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A DFT Study for the Reaction Pathway(s) of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons I: Phenanthrene Degradation with two OH Radicals

다고리 방향족 탄화수소의 반응 경로에 대한 DFT 연구 I: 2개의 OH 라디칼에 의한 페난트렌의 분해 반응

  • Lee, Min-Joo (Department of Biology and Chemistry, Changwon National University) ;
  • Lee, Byung-Dae (Department of Health, Uiduk University)
  • 이민주 (창원대학교 생물학화학융합학부) ;
  • 이병대 (위덕대학교 보건관리학과)
  • Received : 2020.10.22
  • Accepted : 2020.11.23
  • Published : 2021.02.20

Abstract

In this study, the DFT calculation was performed using the B3LYP/6-31G(d,p) basis sets for the reaction process in which phenanthrene decomposes due to the chain reaction of two OH radicals on phenanthrene in the gaseous state of 298 K at 1 atm. As a result of the calculation, even when two OH radicals act on phenanthrene in a chain, the reaction for producing phenanthren-9-ol is predicted to be more advantageous than the reaction for producing phenanthren-1-ol. On the other hand, it was predicted that the OH addition process at room temperature would be advantageous for the priority of the OH addition and H abstraction process.

이 연구에서는 1기압 298 K 기체 상태에서 페난트렌에 두 개의 OH 라디칼이 연쇄적으로 작용하여 페난트렌이 분해되는 반응 과정을 B3LYP/6-31G(d,p) 기저함수를 사용하여 DFT 계산을 수행하였다. 계산 결과 두 개의 OH 라디칼이 연쇄적으로 페난트렌에 작용하는 경우에도 phenanthren-9-ol 생성 반응이 phenanthren-1-ol 생성 반응보다 유리할 것으로 예측된다. 한편 OH 첨가와 H 추출 과정에 대한 우선성은 상온에서 OH 첨가 과정이 유리할 것으로 예측되었다.

Keywords

References

  1. Park, S. S.; Kim, Y. J.; Kang, C. H.; Cho, S. Y.; Kim, T. Y.; Kim, S. J. J. KOSAE 2006, 22, 57.
  2. Lee, M.-D.; Kim, S.-Y.; Lim, Y.-J.; Seo, S.-J.; Kim, Y.-H.; Cho, K.-C. J. Kor. Environ. Adm. 2010, 16, 17.
  3. Helming, D.; Harger, W. P. Sci. Total Environ. 1994, 148, 11. https://doi.org/10.1016/0048-9697(94)90368-9
  4. Wang, L.; Atkinson, R.; Arey, J. Atm. Environ. 2007, 41, 2025. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2006.11.008
  5. Zhang, Y.; Yang, B.; Meng, J.; Gao, S.; Dong, X.; Shu, J. Atm. Environ. 2010, 44, 697. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2009.11.017
  6. Cheng, M.; Zeng, G.; Huang, D.; Lai, C.; Xu, P.; Zhang, C.; Liu, Y. Chem. Eng. J. 2016, 284, 582. DOI: 10.1016/j.cej.2015.09.001
  7. Atkinson, R. Chem. Rev. 1986, 86, 69. DOI: 10.1021/cr00063a002
  8. Berckholtz, C.; Berckholtz, T. A.; Hadad, C. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 140. DOI: 10.1021/jp001884b
  9. Lorenz, K.; Zellner, R. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1983, 87, 629. https://doi.org/10.1002/bbpc.19830870805
  10. Atkinson, R.; Arey, J.; Zielinska, B.; Aschmann, S. M. Environ. Sci. Technol. 1987, 21, 1014. https://doi.org/10.1021/es50001a017
  11. Tokmakov, I. V.; Lin, M. C. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11309. DOI: 10.1021/jp021184
  12. Goulay, F.; Rebrion-Rowe, C.; Le Garrec, J. L.; Le Picard, S. D.; Canosa, A.; Rowe, B. R. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104308. DOI: 10.1063/1.1857474
  13. Ananthula, R.; Yamada, T.; Taylor, P. H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 3559. DOI: 10.1021/jp054301c
  14. Zhao, N.; Zhang, Q.; Wang, W. Sci. Total Environ. 2016, 563-564, 1008. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.01.089
  15. Frisch, M. J.; et al. Gaussian 16, Revision C.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, USA, 2019.
  16. Dennington, R. D. II; Keith, T. A.; Millam, J. M. Gauss-View 6.0.16, Semichem Inc., Shawnee Mission, Kansas, USA, 2016.
  17. Lee, B.-D.; Ha, K.; Lee, M.-J. J. Korean Chem. Soc. 2018, 62, 344. DOI: 10.5012/jkcs.2018.62.5.344.