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Un intermedio de Criegee (también llamado zwitterión de Criegee o birradical de Criegee ) es un óxido de carbonilo con dos centros de carga. Estos productos químicos pueden reaccionar con dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno en la atmósfera de la Tierra, y están implicados en la formación de aerosoles , que son un factor importante en el control del clima global. [1] [2] Los intermedios de Criegee también son una fuente importante de OH ( radicales hidroxilo ). [3] Los radicales OH son el oxidante más importante en la troposfera, [4] y son importantes en el control de la calidad del aire y la contaminación.
La formación de este tipo de estructura fue postulada por primera vez en la década de 1950 por Rudolf Criegee [5] , de quien recibe el nombre. No fue hasta 2012 que se informó de la detección directa de tales sustancias químicas. [6] La espectroscopia infrarroja sugiere que la estructura electrónica tiene un carácter sustancialmente zwitteriónico en lugar del carácter birradical que se había propuesto anteriormente. [7]
Los intermediarios de Criegee se forman mediante las reacciones en fase gaseosa de alquenos y ozono en la atmósfera terrestre. El ozono se agrega a través del doble enlace carbono-carbono del alqueno para formar un molozónido , que luego se descompone para producir un carbonilo (RR'CO) y un óxido de carbonilo. Este último se conoce como intermediario de Criegee. [8]
La reacción de ozonólisis de alquenos es extremadamente exotérmica y libera alrededor de 50 kilocalorías por mol (210 kJ/mol) de energía excedente. Por lo tanto, los intermediarios de Criegee se forman con una gran cantidad de energía interna. [8]
Cuando se forman los intermediarios de Criegee, una parte de ellos sufrirá una rápida descomposición unimolecular, lo que producirá radicales OH y otros productos. Sin embargo, pueden estabilizarse mediante interacciones con otras moléculas o reaccionar con otras sustancias químicas para dar lugar a productos diferentes.
Los intermediarios de Criegee pueden estabilizarse mediante colisiones con otras moléculas de la atmósfera. Estos intermediarios de Criegee estabilizados pueden luego sufrir una descomposición térmica unimolecular a radicales OH y otros productos, o pueden experimentar reacciones bimoleculares con otras especies atmosféricas.
En la secuencia de la reacción de ozonólisis, el intermedio de Criegee reacciona con otro compuesto carbonílico (generalmente el subproducto aldehído o cetona de la propia reacción de formación del intermedio de Criegee) para formar un ozónido (1,2,4-trioxolano).