратов на 10-42 % по сравнению с исходными гуминовыми кислотами на ранний онтогенез огурцов, а также их влияние на рост и развитие растений при подкорневом поливе. Это позволяет рекомендовать модифицированные гуминовые препараты для использования в агрономии в качестве эффективных стимуляторов роста растений.

6.Впервые установлено значительное увеличение антибактериальной активности гуминового препарата, модифицированного ацилированием хлорангидридом индолил-3-уксусной кислоты на бактериях Е. coli и S. Enteritidis на 30-43 %, а на бактериях St. aureus и Candida - на 100 %. Модифицированные гуминовые препараты можно использовать в качестве селективных добавок в питательные среды для подавления кокковой флоры и, в перспективе, для санации стафилококкового бактерионосительства у людей и лечения стафилококковых инфекций.

7.Впервые показано, что введение в структуру гуминовых кислот ß-дикарбонильного фрагмента увеличивает сорбционную способность модифицированных гуминовых препаратов по отношению к тяжелым металлам (Pb, Си, Cd, Zn) на 12-78 %. Препараты апробированы при очистке сточных вод промышленного химического предприятия.

1. Аронов С.Г., Нестеренко J1.J1. Химия твёрдых горючих ископаемых.- Харьков.- 1960.- 371 с.

2. Лиштван И.И., Капуцкий Ф.Н., Якута Ю.Г., Абрамец A.M., Навоша Ю.Ю., Стригуцкий В.П. Спектральные исследования фракций гуминовых кислот. //ХТТ.-2006.-№ 4.- с.3-11.

3. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации.- М.: Изд-во МГУ, 1990.325 с.

4. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1992.- 400 с.

5. Веселовский B.C. Испытание горючих ископаемых,- М.: Госгеолтехиздат, 1951.- 335 с.

6. Кухаренко Т.А. Гуминовые кислоты торфа и особенности их структуры. //Труды института торфа АН БССР.- 1954.-Tl.- С. 55-61.

7. Кухаренко Т.А. Химия и генезис ископаемых углей.- М.: Госгортехиздат.- 1960.- 328 с.

8. Кухаренко Т.А. Гуминовые кислоты и изменение их химической природы в процессе образования ископаемых углей. //Автореферат дис. доктора хим. наук.- Москва.- 1951.- 34 с.

9. Русьянова Н.Д. Углехимия.- М.: Наука.- 2000.- 316 с.

10. Манская С.М., Дроздова Т.В. Геохимия органического вещества.- М.: Наука.- 1964.- 315 с.

11. Манская С.М., Кодина Л.А. Геохимия лигнина.- М.: Наука.- 1975.-230 с.

12. Дударчик В.М., Смычник Т.П., Терентьев A.A. Структура и свойства водорастворимых гуминовых веществ торфа. //ХТТ.-1997.-№ 2.- С. 13-18.

13. Смычник Т.П., Дударчик В.М. Влияние пероксида водорода на деструкцию фракций гуминовых кислот. // Весщ HAH Беларуа, сер. xiM. навук.- 2000.-№ 1.- С.109-112.

14. Смычник Т.П., Дударчик В.М. Влияние пероксида водорода на деструкцию фракций гуминовых кислот. // Весщ HAH Беларуа, сер. xiM. навук.- 2000.-№ 1.- С. 109-112.

15. Шишков В.Ф., Рандин О.И., Кушнарёв Д.Ф., Пройдаков А.Г., Афонина Т.В., Тутурина В.В. Структурные особенности гуминовых кислот сапропелитов и бурых углей. //ХТТ.-1986.-№ 2,-С. 22-26.

16. Мякина И.А., Шишков В.Ф., Лемзяков В.П. Окисление гуминовых и полифункциональных кислот из будаговских сапрпелитов перманганотом калия в щелочной среде. //«Гидразин и явления переноса в двухфазных дисперсионных системах».- Иркутск.- 1980.- С. 150-160.

17. Победоносцев H.H., Победоносцева О.Н., Забрамный Д.Т. Исследование химических свойств гуминовых кислот окислением перманганатом калия в щелочной среде.- Ташкент.- 1972.- Рукопись деп. ВИНИТИ № 4925-72.- 7с.

18. Околелова A.A., Барановская В.А. О возможности применения метода окисления перманганатом калия в щелочной среде при исследовании природы гуминовых кислот. //Агрохимия.-1986.-№6.-С. 111-114.

19. Sinha A., Shukla R.N. Degradation products of humic substances with alkaline potassium permanganate and their identification by paper chromatography. //Technology (India).- 1966.- 3.- № 1.- S. 1721.

20. Davies C., Lawson G.J. Chemical constitution of coal. XIII. The products oxidation of humic acid with parts of KMn04 at 30°C. //Fuel.- 1967.-46.- № 2.- P. 95-108,154-155,157.

21. Davies C., Lawson G.J. Chemical constitution of coal. XIV. The products oxidation of humic acid with three parts of KMn04 at 30°C. //Fuel.- 1967.-46.- № 2.- P. 127-136,155-156,158.

22. Швец T.B., Василевская H.A., Максимов О.Б. Деструктивное окисление метилированных гу-миновых кислот как метод исследования их структуры. //Сборник научных трудов «Новые методы исследования гуминовых кислот».- Владивосток.- 1972.- С. 107-123.

