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Thermal decomposition kinetics of glyphosate (GP) and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA).
Environmental Science: Processes & Impacts ( IF 4.3 ) Pub Date : 2019-11-21 , DOI: 10.1039/c9em00422j Milad Narimani 1 , Gabriel da Silva 1
Environmental Science: Processes & Impacts ( IF 4.3 ) Pub Date : 2019-11-21 , DOI: 10.1039/c9em00422j Milad Narimani 1 , Gabriel da Silva 1
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Glyphosate (GP) is a widely used herbicide worldwide, yet accumulation of GP and its main byproduct, aminomethylphosphonic acid (AMPA), in soil and water has raised concerns about its potential effects on human health. Thermal treatment, in which contaminants are vaporised and decomposed in the gas-phase, is one option for decontaminating material containing GP and AMPA, yet the thermal decomposition chemistry of these compounds remains poorly understood. Here, we have revealed the thermal decomposition mechanism of GP and AMPA in the gas phase by applying computational chemistry and reaction rate theory methods. The preferred decomposition channel for both substances involves the elimination of P(OH)3 to yield the imine N-methylene-glycine (from GP) or methanimine (from AMPA), with relatively low barrier heights (ca. 45 kcal mol−1). The half-life of GP and AMPA at 1000 K are predicted to be 0.1 and 4 ms respectively, and they should be readily destroyed via conventional incineration processes. The further decomposition of N-methylene-glycine is expected to also take place at similar temperatures, leading to N-methyl-methanimine + CO2, with a barrier height of ca. 48 kcal mol−1. The imine decomposition products of GP and AMPA are expected to react with water vapour to form simple amines and carbonyl compounds.
中文翻译：
草甘膦（GP）及其代谢物氨甲基膦酸（AMPA）的热分解动力学。
草甘膦 (GP) 是世界范围内广泛使用的除草剂，但 GP 及其主要副产品氨甲基膦酸 (AMPA) 在土壤和水中的积累引起了人们对其对人类健康潜在影响的担忧。热处理，即污染物在气相中蒸发和分解，是净化含有 GP 和 AMPA 的材料的一种选择，但这些化合物的热分解化学仍然知之甚少。在这里，我们通过应用计算化学和反应速率理论方法揭示了GP和AMPA在气相中的热分解机理。这两种物质的首选分解通道涉及消除 P(OH) 3以产生亚胺N-亚甲基-甘氨酸（来自 GP）或甲胺（来自 AMPA），具有相对较低的势垒高度（约45 kcal mol -1 ） 。 GP 和 AMPA 在 1000 K 下的半衰期预计分别为 0.1 和 4 ms，并且它们应该很容易通过传统的焚烧过程被破坏。 N-亚甲基-甘氨酸的进一步分解预计也会在相似的温度下发生，产生N-甲基-甲胺+CO 2 ，势垒高度约为1。 48 kcal mol -1 。 GP和AMPA的亚胺分解产物预计会与水蒸气反应形成简单的胺和羰基化合物。
更新日期：2019-11-21
中文翻译：
草甘膦（GP）及其代谢物氨甲基膦酸（AMPA）的热分解动力学。
草甘膦 (GP) 是世界范围内广泛使用的除草剂，但 GP 及其主要副产品氨甲基膦酸 (AMPA) 在土壤和水中的积累引起了人们对其对人类健康潜在影响的担忧。热处理，即污染物在气相中蒸发和分解，是净化含有 GP 和 AMPA 的材料的一种选择，但这些化合物的热分解化学仍然知之甚少。在这里，我们通过应用计算化学和反应速率理论方法揭示了GP和AMPA在气相中的热分解机理。这两种物质的首选分解通道涉及消除 P(OH) 3以产生亚胺N-亚甲基-甘氨酸（来自 GP）或甲胺（来自 AMPA），具有相对较低的势垒高度（约45 kcal mol -1 ） 。 GP 和 AMPA 在 1000 K 下的半衰期预计分别为 0.1 和 4 ms，并且它们应该很容易通过传统的焚烧过程被破坏。 N-亚甲基-甘氨酸的进一步分解预计也会在相似的温度下发生，产生N-甲基-甲胺+CO 2 ，势垒高度约为1。 48 kcal mol -1 。 GP和AMPA的亚胺分解产物预计会与水蒸气反应形成简单的胺和羰基化合物。
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