S. Matsuno, M. Yamashina, Y. Sei, M. Akita, A. Kuzume, K. Yamamoto, M. Yoshizawa
Nature Commun. 2017, 8, 749.
無機クラスターの構造決定は、そのほとんどの場合、核磁気共鳴、紫外/可視、および赤外線分析に対する応答性が低いため、質量分析に大きく依存している。それにもかかわらず、豊富な同素体形態を持つ独自のクラスターであるオリゴ硫黄（Sn）の質量分析は、通常、そのフラグメントピークを表示する。ここでは、中性硫黄クラスターの質量測定のために超分子マトリックスとして機能するポリアロマティックカプセルについて報告する。カプセル化されると、環状S6およびS8クラスターを含むホスト–ゲスト複合体に由来する分子イオンピークが、一般的なエレクトロスプレーイオン化飛行時間型質量分析法によって専ら検出される。さらに、光照射によりマトリックス内の2つのS6クラスターからその場で生成される環状S12クラスターの質量分析も同様の方法で達成される。本マトリックスは、質量分析条件下だけでなく常温溶液状態でも、従来は不安定であったS6およびS12クラスターをポリアロマティックシェル内で著しく安定化させることができる。
Exact mass analysis of sulfur clusters upon encapsulation by a polyaromatic capsular matrix
Structural determination of inorganic clusters relies heavily on mass spectrometry because of, in most cases, their poor responsivities toward nuclear magnetic resonance, ultraviolet/visible, and infrared analyses. Nevertheless, mass spectrometry analysis of oligosulfurs (Sn), which are unique clusters with copious allotropic forms, usually displays their fragment peaks. Here we report that a polyaromatic capsule acts as a supramolecular matrix for the mass determination of the neutral sulfur clusters. Upon encapsulation, molecular ion peaks derived from the host–guest complexes including cyclic S6 and S8 clusters are exclusively detected by common electrospray ionization time-of-flight mass spectrometry analysis. Furthermore, mass spectrometry analysis of a cyclic S12 cluster, which is in situ prepared from two S6 clusters within the matrix upon light irradiation, is achieved by the same way. The present matrix can remarkably stabilize the otherwise labile S6 and S12 clusters in the polyaromatic shell not only under mass spectrometry conditions but also in an ambient solution state.