23. Верходанова Н.Н., Мякина И.А., Егорьков А.Н., Шишков В.Ф., Тутурина В.В. Озонирование полифункциональных и гуминовых кислот сапропелитов. //XТТ.-1981.- № 5.- С. 54-60.

24. Мартыненко С.В., Козлова Ю.А., Стекольников К.Е., Гридяева Е.С., Котов В.В. Потенциомет-рическое исследование состава функциональных групп гуминовых кислот. //Сорбционные и хроматографические процессы.- 2001.- 1,- № 6,- С. 1043-1046.

25. Мартыненко С.В., Стекольников К.Е., Котов В.В., Селеменев В.Ф. ИК-спектроскопическое и потенциометрическое исследование состава и строения гуминовых кислот,- //Сорбционные и хроматографические процессы.- 2003,- 3.- № 2.- С. 199-205.

26. Кухаренко Т.А. Окисленные в пластах бурые и каменные угли.- М.: Недра, 1972.- 214с.

27. Rozenbaha I., Odhan G., Jarnberg U., Alsberg Т., Klavins M. Characterization of humic substances by acid catalysed transesterification. //Anal. chem. acta.- 2002.-452, № 1,- S. 105-114.

28. Пуцыкин Ю.Г., Шаповалов A.A., Степанов A.J1. Гуминовые кислоты, как особый вид органо-минеральных полимеров. //Тез. докл. 17 Менделеевского съезда по общей и прикладной химии.- Казань.- 21-26 сентября 2003.- Т.З.- С.349.

29. Лиштван И.И., Круглицкий H.H., Третинник В.Ю. Физико-химическая механика гуминовых веществ.- Минск: Наука и техника,- 1976.- 264с.

30. Александров И.В., Фирганг С.И., Камнева А.И. Применение гель-фильтрации к изучению продуктов гидролиза бурых углей. //ХТТ.-1973.-№ 6,- С.20-25.

31. Александров И.В., Бейлина Н.Ю., Камнева А.И. Изучение органоминеральных соединений бурых углей. //ХТТ.-1974.-№ 4.- С.13-19.

32. Бейлина Н.Ю., Гайнуллина Г.Э., Александров И.В., Камнева А.И. О характере органоминеральных связей в продуктах автоокисления бурого угля Канско-Ачинского бассейна. //ХТТ.-1979.-№ 3,- С.9-12.

33. Александров И.В., Орлов В.В., Камнева А.И. Исследование органоминеральных соединений бурых углей методом ЭПР. //ХТТ.-1976.-№ 1.- С.81-85.

34. Королёв Ю.М., Аляутдинова Р.Х., Екатеринина Л.Н. Рентгенографическая и химическая характеристика гуминовых кислот бурых углей. //ХТТ.- 1990.- № 2.- С. 10-14.

35. Сурасинха С. Химический состав и биологическая активность торфяных гуминовых кислот. //Автореф. дис. канд. хим. наук.- СПб.- 2000.- 19 с.

36. Платонов В.В., Дмитриева Е.Д., Проскуряков В.А., Швыкин А.Ю. Химический состав гуминовых кислот сапропеля Белгородской области (р. Тихая Сосна, Красногвардейский район) //ЖПХ,- 2003.- Деп. ВИНИТИ,- 38 с.

37. Fucks W. Die Chemie der Kohle.- Berlin.-1931.- 210 s.

38. Касаточкин В.И., Ларина H.K., Егорова О.И. Общие черты строения и свойства гуминовых веществ торфа и ископаемых углей. //ЖПХ.- 1965.- Т.38,- № 9,- С. 2059-2066.

39. Касаточкин В.И., Ларина Н.К., Егорова О.И. О природе гуминовых веществ торфа. //Тез. докл. Всесоюз. Сов. по физике торфа.- Калинин.- 1964.- С. 28-32.

40. Касаточкин В.И., Кононова М.М., Зильбербранд О.И. Инфракрасные спектры поглощения гумусовых веществ почвы. ДАН СССР.- 1958.- Вып. 119.- № 4.- С. 785-789.

41. Касаточкин В.И., Ларина Н.К. Строение и свойства природных углей.- М.: Недра.- 1975,- 159 с.

42. Касаточкин В.И. Структурная химия углерода и углей.- М.: Наука.- 1969.- 306 с.

43. Камнева А.И., Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых." М.: Химия.- 1990.- 287 с.

44. Драгунов С.С., Желоховцева H.H., Стрелкова E.H. Исследование почвенных и торфяных гуминовых кислот. //Почвоведение,- 1948,-№ 7.- С. 10-15.

45. Драгунов С.С. Шульман Ю.А., Попова JI.H. Электропроводность и комплексообразование гу-миновых кислот. //ХТТ.-1968." № 1.- С. 55-61.

46. Драгунов С.С., Рождественский А.П. Химическая характеристика и особенности растворения торфяных гуминовых кислот. //ХТТ.-1973." № 3.- С. 57-62.

47. Раковский В.Е., Булочников М.В., Ривкина Х.И. Химия и химическая технология торфа. //Труды Московского торфяного института.- 1958.- С. 20-27.

48. Веселовский B.C. Испытание горючих ископаемых.- М.: Госгеолтехиздат, 1951.- 335 с.

