2001 Fiscal Year Annual Research Report

アニオン重合初期反応モデルとしての金属-分子クラスターの幾何・電子構造の研究

Research Project

Project/Area Number	13640498
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	美齊津文典東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20219611)
Keywords	クラスター / アルカリ金属 / アニオン重合 / 質量分析 / 単分子解離 / 光イオン化 / アクリロニトリル / ビニル分子
Research Abstract	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。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H.Tsunoyama et al.: "Intracluster Anionic Oligomerization of Acrylic Ester Molecules Initiated by Electron Transfer from an Alkali Metal Atom"Journal of American Chemcal Society. 123巻4号. 683-690 (2001)
[Publications] F.Misaizu et al.: "Size-Dependent Intracluster Reactions in Metal-Vinyl Molecule Clusters : Anionic Oligomerization Initiated by Electron Transfer"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 26巻4号. 1135-1138 (2001)
[Publications] K.Ohshimo et al.: "Intracluster Electron Transfer from a Metal Atom/Cluster Followed bey Anionic Oligomerization of Vinyl molecules"European Physical Journal D. 16巻1-3号. 107-110 (2001)
[Publications] H.Tsunoyama et al.: "Intracluster Electron Transfer and Reactions in Alkali Metal-Methacrylate Clusters"The Journal of Physical Chemistry A. 105巻42号. 9649-9658 (2001)
[Publications] K.Ohshimo et al.: "Photoionization Mass Spectroscopy of Clusters of Alkali Metal Atoms with Methyl Vinyl Ketone and Acrolein"International Journal of Mass Spectrometry. (印刷中). (2002)
[Publications] 大下慶次郎他: "電子移動により誘起される金属-アクリロニトリルクラスターの重合反応"超微粒子とクラスター懇談会第5回研究会論文集. 45-48 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

アニオン重合初期反応モデルとしての金属-分子クラスターの幾何・電子構造の研究

Principal Investigator

美齊津 文典 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20219611)

Research Products

[Publications] H.Tsunoyama et al.: "Intracluster Anionic Oligomerization of Acrylic Ester Molecules Initiated by Electron Transfer from an Alkali Metal Atom"Journal of American Chemcal Society. 123巻4号. 683-690 (2001)

[Publications] F.Misaizu et al.: "Size-Dependent Intracluster Reactions in Metal-Vinyl Molecule Clusters : Anionic Oligomerization Initiated by Electron Transfer"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 26巻4号. 1135-1138 (2001)

[Publications] K.Ohshimo et al.: "Intracluster Electron Transfer from a Metal Atom/Cluster Followed bey Anionic Oligomerization of Vinyl molecules"European Physical Journal D. 16巻1-3号. 107-110 (2001)

[Publications] H.Tsunoyama et al.: "Intracluster Electron Transfer and Reactions in Alkali Metal-Methacrylate Clusters"The Journal of Physical Chemistry A. 105巻42号. 9649-9658 (2001)

[Publications] K.Ohshimo et al.: "Photoionization Mass Spectroscopy of Clusters of Alkali Metal Atoms with Methyl Vinyl Ketone and Acrolein"International Journal of Mass Spectrometry. (印刷中). (2002)

[Publications] 大下慶次郎 他: "電子移動により誘起される金属-アクリロニトリルクラスターの重合反応"超微粒子とクラスター懇談会第5回研究会論文集. 45-48 (2001)

美齊津文典東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20219611)

[Publications] 大下慶次郎他: "電子移動により誘起される金属-アクリロニトリルクラスターの重合反応"超微粒子とクラスター懇談会第5回研究会論文集. 45-48 (2001)