Международной группе исследователей впервые удалось обнаружить газообразные органические соединения, именуемые гидротриоксидами (ROOOH), в атмосферных условиях. Об этом сообщает интернет-издание SciTech Daily. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
До сих пор существование органических соединений с необычной группой ОООН (состоящей из трех последовательных атомов кислорода и атома водорода) фиксировалось только в лабораторных экспериментах. Эти вещества образовывались при окислении ряда углеводородов, таких как изопрен и альфа-пинен. Гораздо более широко распространенные гидропероксиды (ROOH) – с двумя атомами кислорода – известны и изучены уже давно.
Гидротриоксиды представляют собой важный класс веществ в атмосфере, влияние которых на здоровье и окружающую среду необходимо изучить более детально, пишут исследователи, работавшие под эгидой Института тропосферных исследований им. Лейбница (TROPOS), в отчетной публикации для журнала Science. По их оценке, окисление изопрена каждый год производит около 10 миллионов тонн этих соединений в атмосфере Земли. Срок существования ROOOH оценивается от минут до часов.
Нижний слой атмосферы нашей планеты действует как огромный химический реактор, в котором ежегодно преобразуются сотни миллионов тонн углеводородов, что в конечном итоге приводит к образованию углекислого газа и воды. Эти углеводороды выбрасываются лесами или антропогенными источниками. Происходит большое разнообразие процессов окисления, но только некоторые из них хорошо изучены.
Учеными ранее лишь предполагалось, что в атмосфере могут быть вещества, содержащие не только два атома кислорода (ROOH), но и три атома кислорода (ROOOH). В органическом синтезе гидротриоксиды используются для образования особых продуктов окисления в реакции с алкенами. Однако там эти вещества образуются в органических растворителях при очень низких температурах (около -80°C) и далее вступают в новую реакцию. До сих пор было неизвестно, существует ли этот класс веществ в виде газа в атмосфере при значительно более высоких температурах.
Исследователи из TROPOS, Копенгагенского университета и Калифорнийского технологического института впервые смогли предоставить прямые доказательства того, что образование гидротриоксидов имеет место в атмосферных условиях, вытекая из реакции пероксирадикалов (RO2) с гидроксильными радикалами (ОН). Лабораторные исследования в основном проводились в TROPOS в Лейпциге, в проточной трубке со свободной струей при комнатной температуре и давлении воздуха 1 бар, в сочетании с использованием очень чувствительных масс-спектрометров.
Дополнительная экспериментальная информация, особенно о стабильности гидротриоксидов, была получена в ходе исследований Калифорнийского технологического института. Квантово-химические расчеты были выполнены Копенгагенским университетом для описания механизмов реакции, а также температурной и фотостабильности гидротриоксидов. Глобальное моделирование от TROPOS позволило провести первоначальную оценку воздействия гидротриоксидов на атмосферу Земли как весьма существенную.