49. Стадников Г.Л. Происхождение углей и нефти. Л.: Изд-во АН СССР.-1937.- 611с.

50. Ваксман С.А. Гумус. Происхождение, химический состав и его значение в природе.- М.: Сель-хозгиз.-1937.- 471с.

51. Freundenberg К., Harden M. Formaldehyol als Spaltszuck des Lignins. //Der Dlutsch. ehem. Ges.-1928.-Bd. 61,- S. 1760-1765.

52. Кононова М.М. Проблема почвенного гумуса и современные задачи его изучения.- М.: Изд-во АН СССР.- 1951.-390 с.

53. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука.-1980.-288 с.

54. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. Киев: Наука думка.- 1995.304 с.

55. Гуминовые вещества в биосфере. /Под ред. Д.С. Орлова М.: Наука.- 1993.-238 с.

56. Лукошко Е.С. Исследование фракций гуминовых кислот торфа методом окисления нитробензолом. //ХТТ.- 1974. -№ 5,- С.140-145.

57. Марыганова В.В., Бамбалов H.H., Парамон C.B. Влияние типа экстрагента на структуру извлекаемых из торфа гуминовых кислот. //ХТТ.-2000.-№ 1.- С.3-10.

58. Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И. ЯМР-спектроскопия в органической химии. Л.: Химия, 1983.-269 с.

59. Платонов В.В., Проскуряков В.А., Никишина М.Б., Новикова И.Л. Химический состав буро-угольных гуминовых кислот, извлечённых щёлочью различной концентрации. //ЖПХ.- 1996.-Т.69.- Вып. 12.- С. 2054-2058.

60. Платонов В.В., Проскуряков В.А., Никишина М.Б., Новикова И.Л. Химический состав гуми-новых кислот бурого угля Подмосковного бассейна. //ЖПХ.- 1996.- Т.69.- Вып. 12,- С. 20592061.

61. Дьячков Г.С. Гуминовые кислоты торфа и методика их определения. //ХТТ,- 1979.-№ 2.-С.130-135.

62. Возбуцкая А.Е. Химия почвы,-М.: Высшая школа.- 1968.-427с.

63. Лиштван И.И., Бамбалов H.H., Тишкович A.B., Стригуцкий В.П., Шныриков В.Г. Гуминовые вещества торфа и их практическое использование. //ХТТ. -1990.- № 6. С. 14-20.

64. Юдина Н.В., Писарева С.И., Саратиков A.C. Оценка биологической активности гуминовых кислот торфов. //ХТТ. -1996. -№ 5.- С. 31-34.

65. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе.- М.: Сельхозгиз.- 1937,- 285с.

66. Христёва JI.A. Гуминовые кислоты углистых сланцев как новый вид удобрений. //Дис. д. с.-х. наук.- М.- 1949.-358 с.

67. Христёва JI.A. Об участии гуминовой кислоты и других органических веществ в питании высших растений. //Почвоведение.- 1953.-№ 10.- С. 24-29.

68. Христёва J1.A. Действие физиологически активных гуминовых кислот на растения при неблагоприятных условиях. //Гуминовые удобрения: теория и практика их применения.- Днепропетровск.-1973.- Т.4.- С. 15-23.

69. Пивоваров JI.H. О природе физиологической активности гуминовых кислот в связи с их строением,- Киев: Наука думка.- 1962.- 148 с.

70. Гагарин С.Г., Екатеринина Л.Н., Аляутдинова Р.Х. Корреляция физиологической активности и физико-химических свойств гуминовых препаратов. //ХТТ.-1991.- № 3.- С. 38-43.

71. Попова Л.Н. Исследование химического состава фракций торфяных гуминовых кислот. //Автореф. дис. канд. хим. наук.- Калинин.- 1969.- 23 с.

72. Круглов В.П., Маякова Е.Ф., Раковский В.Е. Торф как сырьё для получения корма и биологически активных препаратов. //Тез. докл. V Международного конгресса по торфу.- г. Познань. Польша. 21-25 сентября 1978.- С. 10-17.

73. Травень В.Ф. Органическая химия: учебник для вузов: в 2 т.- т.2. М.: ИКЦ «Академкнига».-2004.- 582 с.

74. Глобин П.Д., Ронсаль Г.А. Влияние гуминовой кислоты на деятельность дрожжей. //Гуминовые удобрения: теория и практика их применения.- Харьков.- Изд-во ХГУ.- 1967.- Ч. 2.- С. 47-51.

75. Наумова Г.В., Стригуцкий В.П., Жмакова H.A., Овчинникова Т.Ф. Связь молекулярной структуры гуминовых кислот и их биологической активности. //ХТТ,- 2001.- № 2.- С. 3-13.

76. Цыпленков В.П., Чуков С.Н. Парамагнитная активность органического вещества некоторых почв.//Почвоведение.-1984.-№ 1.- С. 123-129.

77. Цыпленков В.П., Чуков С.Н. Использование метода ЭПР в изучении органического вещества почвы. //Гумус и почвообразование в Н-4 зоне РСФСР. Сб. науч. тр. ЛГУ.- 1985,- С. 19-29.

