Reaction of OH radicals with CH3NH2 in the gas phase: experimental (11.7-177.5 K) and computed rate coefficients (10-1000 K)

Nitrogen-bearing molecules, like methylamine (CH3NH2), can be the building blocks of amino acids in the interstellar medium (ISM). At the ultralow temperatures of the ISM, it is important to know its gas-phase reactivity towards interstellar radicals and the products formed. In this work, the kinetics of the OH + CH3NH2 reaction was experimentally and theoretically investigated at low- and high-pressure limits (LPL and HPL) between 10 and 1000 K. Moreover, the CH2NH2 and CH3NH yields were computed in the same temperature range for both pressure regimes. A pulsed CRESU (French acronym for Reaction Kinetics in a Uniform Supersonic Flow) apparatus was employed to determine the rate coefficient, k(T), in the 11.7–177.5 K range. A drastic increase of k(T) when the temperature is lowered was observed in agreement with theoretical calculations, evaluated by the competitive canonical unified statistical (CCUS) theory, below 300 K in the LPL regime. The same trend was observed in the HPL regime below 350 K, but the theoretical k(T) values were higher than the experimental ones. Above 200 K, the calculated rate coefficients are improved with respect to previous computational studies and are in excellent agreement with the experimental literature data. In the LPL, the formation of CH3NH becomes largely dominant below ca. 100 K. Conversely, in the HPL regime, CH2NH2 is the only product below 100 K, whereas CH3NH becomes dominant at 298 K with a branching ratio similar to the one found in the LPL regime (≈70%). At T > 300 K, both reaction channels are competitive independently of the pressure regime
Las moléculas que contienen nitrógeno, como la metilamina (CH 3 NH 2 ), pueden ser los componentes básicos de los aminoácidos en el medio interestelar (ISM). A las temperaturas ultrabajas del ISM, es importante conocer su reactividad en fase gaseosa hacia los radicales interestelares y los productos formados. En este trabajo se investigó experimental y teóricamente la cinética de la reacción OH + CH 3 NH 2 a límites de baja y alta presión (LPL y HPL) entre 10 y 1000 K. Además, las reacciones CH 2 NH 2 y CH 3Los rendimientos de NH se calcularon en el mismo rango de temperatura para ambos regímenes de presión. Se empleó un aparato CRESU (acrónimo francés de Reaction Kinetics in a Uniform Supersonic Flow) pulsado para determinar el coeficiente de velocidad, k ( T ), en el rango de 11,7–177,5 K. De acuerdo con los cálculos teóricos, evaluados por la teoría de la estadística unificada canónica competitiva (CCUS), se observó un aumento drástico de k ( T ) cuando se baja la temperatura, por debajo de 300 K en el régimen LPL. La misma tendencia se observó en el régimen HPL por debajo de 350 K, pero el k teórico ( T) los valores fueron superiores a los experimentales. Por encima de 200 K, los coeficientes de velocidad calculados mejoran con respecto a estudios computacionales previos y están en excelente acuerdo con los datos de la literatura experimental. En el LPL, la formación de CH 3 NH se vuelve mayoritariamente dominante por debajo de ca. 100 K. Por el contrario, en el régimen HPL, CH 2 NH 2 es el único producto por debajo de 100 K, mientras que CH 3 NH se vuelve dominante a 298 K con una relación de ramificación similar a la encontrada en el régimen LPL (≈70%). A T > 300 K, ambos canales de reacción son competitivos independientemente del régimen de presión.