固体核磁CP/MAS~(13)C NMR在木材科学中的应用(综述)

本文综述了固体核磁ＣＰ／ＭＡＳ１３ＣＮＭＲ光谱近年来在木材科学研究方面的进展,并对该分析手段在木材化学、木材改性和木材加工等研究领域的应用范围,谱峰的归属和波谱解析进行了探讨。     

土壤腐殖物质形成转化及其微生物学机理研究进展

腐殖物质(HS)形成是土壤固碳的重要过程,微生物应该是最主要的劳动者,也是研究土壤固碳机理的核心问题.文中通过对土壤团聚体("硬场所")和土壤环境因素("软场所")以及微生物本身(转化者)对HS形成转化和稳定性作用的研究回顾,试图给出HS形成和组成与微生物组成和团聚体组成之间的关系,以及不同驱动因素对微生物和HS组分的影响.     

喹啉生物碱^13C—NMR化学位移加合性规律的研究

通过对天然喹啉生物碱＾１３Ｃ－ＮＭＲ化学位移数据进行系统研究，结果表明，喹啉衍生物相对于未取代母体的＾１３Ｃ－ＮＭＲ化学位移的增量，具有良好的加合和降阶性规律，并由此而从理论上建立了喹啉衍生物＾１３Ｃ－ＮＭＲ化学位移的加合和降阶模型，用其进行计算的结果表明，在大多数情况下，计算值与献值吻合良好，具有一定的实用价值。     

纯有机物料腐解形成腐殖物质性质的动态变化

采用培养试验 ,对玉米秸、绿豆秸、猪粪、羊粪 4种有机物料腐解过程腐殖物质的组成 (H/ F)、胡敏酸性质、结构的动态变化进行了研究。结果表明 ,玉米秸从腐解 15～ 6 0 d,H/ F明显增大 ,胡敏酸结构趋于复杂 ;6 0～ 2 10 d,H/ F逐渐减小 ,胡敏酸由复杂趋于简单 ;2 10～ 36 0 d,H/ F呈增大趋势 ,胡敏酸趋于复杂。而绿豆秸、羊粪从腐解 15～ 90 d,H/ F呈减小趋势 ,胡敏酸芳构化度降低 ;随后 H/ F逐渐上升 ,胡敏酸趋于复杂。猪粪在整个腐解过程中 H/ F一直呈上升趋势 ,胡敏酸由简单趋于复杂。腐殖物质的形成是一个氧化过程 ,酚羟基氧化转化为羧基     

不同秸秆利用方式对黑土团聚体及其腐殖物质的影响

为探讨秸秆的不同利用方式还田对黑土肥力的影响,通过5年田间试验,研究了黑土连续施用玉米秸秆、生物质炭和牛粪配施化肥对土壤团聚体及其腐殖物质组成的影响。结果表明：与无化肥和有机物料添加对照处理相比,单施化肥（NPK）、NPK+生物质炭（BC）、NPK+牛粪（CM）和NPK+秸秆（CS）处理显著促进了>0.25 mm大团聚体的形成;与NPK相比,NPK+BC、NPK+CM和NPK+CS处理均显著提高了土壤总有机碳、胡敏酸与胡敏素含量,也显著增加了大团聚体与微团聚体中有机碳以及胡敏酸与胡敏素含量。不同秸秆利用方式之间相比,施用生物质炭更有利于提高土壤总有机碳和胡敏素的积累,而秸秆直接还田处理更有利于土壤胡敏酸的形成。连续5年施用秸秆、秸秆生物质炭和牛粪的田间试验促进了黑土良好结构的重建,从而提升土壤物理保护有机碳的潜力及有机碳的稳定性,同时也促进了土壤胡敏酸和胡敏素的积累,改善了土壤有机质品质,提高了土壤肥力,实现了提升黑土肥力与固碳的协同效应。     

^1H,^13CNMR光谱在木素化学研究中的应用

木素化学结构研究是木材化学的重要内容之一。秀般化学研究方法很难完全搞清木素化学结构，核磁共振技术引入木素化学研究中以后，使木素化学结构研究变得简单易行，核磁共振技术现在已成为木素研究中重要手段之一。本文介绍了＾１ＨＮＭＲ谱，６１３ＣＮＭＲ谱，二维（２Ｄ）ＮＭＲ谱以及固体＾１３ＣＮＭＲＣＰ／ＭＡＳ技术在木素化学研究中的应用和进展。     

