El papel de la quiralidad en la oxidación de los monoterpenos

Área de la Ciencia:

• Química de la atmósfera
• Química orgánica
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La oxidación de monoterpenos es una fuente clave de aerosoles orgánicos secundarios atmosféricos (SOA).
• La influencia de la quiralidad molecular en la formación de SOA se ha pasado por alto en gran medida, suponiendo que los oxidantes achirales niegan los efectos enantioméricos.
• Los monoterpenos existen comúnmente como pares enantioméricos, que influyen en los procesos atmosféricos.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de los enantiómeros de monoterpenos en la oxidación en fase gaseosa y la posterior formación de moléculas orgánicas oxidadas (MOO).
• Desafiar la hipótesis de que la quiralidad de los precursores no afecta a la formación de SOA con los oxidantes achirales.
• Para aclarar las diferencias mecánicas en las vías de oxidación entre los enantiómeros de monoterpenos.

Principales métodos:

• Investigación sistemática de la oxidación en fase gaseosa de los enantiómeros (±) -α-pineno y (±) -limoneno.
• Experimentos llevados a cabo en concentraciones atmosféricas relevantes.
• Análisis de los rendimientos y vías de reacción de moléculas orgánicas oxidadas (MOO).

Principales resultados:

• El (+) -α-pineno y el (+) -limoneno mostraron una mayor formación de OOM (15% y 19%, respectivamente) en comparación con sus enantiómeros (-).
• Las diferencias en los rendimientos OOM se atribuyen a las variaciones en los pasos intermedios de oxidación, incluida la vida útil del radical RO2 y las reacciones bimoleculares.
• La oxidación del (+) -limoneno favorece la isomerización y la propagación de los radicales, aumentando los OOM, mientras que el (-) -limoneno favorece la escisión del esqueleto de carbono, produciendo productos más volátiles.

Conclusiones:

• La quiralidad molecular de los monoterpenos influye manifiestamente en la formación de OOM y, en consecuencia, en la composición de SOA.
• Las diferencias específicas observadas en los enantiómeros en las vías de oxidación tienen implicaciones atmosféricas significativas.
• El desplazamiento de las composiciones de enantiómeros debido a factores ambientales (por ejemplo, estrés inducido por el cambio climático) y el uso del producto puede alterar la carga atmosférica de SOA.