科學家首次在實驗室中生產出難以捉摸的甲二醇分子

夏威夷大學馬諾亞分校的研究人員首次合成了以前難以捉摸的對有機物、大氣科學和天體化學界非常重要的甲二醇分子。他們的發現和方法最近發表在《國家科學院院刊》上。甲二醇也被稱為一水甲醛或亞甲基二醇。

它的化學式為CH2(OH)2,是最簡單的寶石二元醇,一種在單個碳原子上帶有兩個羥基(OH)的分子。這些有機分子被認為是形成氣溶膠和大氣臭氧層反應的關鍵中間物。

該研究小組由化學系教授Ralf Kaiser、博士后研究人員Cheng Zhu、N. Fabian Kleimeier和Santosh Singh,以及W.M. 凱克天體化學實驗室副主任安德魯-特納(Andrew Turner)通過對極低溫冰塊的高能處理製備了甲二醇,並通過高科技質譜工具觀察了分子,該工具利用了可調諧真空光離子化(光子與原子或分子的相互作用形成離子的過程),在W.M. 凱克天體化學實驗室中進行。

密西西比大學副教授Ryan Fortenberry的電子結構計算證實了這種分子的氣相穩定性,並證明了通過電子激發的氧原子與甲醇反應的途徑。

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研究人員說,這一發現推進了他們對寶石二元醇的基本化學和化學鍵的認識,並標誌着它們在大氣和星際環境中的關鍵作用。天文學家現在可能能夠使用射電望遠鏡來識別深空中難以捉摸的分子,如甲烷二醇。

這種在恆星形成區尋找分子之前首先合成分子(如寶石二醇)的策略,最終可能使我們更接近對特異有機分子的分子結構和化學鍵的理解,根據教科書,這些分子”不應該存在”。作者還計劃調查甲烷三醇[CH(OH)3]和甲烷四醇[C(OH)4]的穩定性和製備。

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