Oxidación Fotocatalítica Atmosférica de 4-Nitroimidazol
Autores: Kondapalli, Nayan; Cernero, Oliver; Welch, Aaron; Harrison, Aaron W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Oxidación Fotocatalítica Atmosférica de 4-Nitroimidazol
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Heterociclos nitrofuncionalizados
Nitroimidazoles
Fotoquímica
Radical hidroxilo
Aerosoles
Oxidación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Los heterociclos nitrofuncionalizados, como los nitroimidazoles, son contaminantes ambientales significativos y se han identificado como componentes de aerosoles orgánicos secundarios (SOA) y aerosoles orgánicos de combustión de biomasa (BBOA). Su fuerte absorción en el UV cercano (300-400 nm) hace que la fotociencia sea un aspecto crítico de su procesamiento atmosférico. Este estudio investiga tanto la fotociencia directa en el UV cercano como la oxidación por radicales hidroxilo (OH) del 4-nitroimidazol (4-NI). Se encontró que la tasa de fotólisis atmosférica del 4-NI en el UV cercano (300-400 nm) era J = 4.3 x 10 (+/-0.8) s, lo que corresponde a una vida atmosférica de 391 (+/-77) min bajo condiciones acuosas a granel que simulan aerosoles acuosos y agua de nubes. El análisis de espectrometría de masas por ionización por electrospray (ESI-MS) tras la irradiación indicó la pérdida del grupo nitro, mientras que la eliminación de NO se observó como un canal más menor en la fotólisis directa. Además, se determinó que la constante de tasa para la reacción del 4-NI con radicales OH, k, era de 2.9 x 10 (+/-0.6) Ms. Tras la oxidación por OH, los resultados de ESI-MS muestran la aparición de un pico dominante a / = 130 amu, consistente con la hidroxilación del 4-NI. Los resultados computacionales indican que la adición del radical OH ocurre con la menor barrera en las posiciones C2 y C5 del 4-NI. Los resultados combinados de los experimentos de fotólisis directa y oxidación por OH sugieren que la degradación mediada por OH probablemente dominará bajo condiciones de fase de aerosol, donde las concentraciones de radicales OH están elevadas, mientras que se espera que la fotólisis directa sea el principal mecanismo de pérdida en entornos de alta humedad y agua de nubes a granel.
Descripción
Los heterociclos nitrofuncionalizados, como los nitroimidazoles, son contaminantes ambientales significativos y se han identificado como componentes de aerosoles orgánicos secundarios (SOA) y aerosoles orgánicos de combustión de biomasa (BBOA). Su fuerte absorción en el UV cercano (300-400 nm) hace que la fotociencia sea un aspecto crítico de su procesamiento atmosférico. Este estudio investiga tanto la fotociencia directa en el UV cercano como la oxidación por radicales hidroxilo (OH) del 4-nitroimidazol (4-NI). Se encontró que la tasa de fotólisis atmosférica del 4-NI en el UV cercano (300-400 nm) era J = 4.3 x 10 (+/-0.8) s, lo que corresponde a una vida atmosférica de 391 (+/-77) min bajo condiciones acuosas a granel que simulan aerosoles acuosos y agua de nubes. El análisis de espectrometría de masas por ionización por electrospray (ESI-MS) tras la irradiación indicó la pérdida del grupo nitro, mientras que la eliminación de NO se observó como un canal más menor en la fotólisis directa. Además, se determinó que la constante de tasa para la reacción del 4-NI con radicales OH, k, era de 2.9 x 10 (+/-0.6) Ms. Tras la oxidación por OH, los resultados de ESI-MS muestran la aparición de un pico dominante a / = 130 amu, consistente con la hidroxilación del 4-NI. Los resultados computacionales indican que la adición del radical OH ocurre con la menor barrera en las posiciones C2 y C5 del 4-NI. Los resultados combinados de los experimentos de fotólisis directa y oxidación por OH sugieren que la degradación mediada por OH probablemente dominará bajo condiciones de fase de aerosol, donde las concentraciones de radicales OH están elevadas, mientras que se espera que la fotólisis directa sea el principal mecanismo de pérdida en entornos de alta humedad y agua de nubes a granel.