78. Чуков С.Н., Талашкина В.Д., Надпорожская М.А. Физиологическая активность ростовых стимуляторов и гуминовых кислот почв. //Почвоведение.- 1995.-№ 2.- С. 169-174.

79. Наумова Г.В. Торф в биотехнологии. /Под ред. Лиштвана И.И.- Минск: Наука и техника.-1987.- 151с.

80. Наумова Г.В., Стригуцкий В.П., Жмакова H.A., Овчинникова Т.Ф., Макарова Н.Л. Ростостиму-лирующая активность гуминовых кислот торфа и бурых углей. //Весщ HAH Беларуа, сер. xïm. навук.- 1999.-№ 1.- С. 62-65.

81. Кухаренко Т.А., Екатеринина Л.Н. Определение хиноидных групп во фракциях гуминовых кислот в связи с их биологической активностью. //Докл. АН СССР.- 1966.- 170.- № 1.- С. 189-192.

82. Бямбагар Б., Кушнарёв Д.Ф., Фёдорова Т.Е., Новикова Л.Н., Яковлева Ю.Н., Островская P.M., Пройдаков А.Г., Калабин Г.А. Взаимосвязь фрагментарного состава гуминовых кислот с их физиологической активностью. //ХТТ,- 2003.- № 1.- С. 83-90.

83. Кашинская Т.Я., Гаврильчик А.П., Калилец Л.П., Трофимович А.И., Шевченко Н.В., Пискуно-ва Т.А., Стригуцкий Л.В. Изменение химического состава торфа при диспергировании. //ХТТ.-1997.-№6.- С. 14-24.

84. Монхжаргал Ш., Новикова Л.Н., Медведев С.А., Кушнарев Д.Ф., Рохин A.B., Дашицыренова А.Д., Калабин Г.А. Состав гуминовых веществ, выделенных из монгольского бурого угля. //ХТТ.- 2005.- №4.- С. 14-21.

85. Xu Zhi-zhen, Zhao Wei, Xiao Shan-xue, He Ying, Wang Zeng-hui. Нитрофульвиновая кислота и её физиологическая активность в выветрелом угле Dananhu. //Huadong ligong daxie xue-bao. G. E. China Univ. Sei. fnd Technol.- 2001.- 21.- № 4.- C. 382-384.

86. Grosskinsky S. Gluckauf.- 1952.- Bd.88.- S. 736-742.

87. Kinney C.R., Ockert K.F., Nitric acid oxidation of bituminous coal.- Industr. and Engng.- 1956.- 48.-№ 2.- P. 372-382.

88. Гироасова Н.И., Назарова Н.И., К вопросу нитрования гуминовых кислот. //Материалы 1-й Конференции молодых учёных АН КиргССР.- Фрунзе: Илим.- 1970.- С. 302-304.

89. Рандин О.И., Шмидт О.И., Привалова Е.А., Тутурииа В.В. Окисление иркутских сапропелитов и бурых углей азотной кислотой. //ХТТ.- № 5.- С. 16-20.

90. Хусам Аль-Дин Тауфик Мохамед. Торфяные гуминовые кислоты как сырьё для получения биостимуляторов. //Дис. канд. хим. наук.- Новомосковск.- 2001.- 202 с.

91. Чернышёва Н.И. Химическая модификация буроугольных гуминовых кислот. //Дис. канд. хим. наук.- Новомосковск,- 2001.-140 с.

92. Чернышёва Н.И., Лебедева Г.Ф., Платонов В.В., Швыкин Ю.А. Химическая модификация буроугольных гуминовых кислот. //Материалы научно-технической конференции,- Новомосковск.- 1999,- С. 60-61.

93. Чернышёва Н.И., Голубина E.H. Аштаева О.В., Лебедева Г.Ф., Платонов В.В. Модификация буроугольных гуминовых кислот азотной кислотой. //Тез. докл. II научно-технической конференции молодых учёных и аспирантов.- Новомосковск.- 2000.- С. 79.

94. Бамбалов H.H., Смычник Т.П. Деструкция гуминовых кислот торфа пероксидом водорода. //Весщ HAH Беларуси сер. xiM. навук.- 1986.-№ 3.- С. 75-78.

95. Дашицыренова А.Д. Гумусовые кислоты окисленных углей республики Бурятии: состав, строение, свойства. //Автореф. дис. канд. хим. наук.- Москва.- 2006.- 23 с.

96. Нестеренко JI.JL, Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых." Киев: Вьпца школа.- 1987,- 359с.

97. Murphy D. Chlorination of peat humic acid.- Chem. and Ind.- 1959.- № 21.- P. 656-657.

98. Назаров JI., Ангелова Г. Структура и реакции углей.- София: Изд-во Болгарской АН.- 1990.-231с.

99. De Leer W.B., Damste Jaap S. Sinninghe, Erkelens Corrle, de Galan Leo. Identification of intermediates leading to chloroform and C-4 diacids in the chlorination of humic acid.- Environ. Sei. and Technol.- 1985.-19.- № 6.- P. 512-522.

100. Horimoto Y., Sugino K., Nihi S. Образование хлоруксусных кислот и хлоралгидрата из гуми-новых веществ в процессе хлорирования воды. //Кагану гидзюцу кэнкюдзе хококу.- J. Nat. Chem. lab. Ind.- 1987.- 82.- № 4. С. 207-213.

