腐植酸：结构，性能，生产，用途 - 化学 - 2025

腐殖酸是属于腐殖质的有机化合物家族的统称。它们具有各种官能团，包括羧基，酚醛基，糖样环，醌和氨基酸衍生物。

腐殖酸是腐殖酸的一部分，它们是植物，动物和自然废物分解的结果，分布在土壤，天然水和沉积物中。

有机物质会变成腐殖酸等物质。作者：Pisauikan。资料来源：

腐殖酸是腐殖质的一部分，具有改善植物生长和营养的能力，因为它们可使养分在土壤中保留的时间更长，因此植物可以利用。

它们是两亲性化合物，也就是说，它们具有与水相关的部分和拒绝水的部分，它们都在同一分子内。

由于它们的-OH和-COOH基团，它们可以与金属离子或阳离子形成络合物。

由于它们的烃链或芳族部分，它们可以溶解并锁定有毒的多环芳族分子。此外，它们在癌症药物和更有效的药物制备中具有潜在用途。

结构体

腐殖酸包含不同的官能团，其数量取决于腐殖酸的地理来源，年龄，环境和生物学条件以及产生该分子的气候。因此，其精确表征变得困难。

它的主要官能团是酚，羧基，烯醇，醌，醚，糖和肽。

赋予其主要特性的官能团是酚基，羧基和醌基。

腐殖酸的大结构由-OH基形成的亲水部分和由脂族链和芳环组成的疏水部分组成。

腐殖酸分子的例子，其中可以看到酚基-OH基，-COOH，醌，糖残基和肽（-NH）。伊克拉祖尔。资料来源：维基共享资源。

命名法

-腐殖酸。

-HA或HAs（腐殖酸）。

物产

物理状态

非晶态固体。

分子量

它们的分子量为2.0至1300kDa。

一道尔顿或道尔顿的啤酒价值1.66 x 10 ^-24克。

溶解度

腐殖酸是可溶于碱性水性介质的腐殖质部分。它们部分溶于水。不溶于酸性介质。

它在水中的溶解是复杂的，因为腐殖酸不是单独的组分，而是组分的混合物，其中只有一部分可溶于水。

其溶解度可根据其组成，pH和溶剂的离子强度而变化。

化学和生物学特性

腐殖酸分子通常具有排斥水的亲水性或与水有关的部分和疏水性部分。这就是为什么它们被称为两亲的原因。

由于其两亲性，腐殖酸在中性或酸性介质中形成类似于胶束的结构，称为假胶束。

它们是弱酸，是由酚基和羧基引起的。

醌型基团负责反应性氧的形成，因为它们被还原为半醌，然后还原为非常稳定的氢醌。

腐殖酸分子中酚和羧基的存在使它们能够改善植物的生长和营养。这些基团还可以促进与重金属的络合。他们还解释了其抗病毒和抗炎活性。

另一方面，醌，苯酚和羧基的存在与其抗氧化剂，杀真菌剂，杀菌剂和抗突变或致突变能力有关。

根据pH在水性介质中的行为

在碱性介质中，羧基和酚基团会损失H ⁺质子，从而使这些基团中的每个分子带负电荷。

因此，负电荷被排斥并且分子伸展。

通过降低pH，酚和羧基再次质子化，排斥作用停止，使分子采用类似于胶束的致密结构。

在这种情况下，试图使疏水部分位于分子内部，并使亲水部分与水性介质接触。这些结构被称为伪胶束。

由于这种行为，据称腐殖酸具有去污特性。

此外，它们形成分子内的聚集体（在它们自己的分子内），随后发生分子间的聚集（在不同分子之间）并沉淀。

大非极性分子的增溶

腐殖酸可以溶解有毒和致癌性且相对不溶于水的多环芳烃。

这些烃溶解在腐殖酸假胶束的疏水中心。

与金属阳离子形成络合物

腐殖酸在阳离子或正离子起到中和腐殖酸分子的负电荷作用的碱性环境中与金属离子相互作用。

阳离子的电荷越高，形成假胶束的效力就越大。阳离子位于结构中热力学上优选的位置。

该过程产生获得球形的腐殖酸-金属络合物。

这种相互作用取决于金属以及腐殖酸的来源，分子量和浓度。

取得

腐殖酸可从土壤中的有机物获得。但是，各种腐殖酸分子的结构会根据土壤的位置，年龄和气候条件而变化。

有几种获取方法。其中之一如下所述。

在室温下在氮气氛下用0.5 N NaOH（0.5当量/升）的水溶液处理土壤24小时。整个被过滤。

