コンピューター・シミュレーションによる腐植物質の成分別構造モデル

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05453158
• Research Institution: Kyoto Prefectural University
• Principal Investigator: 米林 甲陽 京都府立大学, 農学部, 教授 (00046492)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 舟川 晋也 京都府立大学, 農学部, 助手 (20244577)
• Keywords: 腐植酸 / 疎水性樹脂 / 吸着クロマトグラフィー / 平均化学構造 / 芳香族性 / 脂肪族性成分

Research Abstract

腐植物質の化学構造について,今までにいくつかの構造モデルが提出されてきているが、いずれも推論の域を出ていない。腐植物質は極めて多様な混合物からなっており、化学分解によって得られる化合物の数は、想像を絶する数となり,元の腐植物質を再構築する試みは極めて困難のものとなる。
腐植物質を分別する試みも、古くから行われているが、いずれも化学的性質の類似した構成成分に分別されたとは言い難い。腐植物質は、分子量、芳香族環数、官能基量のいずれもが非常に幅の広い分布を示す集合体であることから、分子の持つ電荷の性質と芳香族性の組み合わせに由来する疎水性の違いを区分し得る疎水性樹脂を利用して,化学的に類似した構成成分に分別することができる。
腐植酸の成分組成が異なる代表的な土壌、黒ボク土壌、沖積水田土壌から腐植酸を抽出・精製し、疎水性樹脂XAD-8を用いた段階溶出吸着クロマトグラフィーによって、腐植酸を、カルボキシル性成分、フェノール性成分、準脂肪族性成分、脂肪族性成分の4成分に大量に分別した。
各成分について元素分析、官能基分析(カルボキシル基、フェノール性水酸基、カルボニル基、アルコール性水酸基、メトキシル基)、^1H-NMR分析を行い、NMRスペクトルから、各種結合形態の水素の存在割合を決定した。また、精密密度計を購入し、各成分の密度を測定した。
黒ボク土壌腐植酸はカルボキシル性成分が主成分であるが、沖積水田土壌腐植酸は4成分をほぼ均等に含んでいた。両腐植酸とも,カルボキシル性成分は芳香族性に富み,カルボキシル基,カルボニル基含量が多く,脂肪族性側鎖の長さは短い。脂肪属性成分は芳香属性が低く,長い脂肪族性側鎖を持つことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 米林,甲陽: "土壌肥料研究における新しい分析方法4 NMR法による土壌有機物の研究" 日本土壌肥料学雑誌. 64. 206-211 (1993)
• [Publications] Koyo Yonebayashi: "Humic component distribution of humic acids as shown by adsorption chromatography using XAD-8 resin." Proc.6th Inter.Humic Subst.Soc.(印刷中). (1994)
• [Publications] 米林,甲陽: "土壌構成成分解析法(II)(日本土壌肥料学会編)博友社" 腐植物質の平均化学構造推定法及びXAD樹脂による分画法, 55-80 (1993)