101. Fischer E. //Ztschr. angew. Chem.- 1899.- Bd. 12.- S. 764.

102. Brasa R.S., Rice G. Тригалогенметаны, полученные при реакциях гуминовой кислоты: Совместный эксперимент, включающий ГЖХ и масс-спектроскопический анализ. //J. Chem. Educ.-1994.- 71.- № 12.- P. А293-А294, А296.

103. Плотникова З.М., Комиссаров И.Д. Физикохимия торфа и сапропеля, проблемы их переработки и комплексного использования. //Материалы 7 Международной научно-технической конференции.- г. Тверь.- 31 мая 2 июня 1994.- Ч. 1.- С. 113-114.

104. Жамбал Д. Состав и структурные особенности сульфогуминовых кислот. //ХТТ.-1991.- № 2.-С. 70-72.

105. Жамбал Д. Зависимость порога агрегации гуминовых кислот бурых углей Монголии от их структурных особенностей. //ХТТ.- 2002.- № 5.- С. 92-94.

106. Шаранова И.Е., Гирина J1.B., Рыбаченко В.И., Дуленко В.И., Думбай И.Н. Определение количества и формы привитой серы в модифицированных гуматах. //ХТТ,- 1987.- № 3.- С. 38-43.

107. Лиштван И.И., Круглицкий H.H., Третинник В.Ю. Физико-химическая механика гуминовых веществ. Минск.: Наука и техника, 1980.- 264 с.

108. Хилько СЛ., Титов Е.В. Физико-химические свойства солей гуминовых кислот. //ХТТ-2006.-№3.- С.12-22.

109. Сивакова Л.Г., Жеребцова С.И., Смотрина O.B. Влияние алкилирования торфа и бурого угля на состав кислых групп гуминговых кислот. //ХТТ.- 2005,- №5.- С. 24-30.

110. Рябова И.Н., Мустафина Г.А. Модификация углегуминовых кислот формальдегидом. //ЖПХ.- 2003,- Т. 76,- Вып. 2.- С.269-271.

111. Любченко В.И., Думбай И.Н., Губанова E.H., Кочанян P.O. Гранулированные сорбционные материалы на основе гуматов бурых углей. //ХТТ.- 1999.- № 2,- С. 38-41.

112. Wu Li-ping, Cheng Shao-xin. Изучение состава и структуры долговечной мочевины, покрытой гуминовой кислотой. //J. Fuel Chem. and Technol.- 2001.- 29.- № 5.- P. 454-457.

113. Наумова Г.В. Торф в биотехнологии. Минск: Наука и техника,- 1987.-151с.

114. Наумова Г.В., Райцина Г.И., Косоногова Л.В., Кособокова Р.В. Гуминовые препараты торфа и их эффективность при сельскохозяйственном использовании. //ХТТ.-1991.- № 1.- С. 95-99.

115. Хрипович A.A., Макарова H Л., Кляузе И.В. Химический состав аминогумата регулятора роста растений. //ХТТ.- 2003.- № 5.- С. 3-8.

116. Назарова Н.И., Алыбанова Н.К., Хармац В.А. Исследование процесса взаимодействия гуминовых кислот с азотсодержащими основаниями. //XТТ.- 1972.- № 5.- С. 14-19.

117. Куломис Н.И., Максимов О.Б. Окислительно-восстановительные превращения хиноидных групп гуминовых кислот. //ХТТ.- 1976.- № 1.- С. 3-8.

118. Жоробекова Ш.Ж. Исследование продуктов восстановительной деструкции гуминовых кислот торфа. //ХТТ.- 1977.- №4.- С.81-82.

119. Karthikeyan К.G., Chorover Jon. Effects of solution chemistry on the oxidative transformation of 1-naphtol and its complexation with humus acid.- //Environ Sei. and Technol.- 2000.- 34.- № 14.- P. 2939-2946.

120. Wang C.-J., Thiele S., Bollag J.-M. Interation of 2,4,6-trinitrotoluene and 4-amino-2,6-dinitrotoluene with humic monomers in the presence of oxidative enzymes. //Arch. Environ. Contam. and Toxicol.- 2002.- 42.- № i. p. 1-8.

121. Марыгалова B.B., Стригуцкий В.П., Жданюк C.JI. Включение азота аммония в состав гуми-новых веществ торфа. //Тез. докл. Международного симпозиума «Физика и химия торфа в решении проблем экологии».- г. Минск.- 3-7 ноября 2002.- С. 55-56.

122. Лиштван И.И. Скоропанова Л.С., Рогинец Л.П., Парамон C.B., Коконова C.B. Влияние облучения потоком быстрых электронов на содержание активных функциональных групп в гуминовых кислотах торфа. //Весщ HAH Беларуа, сер. xím. навук.- 2001.-№ 4.- С. 83-86.

123. Федяева О.Н., Абрамов И.Л. Технологии комплексной переработки углей. //Химия в России.- 2005.- №№ 4, 5. С. 3-6; 3,4.

124. Лиштван И.И., Круглицкий H.H., Третинник В.Ю. Физико-химическая механика гуминовых веществ.- Минск: Наука и техника.- 1976.- 264с.

125. Хрусталёва Г.К. Геологические аспекты производства гуминовых препаратов из бурых углей. //Обз. инф. геол. Методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья.- Геоинформцентр.- 2003.- № 4.- С. 1-51.