~(13)C-核磁共振谱在鉴定天然产物结构中的应用

本文参考有关文献资料,结合应用核磁共振~(13)C 谱鉴定两个四环二萜类化合物结构的工作,对一些天然化合物,如具有含氧基团的环己烷体系的化合物中,由于其含氧基团的取代情况不同而引起其核磁共振~(13)C 谱各相关碳信号呈现出的规律性变化,进行了较详细的讨论。     

天然黄酮衍生物~（13）C—NMR化学位移研究（Ⅰ）──化学位移加合与降阶模型的研究

运用数学模型对黄酮类化合物１３Ｃ—ＮＭＲ化学位移数据进行了系统研究。结果表明，黄酮类化合物相对于未取代母体的１３Ｃ－ＮＭＲ化学位移的增量具有良好的加合和降阶性规律；加合δｃ＝（ｋ）＝Ｂ（ｋ）；降价δｃ（ｋ）＝Ｂ（ｋ）。由此计算和预测化合物１３Ｃ—ＮＭＲ化学位移，模拟未知物图谱。计算结果表明，计算值与标准图谱化学位移相差大多在２ｐｐｍ以内，最大的亦不超过５ＰＰｍ。     

粪肥腐解过程中铜与腐殖物质结合状况及其与铜淋失的关系

【目的】探讨粪肥腐解过程铜与腐殖物质(HS)结合状况及其与铜淋失的关系。【方法】采用H2O、NaOH和NaOH+Na4P2O7连续浸提粪肥腐解过程中不同类型腐殖物质结合态铜(HS-Cu),检测其含量的变化,并采用淋溶试验,研究粪肥中铜的淋失特征。【结果】水溶性HS-Cu平均占粪肥全铜的6%、自由态铜离子平均占粪肥全铜的5%。随粪肥腐解的进行,HS-Cu和自由态铜离子占全铜的比例均呈先升高后降低的变化趋势;NaOH溶性HS-Cu含量平均占全铜总量的27.8%,在腐解的前35 d呈增大趋势,随后无明显变化;NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu含量平均占全铜总量的20%,随腐解进行其所占比例逐渐增加。H2O溶性HS-Cu以富里酸结合态铜(FA-Cu)为主;NaOH溶性HS-Cu在腐解的前50 d以FA-Cu为主,50 d以后则以HA-Cu为主;NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu在腐解的前28 d以FA-Cu为主,28 d以后以HA-Cu为主。粪肥中铜淋失量在腐解35 d以前随腐解的进行逐渐增加,35 d以后又有所降低。铜淋失量平均占全铜量的20%左右。各阶段的淋失铜量与NaOH和H2O溶性HS-Cu、有机碳呈显著正相关,也与H2O溶性总铜呈显著正相关;而与NaOH+Na4P2O7溶性HS-Cu和有机碳以及H2O溶性自由态铜离子相关性不显著。【结论】在粪肥腐解过程中,NaOH溶性和H2O溶性HS-Cu含量可以作为评价粪肥中铜淋失的指标。     

土壤腐殖质结构的光谱学研究进展

有机质光谱分析法在土壤腐殖质结构研究中的应用,已使土壤腐殖质的研究取得了相当大的进展。它的应用能快速确定很多有机化合物的复杂结构,从而使腐殖质的结构研究提高到了新的水平。但由于腐殖质结的复杂性和研究手段的局限性,人们对土壤腐殖酸的结构仍然不甚清楚。为克服腐殖质提取和热解过程对结构的影响,弄清光谱分析方法在这一研究过程中的不足,未来的优先研究领域是:(1)土壤腐殖质分离。不同提取剂、甲基化、水解、氧化和还原作用都会对腐殖质化学结构产生影响,从而影响结构的精确性;(2)土壤腐殖质结构对环境的响应。同一土壤腐殖质的结构,化学性质也随着气候、母质、海拔、植被类型、土壤管理等不同而不同;(3)土壤腐殖质的化学分析测试手段的研制。每种光谱分析法都有一定的局限性,样品制备、分析技术和操作条件,都会对腐殖质结构产生一定影响,标准谱图也有待发展,并没有囊括所有腐殖质。     

