异氰酸（HNCO）对强氧化剂和大气中的光解具有惰性，但通常以不同形式的烟雾出现；因此，它与烟草使用或野火事件导致的各种与吸烟有关的疾病有关。迄今为止，HNCO的主要损失途径被认为是通过其在气溶胶雾滴上的吸收。然而，这种摄取过程背后的分子机制仍不完全清楚。有鉴于此，中国石油大学的张军等研究人员，计算研究了异氰酸在空气水界面上的溶剂化和水解反应。

本文要点

1）研究人员使用Born–Oppenheimer分子动力学（BOMD）模拟来研究HNCO在环境温度下对水滴的溶剂化和水解反应。

2）BOMD模拟表明，水滴清除HNCO的主要原因是HNCO在空气-水界面的优先吸附，而不是水本体中。

3）具体而言，HNCO的H原子与界面水的O原子相互作用，导致（HNCO）H··O（H₂O）形成氢键（H键），从而阻止HNCO蒸发。

4）此外，在HNCO水解反应中，界面水可以作为氢键受体/供体来促进质子转移。

5）与气相相比，水表面的活化势垒从45 kcal·mol^–1降低到14 kcal·mol^–1，有利于NH₂COOH关键中间体的形成。该中间体最终分解为NH₃和CO₂，与之前的研究一致。

本文研究对HNCO在水面上的溶剂化和反应的新分子研究提高了人们对HNCO在气溶胶上吸收的理解。

参考文献：

Jie Zhong, et al. Solvation and Hydrolysis Reaction of Isocyanic Acid at the Air–Water Interface: A Computational Study. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.1c10703

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c10703