Formação de formamida em forsterita e Mg(OH)$_2\cdot$H$_2$O

A formação de formamidas no Universo tem sido objeto de debate devido à sua importância como precursora de aminoácidos e RNA. Os estudos atuais concentram-se nas rotas de formação de grãos gelados e em fase gasosa.

No entanto, a formação de formamida em superfícies de silicato nuas ou em modelos moleculares hidratados contendo Mg permanece amplamente inexplorada em ambientes relevantes para discos protoplanetários. Este estudo apresenta uma investigação química quântica da formação de formamida em um centro de Mg e uma superfície de silicato.

$Mg(OH)_2\cdot H_2O$ e a superfície nua (010) forsterita ($Mg_2SiO_4$), usada como um análogo de uma superfície nua de grãos de poeira, podem promover a formação de formamida através da adição de $NH_2$ a $H_2CO$. Empreguei a teoria do funcional da densidade (DFT) para estudar a adição de $NH_2$ a $H_2CO$ com um modelo molecular $Mg(OH)_2\cdot H_2O$ isolado e na superfície de forsterita (010).

Primeiro, comparei várias metodologias teóricas. Em seguida, examinei a capacidade de $Mg(OH)_2\cdot H_2O$ e da superfície da forsterita (010) de promover a formação de formamida.

Finalmente, para o caso de uma barreira de entrada, calculei constantes de velocidade unimoleculares e meias-vidas para avaliar seu comportamento cinético. $Mg(OH)_2\cdot H_2O$ promove a transferência de prótons dentro do intermediário $NH_2$-$CH_2O$ através do grupo O-H coordenado com Mg após a adição de $NH_2$ a $H_2CO$, enquanto na forsterita, uma via de adição sem barreira é encontrada quando $NH_2$ é inicialmente fisabsorvido.

Os sistemas modelo contendo Mg considerados aqui podem promover a rápida transferência de prótons após a adição de $NH_2$ a $H_2CO$.

Fonte