Исследователи из Королевского технологического института в Стокгольме и компании Kinetic Chemistry Research опубликовали статью в журнале Science Advances, в которой говорится, что открытие давно предполагавшихся тетраоксидов с высоким содержанием кислорода имеет значение для целого ряда наук, включая химию атмосферы, биохимию, медицину и химию горения, сообщает научный журнал EurekAlert!.
«Это соединение — аналог бозона Хиггса в химии окисления, — говорит Барбара Нозьер, профессор физической химии в Королевском технологическом институте. — Его существование предполагали на протяжении десятилетий, но никто его так и не видел».
Впервые о тетроксидах заговорили в 1950-х годах. Предполагалось, что они появляются на короткое время при реакции двух органических радикалов, в результате которой образуется молекула с четырьмя атомами кислорода подряд. Этот процесс называется механизмом Рассела.
Несмотря на то, что тетраоксиды распадаются почти сразу, они играют важную роль во всех процессах, в ходе которых органические соединения «сгорают» при контакте с воздухом, например при пожаре, горении свечи, работе автомобильных двигателей, а также при низких температурах в атмосфере Земли и внутри живых организмов.
До сих пор доказательства их существования были косвенными, противоречивыми или основанными на экспериментах в холодных и экстремальных лабораторных условиях. Команда исследователей подтвердила их существование с помощью уникальной масс-спектрометрической методики, позволяющей обнаруживать крайне нестабильные молекулы, не разрушая их.
Удивительно, но на воздухе тетроксиды были относительно стабильны, в отличие от условий, использовавшихся в предыдущих работах. «Исследование подтверждает, что тетроксиды могут существовать при комнатной температуре на воздухе, без необходимости в экстремально низких температурах, которые использовались в предыдущих экспериментах», — говорит Нозьер.
Открытие факта, что они находятся как в окружающей среде, так и внутри живых организмов, означает, что тетроксиды могут вступать в неожиданные реакции и образовывать необычные продукты окисления, которые требуют дальнейшего изучения.
Это может повлиять на то, как долго загрязняющие вещества, такие как растворители для красок или дым, сохраняются в атмосфере, а также на образование других переносимых по воздуху соединений и аэрозольных частиц. По словам Нозьер, измерение продолжительности их жизни — от 0,2 до 200 миллисекунд — также помогает понять, насколько быстро протекают те или иные реакции и к каким продуктам они могут привести.
Полученные результаты имеют большое значение для медицины, в том числе для исследований окислительного стресса и методов лечения рака, где механизм Рассела используется в новых терапевтических подходах.
[Фото: David Callahan/KTH]
