| 研究概要 |
アルカリ原子とビニル分子からなるクラスター内では原子から分子に電子移動が起こり、その分子がさらに他の分子を求核攻撃することによって重合反応が進行することが期待できる。実際このようなクラスターを真空中で生成し、それらの構成分子数(サイズ)による分布を光イオン化質量分析法によって観測した。その結果、例えばM(M=Na,K)-アクリロニトリル(CH_2=CHCN,AN)系では、M(AN)n^+の質量スペクトルでn=3,6,9...のイオン強度が大きく観測された。これは金属原子からの電子移動によりANのアニオン重合反応が起き、特に3の倍数のサイズでANが3個ずつ結合してシクロヘキサン環状化合物を形成するために安定化すると説明された。同様の傾向はアクリル酸エステル系、メタクリル酸エステル系、メチルビニルケトンでも観測され、アニオン重合による環化反応の存在が明らかとなった。
さらに(1)光イオン化で生成したK(AN)n^+からの単分子準安定解離の観測および、(2)Na(AN)n^-負イオンのサイズ選別光電子分光の適用を行い、ANの環状三量体の存在を示唆する結果を得た。さらに光誘起クラスター内アニオン重合反応系の探索のために、上の重合反応系と類似のMg(AN)n^+イオンのサイズ選別光解離の観測を行った。その結果、重合反応の存在を示す結果は得られなかったが、量子化学計算からはn=3ですでに金属イオンからAN分子への電子移動が起こっていることを示す結果が得られた。
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