星际媒介H2NCH2CN与H2O反应中的H2O分子偶合质子转移机理和氢隧道效应

徐四川 马丽英 卞富永 史强 葛茂发 张兴康

引用本文: 徐四川, 马丽英, 卞富永, 史强, 葛茂发, 张兴康. 星际媒介H2NCH2CN与H2O反应中的H2O分子偶合质子转移机理和氢隧道效应[J]. 物理化学学报, 2009, 25(11): 2312-2318. doi: 10.3866/PKU.WHXB20091039 shu
Citation:  XU Si-Chuan, MA Li-Ying, BIAN Fu-Yong, SHI Qiang, GE Mao-Fa, ZHANG Xing-Kang. H2O-Coupled Proton Transfer Mechanism and Hydrogen Tunneling Effects in the Reaction of H2NCH2CN with H2O in the Interstellar Medium[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2009, 25(11): 2312-2318. doi: 10.3866/PKU.WHXB20091039 shu

星际媒介H2NCH2CN与H2O反应中的H2O分子偶合质子转移机理和氢隧道效应

摘要:

H2NCH2CN+H2O→H2NCH2C(OH)NH是一个重要的反应, 涉及到星际媒介中甘氨酸的形成, 与早期地球上的氨基酸起源有关. 如果没有考虑氢隧道效应, 在MP2/6-311+G(d,p)级别上计算反应能垒是254.7 kJ·mol-1, 在星际媒介中该气相反应很难进行. 在星际媒介冰颗粒表面上, 水分子催化反应增强了该化学反应的活性. H2NCH2CN与(H2O)3反应中的两个水分子作为催化剂降低活化能77.5 kJ·mol-1和活化自由能70.9 kJ·mol-1, 并且通过氢键桥协同传递质子. 量子氢隧道对于该反应进行至关紧要,采用小弯曲隧道(SCT)近似和正则变分过渡态理论(CVT)方法研究. 温度50 K时, 速率常数kSCT/CVT为1.86×10-23 cm3·molecule-1·s-1, 表明在星际媒介中通过质子隧道机理该反应容易进行. 研究结果与地球上的氨基酸起源于地球本身物质的观点相一致.

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  • 发布日期:  2009-10-28
  • 收稿日期:  2009-05-04
  • 网络出版日期:  2009-09-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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