文献

J-GLOBAL ID：201702286818413012   整理番号：17A0499750

ベンゼンラジカルカチオンとピリミジンの気相反応により生成した窒素含有多環イオンの共有結合および静電結合の観測

Observation of covalent and electrostatic bonds in nitrogen-containing polycyclic ions formed by gas phase reactions of the benzene radical cation with pyrimidine

著者 (6件)： Attah Isaac Kwame (Department of Chemistry, Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284-2006, USA. [e-mail]) ,  Soliman Abdel-Rahman ,  Platt Sean P. ,  Meot-Ner (Mautner) Michael ,  Aziz Saaudallah G. ,  Samy El-Shall M.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 9  ページ： 6422-6432  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 多環芳香族炭化水素(PAH)および多環芳香族窒素複素環化合物(PANH)は,星間雲や原始太陽系星雲等の電離環境に存在し,これらのイオンは中性のPAH分子およびPANH分子と相互作用して,大きな窒素含有イオンを含む多種の複雑な有機化合物を生じる。本研究では,質量選択イオン移動度技術を用いた,室温におけるピリミジンとベンゼンラジカルカチオンの気相反応による,共有結合性の(ベンゼン・ピリミジン)ラジカルカチオン二量体の生成について報告する。ベンゼンとピリミジンの間で配位子交換反応は観測されず,(ベンゼン・ピリミジン)^・+付加生成物の結合エネルギーは,ベンゼン二量体カチオンおよびプロトン結合ピリミジン二量体の結合エネルギーよりも顕著に高いことを示している。(ベンゼン・ピリミジン)^・+付加生成物は541Kまで熱安定性を示す。(C₆D₆・C₄H₄N₂)^・+付加生成物は,温度が500Kを越えると熱解離してC₄H₄N₂D⁺(m/z 82)を生成し,付加生成物が解離する前にC₆D₆部位からC₄H₄N₂部位へとD原子が移動することを示唆している。(ベンゼン・ピリミジン)^・+二量体の質量選択イオン移動度から,中性の(ベンゼン・ピリミジン)二量体を電子衝突イオン化することによって生成した,2系列の異性体が存在することを明らかにした。遅い方の移動度ピークは,より大きな衝突断面積(76.0±1.8Ų)を有する非共有結合性系列の異性体に対応しており,速い方のピークは,よりコンパクトな構造で小さな衝突断面積(67.7±2.2Ų)を有する共有結合性異性体の系列に一致している。509Kで移動度の測定を行ったところ,安定で共有結合性の異性体系列に対応する1つのピークのみが観測され,衝突断面積はさらに小さい(509Kで66.9±1.9Ų)と明らかになった。M06-2X/6-311++G^**レベルのDFT計算によって,最も安定な(ベンゼン・ピリミジン)^・+異性体は共有結合性のC-N結合を形成することが分かり,その結合エネルギーは49.7kcal・mol^-1,計算した衝突断面積は69.2 A²となり,(ベンゼン・ピリミジン)^・+二量体の速い移動度ピークから得られた値と非常に良く一致した。C-N共有結合を形成することでベンゼンカチオンのC-H結合から水素原子が外れ,ピリミジンの2つ目の窒素原子へと移動する。結果,ピリミジンのπ系を保ち最も安定な(ベンゼン-ピリミジン)^・+異性体を生じる。計算から,安定性の低い非共有性静電結合を持つ,(ベンゼン・ピリミジン)^・+2量体の垂直異性体についても示し,その結合エネルギーは19kcal・mol^-1で,計算した衝突断面積は74.0~75.0Ųとなり(ベンゼン・ピリミジン)^・+二量体の遅い移動度ピークから得られた値と非常に良く一致した。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： 芳香族縮合炭化水素 ,  *窒素複素環化合物 ,  *質量分析 ,  カチオンラジカル ,  *二量体 ,  配位子交換 ,  結合エネルギー ,  熱安定性 ,  断面積 ,  密度汎関数法 ,  *共有結合 ,  *気相反応 ,  重水素化合物 ,  *芳香族炭化水素
準シソーラス用語： *イオン移動度質量分析 ,  ラジカルカチオン ,  衝突断面積 ,  *静電結合 ,  多環芳香族炭化水素

分類 (3件)： ピリミジン  (CF07103W) ,  芳香族単環化合物一般  (CF05010L) ,  分子化合物  (CE02000C)

物質索引 (5件)： ピリミジン ,  ベンゼンラジカルカチオン ,  ベンゼン-d₆ ,  (²H₆)ベンゼニウミル ,  ピリミジン-1-ラジカルカチオン

タイトルに関連する用語 (8件)： ベンゼンラジカルカチオン ,  ピリミジン ,  気相反応 ,  窒素 ,  イオン ,  共有結合 ,  静電結合 ,  観測