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

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254.7kj·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77.5kj·mol-1和活化自由能70.9kj·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50k时,速率常数ksct/cvt为1.86×10-23cm3·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.