用13C-核磁共振方法研究有机肥料对胡敏酸结构特征的影响

通过在棕壤上进行的田间试验和模拟试验,研究了施用有机肥胡敏酸（ＨＡ）＾１３Ｃ－核磁共振（ＮＭＲ）波谱的影响。结果表明,施用有机冯有使ＨＡ的碳骨架发生规律性的变化。一般表现为芳香碳（Ａｒ－Ｃ）和羰基碳（〉Ｃ＝Ｏ）含量减少;而烷基碳（Ｒ－Ｃ）和烷氧碳（ＲＣ－Ｃ）的含量增加。从恧地致ＨＡ的脂族化。研究表明,文中建立的土壤ＨＡ溶液＾１３Ｃ－ＮＭＲ方法,用于相对比较土壤有机增减肥后ＨＡ结构特征的变化规律是可     

核磁共振波谱法研究玉米植株残体培肥对土壤胡敏酸的影响

用核磁共振波谱法研究了施人玉米秸秆和根茬后土壤胡敏酸（HA）的变化。结果表明，玉米植株残体施用后，土壤HA的烷基链变短且多分支；土壤HA的芳香度降低，芳香碳减少，而烷基碳和烷氧碳增加，HA的脂肪族特性增强，氧化程度降低；发生变化最大的时期在施人玉米植株残体60d左右，且玉米秸秆对土壤胡敏酸的影响要大于根茬的影响。     

腐植酸对固废拆解地重金属污染土壤修复效果的研究

[目的]探讨腐植酸对重金属污染土壤的修复效果。[方法]在固体废弃物拆解地重金属污染土壤中加入不同用量的滩涂泥提取的腐植酸,测定土壤中水溶态和有效态重金属Cu、Zn、Pb、Ni的含量。[结果]腐植酸能有效络合、吸附土壤中的重金属。加入腐植酸后,污染土壤中的水溶态和有效态重金属Cu、Zn、Pb、Ni的含量均明显下降。当100 g土样中加入30 mg腐植酸时,腐植酸对污染土壤中水溶态重金属Zn、Cu、Pb、Ni的去除率分别为38.6%、50.9%、45.5%、23.9%,对有效态重金属Zn、Cu、Pb、Ni的去除率分别为28.9%、64.7%、31.0%、53.5%。[结论]腐植酸可以有效修复固体废弃物拆解地重金属污染土壤,每100 g土壤中加入30 mg腐植酸最为合适。     

甲酸诺卜酯和诺卜甲基醚的~(13)C化学位移分析

由β-蒎烯合成诺卜醇,再用诺卜醇与甲酸合成甲酸诺卜酯,GC纯度为96.9%产物的产率为88.3%;用相转移催化法由诺卜醇与碘甲烷合成诺卜甲基醚,GC纯度为93.1%产物的产率为89.8%,诺卜醇的这2个衍生物都具有较好的香气特性,它们的结构均用IR,MS,1H NMR及13C NMR分析进行了表征.对2个衍生物13C化学位移的分析表明:它们的C1--C2--C3--C4--C5-部分处在同一个平面上,整个6,6-二甲基双环[3.1.1]庚-2-烯部分呈"Y"形,它们可被看作阿朴蒎烯在C2-发生取代的衍生物,取代基对13C化学位移的影响主要集中在C2-,C1-和C3-,对其它碳原子的影响比较小.     