126. Султанкулова A.C., Усупбаева Ч.А. Теория и практика применения гумусовых веществ. //Сб. науч. тр., посвящённый 40-летию образования АН Кыргыз. Респ.- Ч. 2.- Бишкек.- 1995.- С. 8083.

127. Уланов H.H. Возможности использования окисленных углей и гуминовых кислот в сельском хозяйстве. Гуминовые вещества в биосфере,- М.: Наука.- 1993.- 237 с.

128. Комаров A.A., Сенский Б.С. Перспективы использования гуматных препаратов в практике овощеводства. //Применение регуляторов роста и плёночных материалов в овощеводстве.-1987.- С. 37-40.

129. Тишкович A.B. Агрономические свойства торфа и их целенаправленное изменение. //Сб. «Новые процессы и продукты переработки торфа».- Минск: Наука и техника.- 1982.- С. 137141.

130. Сорокина Н.Ф. Физиологическая активность продуктов окисления торфа. //Сб. «Новые процессы и продукты переработки торфа».- Минск: Наука и техника.- 1982.- С. 109-112.

131. Дашицыренова А.Д., Пройдаков А.Г., Рохин A.B., Калабин Г.А., Кушнарёв Д.Ф. Окисленные угли Гусиноозерского месторождения сырьё для производства безбаластных гуматов. //ХТТ. - 2006.-№ 2.-С. 22-28.

132. Орлов Д.С., Гришина J1.A. Практикум по химии гумуса.- М.: Изд-во МГУ.- 1981.- 272 с.

133. Тейт Р. Органическое вещество почвы. М.: Мир,- 1991.- 400 с.

134. Спринчак Д.В., Бокова Т.И. К вопросу детоксикации рапса гуминовыми препаратами. //Материалы 2-ой научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество»,- г. Красно-обск.-10-11 июня 2002.- С. 351-352.

135. Чесноков В.В., Аргунов Н.Д., Шульгин А.И., Шеремет С.П., Ганьшин В.В. Перспектива применения ГП для экологического оздоровления загрязнённых почв. //Конверсия в машиностроении.- 2002.- № 5.- С.31-33.

136. Офицеров E.H., Михеев В.А. Роль биогумуса в детоксикации подвижных форм алюминия. //Материала Межрегионального постоянно действующего научно-технического семинара «Экологическая безопасность России».- г. Пенза.- 27-28 апреля 2000.- С. 90-91.

137. Филатов В.П., Филиппова Г.П. Препарат торфа в клинике глазных заболеваний. //Офтальмологический журнал,-1951.- № 2.- С. 54-58.

138. Позднякова A.B. Профилактическое действие гумата натрия при стрессе. //Гуминовые удобрения: теория и практика их применения,- 1983.- Т. 9. С. 131-134.

139. Пат. 38269635 ФРГ, МКИ А61 к 45/06, А 61 К 31/28. Лекарственный препарат для применения, содержащий комплексообразователи металлов и соли металлов. /Rosin H., Krumschmidt H., Preisendaus H., заявл. 09.08.88, опубл. 15.02.90.

140. A.C. 4134379 ФРГ, МКИ 5С07 G 17100, А 61 К 31/765. Verfahren zur Herstellung von Humi-naten und ihre Verwendung. /Sdubert В., Riede U., Rütger S., заявл. 17.10.93, опубл. 22.04.95,

141. Грановская В.П., Калашник В.И. Влияние гумата натрия на темп роста карпа, выращиваемого в садках на тёплых водах приднепровской ГРЭС. //Гуминовые удобрения: теория и практика их применения.- Харьков,- 1983.- Т. 9.- С. 112-114.

142. Степченко JI.M., Жарина JI.B., Кравцова JI.B. Влияние гумата натрия на обмен веществ и резистентность высокопродуктивной птицы. //Биологические науки.-1991.- № 10.- С. 90-95.

143. Choppin G.R. Humics and radionuclide migration. //Radiochim. acta.- 1988.- 44-45.- Pt 1,- P. 2829.

144. Бейлина Н.Ю., Камнева А.И. Морфология водорастворимых органно-минеральных соединений бурого угля. //ХТТ. -1981. № 2.- С. 43-45.

145. Александров И.В. Распределение микроэлементов в гуминовых веществах бурого угля. //ХТТ.- 1994.- №3.- С.27-32.

146. Александров И.В., Канделаки Г.Н., Куликова И.П. Цеолит-гуминовые сорбенты для очистки сточных вод. //ХТТ. 1994. - № 4-5.- С. 136-141.

147. Александров И.В., Юхновец Л.Б. Биологически активные мелиоранты на основе гуминовых веществ бурых углей и природных цеолитов. //ХТТ,- 1994.-№3.- С.10-18.

148. Дударчик В.М., Соколова Т.В., Смычник Т.П., Пехтерева B.C. Сорбционные свойства модифицированных гуминовых препаратов на основе торфа. //Весщ HAH Беларусь сер. xím. навук.-2003 .-№ 2.- С. 95-99.

149. Вазова Н.Г., Крюкова В.Н., Латьппев В.П. Сорбционные свойства гуминовых кислот. //ХТТ.-1999.-№6.- С. 47-50.

