Nachweis endlich gelungen
Für ihr Experiment leiteten die Chemiker eine Mischung aus verschiedenen Vorgängermolekülen durch ein durchsichtiges Reaktionsrohr. Durch Bestrahlung mit UV-Licht entstanden daraus organische Sauerstoffradikale wie das Methylperoxy-Radikal (CH3O2), Ethylperoxy (C2H5O2) oder das Isopropyldioxy-Radikal (i-C3H7O2). Diese reagierten unter Einfluss eines schwachen elektrischen Felds mit sich und miteinander. Zur Analyse leitete das Team ein Teil dieses Gemischs in ein Ionisations-Massenspektrometer.
Das Ergebnis: „In allen Experimenten beobachteten wir Ionen, die der allgemeinen Formel R2O4 (H2O)H+ entsprachen“, berichten Nozière und Patrick. Kinetische Analysen bestätigten, dass es sich dabei um Tetroxide handelte, die bei den Reaktionen der Sauerstoffradikale gebildet wurden. Sie zeigen zudem, dass diese Moleküle bei Raumtemperatur länger bestehen bleiben als zuvor angenommen – zwischen 0,2 und 200 Millisekunden.
Bei Raumtemperatur länger stabil als gedacht
„Wir weisen damit erstmals seit dem Postulat des Russel-Mechanismus im Jahr 1957 die Existenz von symmetrischen Methyl-, Ethyl- und Isopropyl-Tetroxiden sowie Tetroxiden aus Kreuzreaktionen in einer Reihe von Sauerstoffradikal-Reaktionen nach“, konstatieren die Chemiker. „Ihre direkte Beobachtung bestätigt, dass Tetroxide die Kernkomponente des Russel-Mechanismus sind.“
Die Analysen ergaben zudem, dass die Atmosphäre und andere normaltemperierte Umgebungen deutlich mehr Tetroxide enthalten könnten als gedacht. „In Raumtemperatur-Gasphasensystemen wie der Erdatmosphäre könnte die Konzentration von Tetroxiden bis zu einem 50stel der entsprechenden organischen Sauerstoffradikale erreichen“, schreiben Nozière und Patrick. Dies könnte bedeuten, dass in der Atmosphäre mehr Oxidationsreaktionen ablaufen als bisher angenommen.
Die Ergebnisse haben auch Bedeutung für die Medizin, weil reaktive Sauerstoffverbindungen als Verursacher von Zellstress und potenziell auch Krebs gelten. (Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aeb6495)
Quelle: Royal Institute of Technology (KTH)
7. April 2026
– Nadja Podbregar