"Прямая УФ-фотодеградация гербицида триклопира в водных растворах: механистическое исследование.". Роман Геннадиевич Федунов, ИХКГ СО РАН, НГУ, 2.11.2022
Состав коллектива
- Плюснин Виктор Федорович, д.х.н., заведующий лабораторией фотохимии, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, руководитель
- Гривин Вячеслав Павлович, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, исполнитель
- Федунов Роман Геннадиевич, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, исполнитель
- Поздняков Иван Павлович, к.х.н., старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, исполнитель
- Снытникова Ольга Александровна, к.х.н., Международный томографический центр СО РАН, исполнитель
- Яншоле Вадим Владимирович, к.ф.-м.н, Новосибирский государственный университет, исполнитель
Аннотация
Механизм прямого УФ-фотолиза пиридинового гербицида триклопира (TRI) был выявлен с помощью комбинации наносекундного флэш-фотолиза, стационарного фотолиза в сочетании с квантово-химическими расчетами DFT. Обнаружение короткоживущих промежуточных продуктов и детальная идентификация конечных продуктов были выполнены впервые. Квантовый выход фотодеградации TRI составляет около 4% как при возбуждении УФ-С (254 нм), так и УФ-В (308 нм). Первичной стадией является гетеролитический разрыв связи C–Cl в диссоциативном триплетном состоянии TRI с образованием фенильного катиона с последующей быстрой нуклеофильной атакой молекулой растворителя. Второстепенным каналом является фотогидролиз, приводящий к образованию 3,5,6-трихлорпиридин-2-ола. Первичные фотопродукты подвергаются вторичному фотолизу по механизму, аналогичному исходному TRI, с образованием продуктов отщепления уксусной группы, последовательного замещения атомов хлора на гидроксильные группы и, наконец, окисления и раскрытия пиридинового кольца. Полученные результаты могут быть важны для понимания судьбы пиридиновых гербицидов в процессах УФ-обеззараживания и в природных водах под действием солнечного света. Результаты квантово-химических DFT расчетов электронных спектров промежуточных анионов 1TRI- и 3TRI- методом Def2-TZVP/B2PLYP-D3 находятся в хорошем согласии с результатами стационарных спектров поглощения и лазерного флэш-фотолиза.
Грантовая поддержка
- РНФ-Китай 21-43-00004 «Механизм и применение процессов усиленной синергетической адсорбции-окисления приоритетных микрозагрязнителей в водных системах с помощью солнечного света на основе природных фотоактивных соединений железа» (2021 – 2023 гг.), руководитель – Плюснин Виктор Федорович
Публикации
- I.P. Pozdnyakov, O.A. Snytnikova, V.V. Yanshole, R.G. Fedunov, V.P. Grivin, V.F. Plyusnin, Direct UV photodegradation of herbicide triclopyr in aqueous solutions: A mechanistic study. Chemosphere, V.293, (2022), 133573. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.133573