芳香性プレバイオティクス分子の成長メカニズム：ベンゾニトリル - アンモニアとベンゾニトリル - メチルアミンクラスターにおけるイオン分子反応のさまざまなプロセスからの洞察

ベンゾニトリル（BN、C6H5CN）は、2018年に寒冷分子雲の牡牛座雲1（TMC-1）で検出されました。これは、より複雑な窒素含有芳香族間星化合物の形成の前駆体であることが示唆されています。この研究では、大量選択された赤外線（IR）光分離分光法と量子化学計算を利用して、ベンゾニトリルアモニア（BN-NH3）およびベンゾニトリルメチルアミン（BN-MA）クラスターの構造と気体イオン分子反応を調査しました。スペクトル観測は、環状水素結合構造が両方の中性クラスターで優勢であることを示しています。VUV（118 nm）単一光子イオン化の後、（BN-NH3）+クラスターでBNとNH3の間に新しいC-N共有結合が形成されました。ただし、プロトン共有は（BN-MA）+クラスターの主要な構造を構成します。2つの窒素含有星間分子は、BNと反応して、イオン化されたクラスターの担当分布と分子極性の違いにより、異なる生成物を生成します。BNと他の分子との反応は、複雑な星間分子の成長メカニズムの理解に寄与します。

Benzonitrile (BN, C6H5CN) has been detected in the cold molecular cloud Taurus molecular cloud-1 (TMC-1) in 2018, which is suggested to be a precursor in the formation of more complex nitrogen-containing aromatic interstellar compounds. In this study, we utilized mass-selected infrared (IR) photodissociation spectroscopy and quantum chemical calculations to investigate the structures and gaseous ion-molecule reactions of benzonitrile-ammonia (BN-NH3) and benzonitrile-methylamine (BN-MA) clusters. The spectral observations indicate that the cyclic hydrogen bonding structure predominates in both neutral clusters. After VUV (118 nm) single-photon ionization, a new C-N covalent bond formed between BN and NH3 in the (BN-NH3)+ cluster. However, proton sharing constitutes the primary structure of the (BN-MA)+ cluster. The two nitrogen-containing interstellar molecules react with BN to yield distinct products due to difference in charge distribution and molecular polarity in the ionized clusters. The reactions of BN with other molecules contribute to our understanding of the growth mechanisms of complex interstellar molecules.