En base a la experiencia obtenida sobre la oxidación radiolítica de compuestos aromáticos por la reacción de adición del radical OH al anillo aromático, se considera continuar de manera sistemática con los estudios de Química de Radiaciones de este tipo de reacciones. Sabiendo que el radical OH es un radical electrofílico fuerte su adición al anillo aromático provee la distribución de carga negativa en la molécula. Por lo que se estudiara la radiólisis en solución acuosa con compuestos como los fenoles halogenados (-F, -Cl, -Br -I) y otros fenoles sustituidos con -OCH3, -NO2, -CH2-OH, -CN, -CHO, -COOH, -SH, -NH2-OCH3, Estos compuestos propuestos son tóxicos y existen en el ambiente procedentes de gasolinas. En la literatura existe poca información sobre la radiólisis de estos compuestos y sobre todo el efecto director del sustituyente en la reacción de oxidación de cada uno de los sustituyentes en estudio. En la radiólisis gama se estudiaran las especies estables, que se cualificaran y cuantificaran después de que se realiza la reacción de oxidación radiolítica de los compuestos en estudio. Para ello, se cambian los parámetros del sistema como pH, disolución, concentración, dosis y razón de dosis, etc., los parámetros obtenidos ayudan a elucidar el mecanismo de reacción del ataque de los radicales OH hacia las diferentes posiciones del anillo aromático. En especial se pretende elucidar el ataque de este radical a la posición ipso, ya que no existen estudios en la literatura sobre este tema. Con los datos obtenidos se determina el valor G o rendimiento radiolítico (número de moléculas formadas por cada 100 eV de energía absorbida), para cada isómero obtenido (ejemplo: del p-fluorofenol se obtienen como productos radiolíticos hidroquinona y benzoquinona por el ataque en la posición ipso, fluorocatecol y fluororresorcinol por la reacción de adición del radical OH a la posición orto y meta). También se determinarán las constantes de velocidad parciales por posición de la reacción de oxidación del radical OH en el anillo aromático. Además, se analizarán otros productos secundarios, la dependencia de la dosis en la formación de los productos radiolíticos en las reacciones de substitución y adición, así como, el efecto de compuestos atrapadores del electrón acuoso formado en la radiólisis del agua. El análisis se realizará mediante cromatografía de líquidos acoplado a un detector de arreglo de diodos y esperando que este proyecto sea aprobado se usará un detector de masas para realizar un balance de masas correcto ya que nos permitirá detectar sin duda todos los productos radiolíticos formados. Por otro lado, en el Radiation Laboratory de la Universidad de Notre Dame se realizarán experimentos de radiólisis de pulsos, para producir especies intermediarias en alta concentración para detectar las especies transcientes producidas en la posradiólisis y obtener los espectros correspondientes de las especies producidas. Además, mediantes métodos teóricos se puede obtener la densidad electrónica de la especie formada. Este tipo de experimentos nos permitirá estudiar la velocidad de reacción de los radicales libres intermediarios, implicados en el proceso de oxidación de los compuestos en estudio por el ataque del radical OH en cada una de las posiciones libres e ipso de los fenoles. Las constantes de velocidad parciales por posición se obtendrán usando los datos resultantes de la radiólisis de pulsos y en la radiólisis gamma realizada en nuestro laboratorio.

Este estudio contribuye a reducir la toxicidad de compuestos aromáticos, (derivados del benceno, los cuales en su mayoría son altamente tóxicos), mediante la oxidación radiolítica en solución acuosa de estos compuestos El método de oxidación inducida por la radiación ionizante utilizado en este trabajo, lleva consigo la reacción de adición del radical OH (producido en la radiólisis de agua), al sistema aromático. Por esta razón se contribuye a la síntesis de compuestos fenólicos de forma simple, que como en el caso del benceno que es un compuesto altamente cancerígeno, obtenemos el fenol que ayuda a desinfectar materiales quirúrgicos y se usa en el aseo de hospitales. En cuanto a la Química general, el estudio propuesto contribuye al entendimiento de como el grupo sustituyente afecta la selectividad de las diferentes posiciones en el anillo aromático, (v.g. orto, meta, para), al ataque del radical OH, ya que dependerá si es un grupo donador o aceptor de electrones. De manera particular, se contribuye a determinar como los grupos sustituyentes son atacados por el radical OH, o sea el ataque del radical OH a la posición ipso en para-fenoles. Esta parte prácticamente no hay referencias en la literatura. Los resultados esperados indicarán si la oxidación radiolítica de los compuestos en estudio conteniendo grupos donadores, los radicales OH se adicionarán a las posiciones orto y para de los sustituyentes y los grupos que son débilmente activantes el radical OH se adicionará de manera menos selectiva. Con la pos-radiólisis se podrá elucidar los diferentes radicales resonantes formados, como son los fenoxi o los hidroxiciclohexadienilos, para posteriormente dar los diferentes productos radiolíticos. También este estudio permitirá dar el mecanismo de degradación oxidativa de los compuestos aromáticos en estudio. Determinando si la producción de los intermediarios hidroxilados dependen o no de la naturaleza del grupo sustituyente en el anillo aromático. Se contempla dar la cinética de oxidación radiolítica de los fenoles sustituidos por flúor, cloro, bromo, iodo, metilo, metoxi, nitro, bencilo ciano, aldehído, ácido, amino. Estos compuestos muy tóxicos y están presentes muchos de ellos en la atmosfera. Además, se obtendrán las constantes de velocidad parciales de la reacción de adición del radical OH al anillo aromático en estudio. Finalmente se realizará la correlación del espín desapareado del radical formado con la distribución electrónica negativa en el anillo aromático. También en este tema no hay información en la literatura.