从泥炭中提取腐殖酸的工艺及其结构研究

探讨了不同预处理方法对从泥炭中提取腐殖酸效果的影响,同时也考察了碱提取液及其酸析液对提取结果的影响。结果表明,采用硝酸对试验样品进行预处理提取率最佳,通空气氧化和超声处理对提取率有益,但是提升效果不明显。碱溶分析表明,若投加0.1mol/L的Na4P2O4与碱液混合,腐殖酸的提取率会得到显著提升,且随着碱浓度的增大而增加,碱溶效果表现为:Na4P2O4+KOH>Na4P2O4+NaOH>KOH>NaOH>Na2CO3;酸析时,当CH+<2 mol/L时,HCl与H2SO4效果相当,且随着酸度的增加提取率增大,当C+>2 mol/L时,HCl优于稀HSO,这是由于硫酸将腐殖酸部分氧化,造成提取率降低。     

Effects of Rice Straw and Its Biochar Addition on Soil Labile Carbon and Soil Organic Carbon

Whether the biochar amendment could affect soil organic matter （SOM） turnover and hence soil carbon （C） stock remains poorly understood. Effects of the addition of ^13C-labelled rice straw or its pyrolysed biochar at 250 or 350℃ to a sugarcane soil （Ferrosol） on soil labile C （dissolved organic C, DOC; microbial biomass C, MBC; and mineralizable C, MC） and soil organic C （SOC） were investigated after 112 d of laboratory incubation at 25℃. Four treatments were examined as （1） the control soil without amendment （Soil）; （2） soil plus ^13C-labelled rice straw （Soil＋Straw）; （3） soil plus 250℃ biochar （Soil＋B250） and （4） soil plus 350℃biochar （Soil＋B350）. Compared to un-pyrolysed straw, biochars generally had an increased aryl C, carboxyl C, C and nitrogen concentrations, a decreased O-alkyl C and C：N ratio, but similar alkyl C and δ^13C （1 742- 1 877 %）. Among treatments, significant higher DOC, MBC and MC derived from the new C （straw or biochar） ranked as Soil＋Straw〉Soil＋B250〉Soil＋B350, whilst significant higher SOC from the new C as Soil＋B250〉Soil＋Straw≈Soil＋B350. Compared to Soil, DOC and MBC derived from the native soil were decreased under straw or biochar addition, whilst MC from the native soil was increased under straw addition but decreased under biochar addition. Meanwhile, native SOC was similar among the treatments, irrespective of the straw or biochar addition. Compared to Soil, significant higher total DOC and total MBC were under Soil＋Straw, but not under Soil＋B250 and Soil＋B350, whilst significant higher total MC and total SOC were under straw or biochar addition, except for MC under Soil＋B350. Our results demonstrated that the application of biochar to soil may be an appropriate management practice for increasing soil C storage.     

H_2O_2氧解褐煤产腐植酸的试验研究

[目的]探讨H2O2氧解褐煤产腐植酸的最佳工艺条件。[方法]采用H2O2降解云南曲靖褐煤制备黄腐酸,提取了褐煤及氧化残煤中的腐植酸,并利用pH分级法分出主要组分,对褐煤降解前后所提取的腐植酸进行了化学组成分析。[结果]对黄腐酸产率影响最大的因素是煤与氧化剂质量比,其次是氧化降解温度,H2O2浓度影响最小。优化工艺条件为:煤与H2O2质量比1∶0.60,氧化降解温度45℃,氧化降解时间210 min,H2O2浓度为20%。在最佳工艺条件下,黄腐酸的产率达20.40%。腐植酸官能团含量分析及红外光谱结果表明,降解产物黄腐酸中总酸性基团、羧基含量显著提高;OHA中的活性官能团含量及主要组分的沉淀酸度都较HA中的高。[结论]该研究为褐煤制备优质腐植酸提供了一种新的方法。     

一种新型乳清蛋白肽的核磁共振研究

乳清蛋白经碱性蛋白酶酶解的产物,经超滤、凝胶过滤色谱以及反向高效液相色谱分离纯化得到一种纯度较高的多肽。多肽经液质分析,初步确定其氨基酸序列为Asp-Gln-Trp-Leu,为一种新的肽段。本文采用核磁共振波谱法[包括~1H、~(13)C、~1H-~1H COSY(~1H-~1H correlation spectroscopy),HMBC(heteronuclear multiple bond correlation),HMQC(heteronuclear multiple quantum coherence),TOCSY(total correlation spectroscopy),NOESY(nuclear overhauser effect spectroscopy)]对其结构进行了解析,并对核磁信号进行了归属。实验结果显示TOCSY、HMBC和NOESY技术在多肽核磁共振信号的归属中发挥着关键的作用。