| 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ょって観測した、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。
さらに反射飛行時間型質量分析計を用いて、光イオン化で生成したK(AN)_n^+からの単分子準安定解離を観測した。その結果、ANが一分子解離(蒸発)したイオンが主に観測され、さらにn=6,9,12では3分子の解離が観測された。これらの過程は生成したイオンがもつ余剰エネルギーがクラスター内の特定の結合に集中した際に解離を起こす準安定過程であり、単一の過程と考えられる。したがって、1,3分子の解離はそれぞれ未反応のAN分子、環状3量体の解離に対応していると考えられる、これらの推察から、π=6,9,12ではAN一分子がvan der Waals(vdW)結合したクラスターの他に、環状化合物が複数個生成している異性体が存在していると考えられる。このように、これらのクラスターには環状生成物と反応のvdW結合したANクラスターが異性体として存在することが明らかとなった。
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