Acrolein (Ch2chcho), một aldehyde acrylic beta-chưa bão hòa, là một phân tử đa chức năng đơn giản chứa cả nhóm alkene và aldehyde. Acrolein là một chất ô nhiễm khí quyển hình thành trong quá trình oxi hóa quang hóa của VOC nhân tạo 1,3-butadiene, và đóng vai trò là hợp chất mô hình cho methacrolein (MACR) và methyl vinyl ketone (MVK), các sản phẩm oxi hóa chính của VOC isoprene có nguồn gốc sinh học. Ngoài ra, acrolein tham gia vào quá trình đốt cháy và oxi hóa sinh học.
Nghiên cứu này trình bày một phân tích lý thuyết toàn diện về các phản ứng cộng acrolein + OH + O(2), đây là một chuỗi oxi hóa quang hóa quan trọng, sử dụng các phương pháp lý thuyết G3SX và CBS-QB3. Cả hai giao thức ab initio đều cung cấp kết quả tương đối giống nhau, mặc dù phương pháp CBS-QB3 dự đoán một cách có hệ thống nhiệt hình thành từ các tài liệu sử dụng entanpi nguyên tử hóa, và cũng cung cấp chiều cao rào cản trạng thái chuyển tiếp thấp hơn.
Một số con đường năng lượng thấp mới cho phản ứng đơn phân tử của các gốc acrolein-OH-O(2) được xác định, với năng lượng xấp xỉ hoặc thấp hơn năng lượng của các đồng phân acrolein-OH + O(2). Trong mỗi trường hợp, các phản ứng mới này có khả năng tái tạo gốc hydroxyl (OH) và tạo thành các sản phẩm phụ bao gồm glyoxal, glycolaldehyde (HOCH(2)CHO), formaldehyde (HCHO), CO và epoxit được thay thế.
Các sơ đồ phản ứng tương tự được phát triển cho quá trình oxi hóa quang hóa của MACR và MVK, tạo ra một số sản phẩm oxi hóa được quan sát. Phản ứng MACR + OH + O(2) –> hydroxyacetone + OH + CO được cho là đặc biệt quan trọng. Nghiên cứu này cũng đề xuất rằng việc bổ sung O(2) vào các sản phẩm cộng acrolein-OH được kích hoạt hóa học có thể cung cấp sự tái tạo nhanh chóng OH trong quá trình oxi hóa khí quyển của acrolein, thông qua cơ chế kích hoạt kép. Cơ chế này cũng có thể được mở rộng cho isoprene, MVK và MACR.
Tầm quan trọng của hóa học mới được tiết lộ ở đây trong quá trình oxi hóa khí quyển của acrolein và các OVOC và VOC liên quan về cấu trúc khác đòi hỏi phải nghiên cứu thêm. Ngoài ra, một đánh giá quan trọng về nhiệt hình thành acrolein được trình bày và một giá trị mới là -16,7 +/- 1,0 kcal mol(-1) được khuyến nghị cùng với các thuộc tính nhiệt hóa học khác, từ tính toán cấp độ W1.
