Ion/molecule reactions of carbon cluster ions (C(n).+, n = 10-18 and 20) in the gas phase with acrylonitrile (ACN) as the neutral reagent were investigated by Fourier transform ion cyclotron resonance spectrometry (FT-ICR). The carbon cluster ions studied were generated by electron impact ionization of perchlorinated polyaromatic compounds (PPA) and subsequent exhaustive chlorine elimination in the external ion source of the FT-ICR spectrometer. The precursor PPA were prepared by chlorination of the appropriate polyaromatic hydrocarbons using the BMC reagent. The only reaction observed for C(n).+ was the formation of adduct ions stabilized by radiative association (for n = 10-18 and 20) with the exception of C-16.+ which stabilized the adduct ion by loss of a neutral C3. The rate constants for the reaction of C(n).+ with ACN vary from k(bi) = <10(-13) cm3 molecule-1 s-1 (C18.+, C20.+) to k(bi) = 7.1 x 10(-10) cm3 molecule-1 s-1 (C-13.+) and are distinctly larger than with HCN and C2H4 studied before. C-13.+ and C-17.+ exhibit extraordinary reactivity with ACN. For structural information about the product ions C(n+3)H3N.+ formed from C(n).+ and ACN, collision induced dissociation (CID) spectra were obtained by collision of the accelerated product ions of the ion/molecule reactions with argon gas in the FT-ICR cell for two product ions of sufficient large abundances. In addition, the deprotonation of C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) product ions by a series of reference bases was studied resulting in a proton affinity of c. 822 and 815 kJ/mol for the conjugate bases C13H2N and C16H2N, respectively.

中文翻译：

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碳簇离子与丙烯腈的离子/分子反应

通过傅里叶变换离子回旋共振光谱法 (FT-ICR) 研究了以丙烯腈 (ACN) 为中性试剂的气相中碳簇离子 (C(n).+, n = 10-18 和 20) 的离子/分子反应）。研究的碳簇离子是通过高氯多环芳烃化合物 (PPA) 的电子碰撞电离和随后在 FT-ICR 光谱仪的外部离子源中彻底消除氯产生的。前体 PPA 是通过使用 BMC 试剂氯化适当的多环芳烃来制备的。对 C(n).+ 观察到的唯一反应是形成通过辐射缔合稳定的加合离子（对于 n = 10-18 和 20），但 C-16.+ 除外，它通过失去中性来稳定加合离子C3. C(n).+ 与 ACN 反应的速率常数从 k(bi) = < 10(-13) cm3 分子-1 s-1 (C18.+, C20.+) 到 k(bi) = 7.1 x 10(-10) cm3 分子-1 s-1 (C-13.+) 并且是明显大于之前研究的 HCN 和 C2H4。C-13.+ 和 C-17.+ 与 ACN 表现出非凡的反应性。对于由 C(n).+ 和 ACN 形成的产物离子 C(n+3)H3N.+ 的结构信息，通过离子/分子反应的加速产物离子与FT-ICR 池中的氩气，用于获得足够大丰度的两个产物离子。此外，研究了一系列参考碱基对 C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) 产物离子的去质子化，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。+) 并且明显大于之前研究的 HCN 和 C2H4。C-13.+ 和 C-17.+ 与 ACN 表现出非凡的反应性。对于由 C(n).+ 和 ACN 形成的产物离子 C(n+3)H3N.+ 的结构信息，通过离子/分子反应的加速产物离子与FT-ICR 池中的氩气，用于获得足够大丰度的两个产物离子。此外，研究了一系列参考碱基对 C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) 产物离子的去质子化，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。+) 并且明显大于之前研究的 HCN 和 C2H4。C-13.+ 和 C-17.+ 与 ACN 表现出非凡的反应性。对于由 C(n).+ 和 ACN 形成的产物离子 C(n+3)H3N.+ 的结构信息，通过离子/分子反应的加速产物离子与FT-ICR 池中的氩气，用于获得足够大丰度的两个产物离子。此外，研究了一系列参考碱基对 C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) 产物离子的去质子化，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。+ 由 C(n).+ 和 ACN 形成，碰撞诱导解离 (CID) 光谱是通过离子/分子反应的加速产物离子与 FT-ICR 池中两个足够大的产物离子的氩气碰撞获得的丰富。此外，研究了一系列参考碱基对 C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) 产物离子的去质子化，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。+ 由 C(n).+ 和 ACN 形成，碰撞诱导解离 (CID) 光谱是通过离子/分子反应的加速产物离子与 FT-ICR 池中两个足够大的产物离子的氩气碰撞获得的丰富。此外，研究了一系列参考碱基对 C(n+3)H3N+ (n = 10, 13) 产物离子的去质子化，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。13) 研究了一系列参考碱基的产物离子，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。13) 研究了一系列参考碱基的产物离子，导致质子亲和力为 c。共轭碱 C13H2N 和 C16H2N 分别为 822 和 815 kJ/mol。