Computational Studies of Rubber Ozonation Explain the Effectiveness of 6PPD as an Antidegradant and the Mechanism of Its Quinone Formation

对苯二酚 化学 天然橡胶 密度泛函理论 计算化学 臭氧 组合化学 绝热过程 机制(生物学) 生化工程 光化学 立体化学 有机化学 热力学 物理 工程类 量子力学
作者
Elliot Rossomme,William Hart‐Cooper,William J. Orts,Colleen McMahan,Martin Head‐Gordon
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (13): 5216-5230 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c08717
摘要

The discovery that the commercial rubber antidegradant 6PPD reacts with ozone (O3) to produce a highly toxic quinone (6PPDQ) spurred a significant research effort into nontoxic alternatives. This work has been hampered by lack of a detailed understanding of the mechanism of protection that 6PPD affords rubber compounds against ozone. Herein, we report high-level density functional theory studies into early steps of rubber and PPD (p-phenylenediamine) ozonation, identifying key steps that contribute to the antiozonant activity of PPDs. In this, we establish that our density functional theory approach can achieve chemical accuracy for many ozonation reactions, which are notoriously difficult to model. Using adiabatic energy decomposition analysis, we examine and dispel the notion that one-electron charge transfer initiates ozonation in these systems, as is sometimes argued. Instead, we find direct interaction between O3 and the PPD aromatic ring is kinetically accessible and that this motif is more significant than interactions with PPD nitrogens. The former pathway results in a hydroxylated PPD intermediate, which reacts further with O3 to afford 6PPD hydroquinone and, ultimately, 6PPDQ. This mechanism directly links the toxicity of 6PPDQ to the antiozonant function of 6PPD. These results have significant implications for development of alternative antiozonants, which are discussed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
czzlancer完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助Zhumengkang采纳,获得10
1秒前
昵称吧完成签到 ,获得积分10
2秒前
彭凯发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI5应助黄辉冯采纳,获得10
5秒前
大个应助猪八戒采纳,获得10
6秒前
Hello应助马薄函采纳,获得10
6秒前
专注刺猬发布了新的文献求助10
7秒前
乘风破浪发布了新的文献求助10
7秒前
河漫完成签到,获得积分10
9秒前
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
那儿发布了新的文献求助10
15秒前
YYYHHH发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
Lucas应助博修采纳,获得10
17秒前
18秒前
cccc发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
田様应助年轻的仙人掌采纳,获得10
19秒前
马薄函发布了新的文献求助10
20秒前
黄辉冯发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
小花花应助YYYHHH采纳,获得10
25秒前
yuyu完成签到,获得积分10
25秒前
猪八戒发布了新的文献求助10
26秒前
英俊的铭应助吐司采纳,获得10
26秒前
ding应助LiuYing采纳,获得10
27秒前
LIU完成签到 ,获得积分10
29秒前
lc完成签到,获得积分10
30秒前
研友_VZG7GZ应助酷酷的店员采纳,获得10
30秒前
31秒前
Ava应助cccc采纳,获得10
31秒前
星星完成签到,获得积分20
32秒前
wanci应助111采纳,获得10
35秒前
36秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 780
水稻光合CO2浓缩机制的创建及其作用研究 500
Logical form: From GB to Minimalism 500
2025-2030年中国消毒剂行业市场分析及发展前景预测报告 500
镇江南郊八公洞林区鸟类生态位研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4165781
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3701415
关于积分的说明 11685795
捐赠科研通 3390100
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1859214
邀请新用户注册赠送积分活动 919574
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 832228