150. Коврик С.И., Смычник Т.П., Липская Т.Н. Осаждение катионов меди и свинца торфощелоч-ными суспензиями. //Весщ HAH БеларуЫ, сер. xím. навук.- 2000.-№ 4.- С. 112-114.

151. Дударчик В.М., Коврик С.И., Прохоров С.Г., Смычник Т.П., Стригуцкий Л.В., Терентьев A.A. Механизм сверхэквивалентного связывания меди гуминовыми кислотами торфа. //ХТТ,-1999.-№5,- С. 30-36.

152. Kubota Takumi, Sasaki Takayuki, Tochiyama Osamu Kudo Akira. Interaction of neptunium with humic acid and anaerobic bacteria. //J. Nucl. Sei. and Technol.- 2002.- 3.- P. 946-949.

153. Xueyan G., Zhimang G., Xiaorong W. Спектроскопическая характеристика реакций редкоземельных металлов с гуминовыми кислотами в торфе. //Anal. Chem.- 2001.- 29.- № 5.- P. 569572.

154. Sakuragi Tomofumi, Sato Seichi, Kozaki Tamotsu. Sorption of Eu (П1) on on kaolinite in the presence of humic acid: effects of ionic strength. //Chem. Lett.- 2002.- № 7.- P. 656-657.

155. Богуш A.A., Трофимов A.H. Применение торфо-гуминовых веществ для снижения техногенного влияния отходов на окружающую среду. // Химическая промышленность.- 2005.- т.82.- № 3.- С. 153-158.

156. Давыдова С.Л., Барабанов В.А. Иммобилизованные ß-дикетоны и их комплексы. //Сб. Теоретическая и прикладная химия ß-дикетонатов металлов.- М.: Наука.- 1985.- С.121-124.

157. Колотумин В.И. Справочная книжка торфяника. /Под ред. В.Н. Колесина.- М.: Недра.- 1973,208 с.

158. Юдина Н.В., Инишева Л.Н. Изменение состава органического вещества торфов в зависимости от условий и срока хранения. //ХТТ,- 1996.- №1.- С. 14-17.

159. Гюльмалиев A.M., Головин Г.С., Гладун Т.Г. Теоретические основы химии угля.- М.: Моск. гос. гор. ун-т.- 2003.- 556 с.

160. Гюльмалиев A.M., Иванов И.А., Головин Г.С. Структурно-химические показатели и классификационные характеристики горючих ископаемых. //ХТТ.- 2004.- №1.- С.3-17.

161. Иванов И.А. Структурные параметры и принцыпы построения научной классификации твердых горючих ископаемых.- Автореф. дис. канд. хим. наук.- Москва.- 2004.- 21 с.

162. Торф и продукты его переработки. Метод приготовления аналитических проб.- ГОСТ 1130375 М.: Изд-во стандартов.- 1976.- 6 с.

163. Торф. Метод определения степени разложения.- ГОСТ 10650-72.- М.: Изд-во стандартов.-1989.-7 с.

164. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Методы определения обменной и активной кислотности.- ГОСТ 11623-89,- М.: Изд-во стандартов.- 1990.- 6 с.

165. Угли бурые, каменные антрацит и сланцы горючие. Метод определения выхода летучих веществ.- ГОСТ 6382-80 (СТ СЭВ 2033-79).

166. Торф. Методы определения влаги.- ГОСТ 11305-83,- М.: Изд-во стандартов.- 1989,- 7 с.

167. Торф и продукты его переработки. Методы определения зольности.- ГОСТ 11306-83.- М.: Изд-во стандартов.- 1994.- 8 с.

168. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Методы определения аммиачного азота. ГОСТ 27894.3-88 М.: Изд-во стандартов.- 1989,- 13 с.

169. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Методы определения нитратного азота. ГОСТ 27894.4-88 М.: Изд-во стандартов.- 1989,- 11 с.

170. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Методы определения подвижных форм фосфора. ГОСТ 27894.5-88 М.: Изд-во стандартов.- 1989.- 8 с.

171. Торф и продукты его переработки для сельского хозяйства. Метод определения гидролитической кислотности. ГОСТ 27891,5-88 М.: Изд-во стандартов.- 1989,- 5 с.

172. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений.- М.: Мир.- 1965.216 с.

173. Грибов JI.A. Введение в теорию и расчет колебательных спектров многоатомных молекул.-Изд-во ЛГУ .- 1965.- 134с.

174. Кеслер И. Методы инфракрасной спектроскопии в химическом анализе.- М.: Мир. -1964.-257с.

175. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул.- М.: Мир.-1971.-318 с.

176. Осипов A.M. Исследование молекулярной структуры углей методами ИК- и ЯМР-спектроскопии. //Тр. ин-та физ.-орг. химии и углехимии.- Киев.-1986.-144 с.

177. Казицына JI.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК и ЯМР-спектроскопии в органической химии: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа.-1971.-246 с.

178. Сильверстейн Р., Басслер Г., Мерил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: Мир.-1977.- 308 с.

179. Ларина Н.К., Миессерова O.K., Скрипченко Г.Б. Применение ИК-спектроскопии для расчета структурных параметров бурых углей и продуктов их термообработки. //XТТ.- 1978.- № 2.-С.42-50.

