A Theoretical Study of the Formation of the Aminoacetonitrile Precursor of Glycine on Icy Grain Mantles in the Interstellar Medium
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Notice bibliographique
Résumé
Electronic structure calculations have been carried out for one of the key reactions in a Strecker synthesis route to the amino acid glycine, in connection with amino acid production in the interstellar medium (ISM). Density functional calculations at the B3LYP/6-31+G(d,p) level have been performed for the reaction between methanimine, CH 2 NH, and the two isomers HNC/HCN, leading to aminoacetonitrile a known precursor of glycine in both the gas phase and on a model icy grain surface. Three mechanisms are evidenced in the reference gas-phase calculations; for CH 2 NH reacting with HCN, there are two routes referred to as indirect and direct, and for CH 2 NH reacting with the isomer HNC, a one-step mechanism is found. All of these reaction paths have quite high barriers, but on a model interstellar grain icy surface, very considerable barrier reduction results due to a concerted proton relay mechanism. Explicit water molecules in a reaction ring are shown to participate in this relay mechanism in the reactions of CH 2 NH both with HCN and with the HNC isomer. The inclusion of two explicit H 2 O molecules leads to the strongest effect for the concerted proton transfer. With several further solvating waters included, this proton relay route to aminoacetonitrile for the HNC isomer via a direct mechanism is found to have a very low free-energy barrier at 50 K, Δ G 50K < 1 kcal/mol, and thus appears to be feasible in the ISM. The corresponding reaction with HCN, however, has a much higher barrier, Δ G 50K = 7 kcal/mol. The significance of these results for glycine production in the ISM is discussed.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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