用2N HCl将碱性提取物酸化至pH 2，并在室温下静置24小时。通过离心将凝结的物质（腐殖酸）与上清液分离。

应用领域

-农业

自从农业活动开始以来，人们就已经知道在农业中使用腐殖酸，因为它们是腐殖质的一部分。

土壤富含腐殖质，因此富含腐殖酸，对植物生长有益。作者：Markus Baumeler。资料来源：

腐殖酸改善植物的生长和营养。它们还充当土壤杀菌剂和杀真菌剂，保护植物。腐殖酸抑制植物致病真菌，其某些功能基团与这种活性有关。

被茄格孢菌（Alternaria solani）真菌感染的植物，可以用腐殖酸对抗。非洲巴西人。资料来源：维基共享资源。

腐殖酸分子中硫（S）和C = O羰基的存在有利于抑菌活性。相反，高含量的氧，芳族CO基团和属于糖类的某些碳原子会抑制腐殖酸的杀菌力。

最近（2019），已经研究了在土壤中存在的腐殖酸的稳定化及其对农作物的影响方面应用缓释氮肥的效果。

发现生物碳包被的尿素改善了土壤中存在的腐殖酸的结构和稳定性，有利于土壤中氮和碳的保留并提高了农作物的产量。

-修复污染

由于它具有在中性或酸性介质中形成拟胶束的能力，因此多年来一直在探索从废水和土壤中去除污染物的实用性。

金属是可以被腐殖酸去除的污染物之一。

一些研究表明，腐殖酸在水溶液中的金属吸附效率趋于随pH和腐殖酸浓度的增加以及金属浓度的降低而增加。

还确定了金属离子竞争腐殖酸分子的活性位点，这些活性位点通常是其中的酚基–COOH和–OH。

-在制药行业

已证明在增加疏水性药物的水溶性方面有用。

制备了涂覆有腐殖酸的银（Ag）纳米颗粒，该纳米颗粒设法保持稳定至少一年。

银和腐殖酸的这些纳米颗粒以及后者的抗菌特性在制备药物中具有很高的潜力。

同样，已经尝试了卡马西平（一种抗癫痫药）与腐殖酸的复合物以增加其溶解度，事实证明该药物变得更加可溶和有效。

腐殖酸和β-胡萝卜素（维生素A的前体）的复合物具有相同的改善溶解度和生物利用度的效果。

-医学

腐殖酸是治疗各种疾病的坚强盟友。

对抗某些病毒

腐殖酸具有抗巨细胞病毒和人类免疫缺陷病毒HIV-1和HIV-2等的抗病毒活性。

腐殖酸分子可以通过将其在碱性介质中的负电荷结合到病毒上的某些阳离子位点来抑制病毒复制，这对于病毒结合到细胞表面是必不可少的。

对抗癌症

已经发现腐殖酸具有致癌性的损伤愈合特性。这归因于在其结构中存在醌。

醌的结构，一种存在于某些腐殖酸分子中的基团。作者：MarilúStea。

醌产生活性氧，产生氧化应激，并通过其DNA片段化诱导癌细胞凋亡。

防止诱变

腐殖酸是细胞内外诱变的抑制剂。诱变是可以遗传给子细胞的细胞遗传物质的稳定改变。

已经发现抑制诱变的能力随腐殖酸的组成及其浓度而变化。

另一方面，它们对诱变物质，例如苯并py（某些食品中存在的多芳烃），2-硝基芴（燃烧的多芳烃产物）和2-氨基蒽，具有致突变作用。

苯并re对DNA的诱变作用。作者：Richard Wheeler（Zephyris），2007年。+的反式（10S）-dA加合物的溶液结构-（7S，8R，9S，10R）-7,8-二羟基-9,10-环氧-7,8 ，双链体DNA中的9,10-四氢苯并py。由{{PDB-1JDG}}产生。==许可== {{GFDL-。资料来源：维基共享资源。

这种作用的机理在于诱变剂的吸附，对于诱变剂而言，具有较大结构的腐殖酸最为有效。诱变剂被腐殖酸吸收并失去诱变活性。

相信这对于预防癌变可能是重要的。

-在化妆品行业

由于其吸收紫外线和可见光的能力，腐殖酸已被提议用于防晒霜，抗衰老面霜和皮肤护理产品。

它们也可用作化妆品中的防腐剂。

-在食品行业

由于其抗氧化性能，已建议将其用作食品防腐剂和营养补充剂。

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