180. Прикладная инфракрасная спектроскопия. /Под ред. Д. Кендалла.- М.: Мир.- 1970.-376 с.

181. Берштейн И.Я., Каминский Ю.Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. Л.: Химия.-1975.-232 с.

182. Kershaw J.R. Ultraviolet and luminiscence spektroscopy. //Spektrosc. Anal. Coal Liguids.- Amsterdam.- 1989.-P. 155-194.

183. Сирюк Л.Г. Спектральные методы исследования ароматических углеводородов в нефтях и нефтепродуктах.- М.- 1968.- 93с.

184. Химия и генезис торфа и сапропелей. /Под ред. П.И. Белькевич.- Минск: Изд-во АН БССР.-1962.-317 с.

185. Рыбак В.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптехиздат.- 1962.- 587 с.

186. Глебко Л.И. Определение функциональных групп в гуминовых кислотах. //Автореф. дис. канд. хим. наук, М,-1971. - 19 с.

187. Глебко Л.М., Максимов О.Б. Новые методы исследования гуминовых кислот. Владивосток.- 1972.-214 с.

188. Вайбель С. Идентификация органических соединений. М., 1957. - С. 178 - 183.

189. VonRudloffE. Identification of coal//Flavoar and Fragrance Joyrnal. -1984-V.l.-P. 36.

190. Bartie K.D., Jones D.W., Pakdel H. Paraffine hydrocarbons from coal. //Analytical methods for coal and coal products.- Ed. Karr С.- N.- Y.- San-Francisco, London.- 1978.- V.2.- P. 210-226.

191. Аарна А.Я., Липпмаа X.B., Палуоя В.Т. Сравнение химических методов определения кислородсодержащих функциональных групп. //Труды ТПИ. Сер. А.- 1964.- № 215.- С. 97-119.

192. Meyer W. Die Bestimmung Functioneller Gruppen an Huminsubstanzen aus Boden. Zurich. -1962.-82 s.

193. Компанец В.А., Бутузова Л.Ф. Ускоренный метод определения кислородсодержащих функциональных групп в каменном угле. //Вопросы химии и химической технологии. -1974. Вып. 47.-С. 96-100.

194. Kershaw J.R. Spectroscopic Analysis of coal liguids. //Cjal Sei. and Technol. Amsterdam. - 1989. -V. 12.-395 p.

195. Богородская Jl.И. Методы определения кислородсодержащих функциональных групп в деби-туминизированном органическом веществе. //Труды СНИИГГИМСа. Современные методы анализа в органической геохимии. Вып. 2 (166). -Новосибирск, 1973. - С. 14-36.

196. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия.-1975.-224 с.

197. Сысоев А.Ф., Марцинкович Л.А. Определение биогенных стимуляторов при помощи дрожжевого нефелометрического теста. //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -1957. Т.18. -№4.- С. 120-123.

198. Сергеева Т.А. Методика лабораторных испытаний гербицидов. //Защита растений от вредителей и болезней. 1962. - № 1. - С. 17-25.

199. Методические рекомендации к контролю питательных сред по биологическим показателям.-М.- 1980.

200. Жунгиету Г.И., Будылин В.А., Кост А.Н. Препаративная химия индола. Кишинев: Штиин-ца.- 1975. - 264с.

201. Хайош А. Комплексные гидриды в органической химии Л.: Химия.- 1971.- 623 с.

202. Вейганд К., Хильгетаг Г. Методы эксперимента в органической химии.- М.: Химия.- 1968.944 с.

203. Головин Г.С., Лесникова Е.Б., Артемова Н.И., Дементьева O.A. Ионообменные свойства бурых углей и продуктов их химической модификации. //ХТТ.- 1996.- №5,- С.26-30.

204. От ОАО «НАК «АЗОТ» От НИ РХТУ.

205. Нач. ЦОТК ЛяхинД.В. 1 ^ Зав. каф. ХТООНХС, доц!,-к.*.н. Лебедева Г.Ф.1. Ли1. Ассистент Яркова Т.А.3016Л0,Тульская оГнао ь I. Ичиочосковгк, ул. С'вяш, 10 и.имянп 753603 "Кедр" голефон (08762) 2-28-65 • факс (0,4762) 3-07-52 I\-nijil; 1)ти>ко1$к^л/.<>1.ги

206. Зам. нач. ЦОТК, к.х.н. Замуруев О.В-:1Счлн!.«! 1-1С1 <М(»001002,4.4,41.1!) " •.!.1М.|,лН|.-м"""¡.41.'?. 1. М<п к<:;|. V I. ("а.штшчсскйи.дД К'-.>!>. г'ич 3;Щ|»НМККчНКМ)04<;б. №112 " 111'»(11 Н)'¡М»; 71015ШЮI, г; и к ОКНО ;!57»!<ЯЗ. (МСОПХ 13111

207. Полученные результаты позволяют рекомендовать испытанные препараты для дальнейшего детального изучения с целью их использования в системе здравоохранения.

208. Научный руководитель диссертационной работы, 0зав. каф. ХТООНХС НИ РХТУ, доцент, к.х.н. СУ/ib\x Лебедева Г.Ф.атель, ассистент /у /ЯрковаТ.А.гг. ф.л* ¿e^fieu, V5f