Vacuum ultraviolet (VUV) photoionization and photodissociation of methylcyclohexane have been studied utilizing a reflectron time-of-flight mass spectrometer (RTOF-MS) with synchrotron radiation source. Photoionization efficiency curves (PIEs) of molecule ion C7H14+ and fragment ions C7H13+, C6H11+, C6H10+, C5H10+, C5H9+, C4H8+, C4H7+, and C3H5+ were observed. The ionization energy of methylcyclohexane was measured to be (9.80±0.03) eV, and appearance energies of fragment ions were determined from the PIEs. Optimized structures of transitional states, intermediates and product ions were characterized at the B3LYP/6-31G(d) level and the energies were calculated using G3B3 method. Formation channels of dominating fragment ions were proposed. Intramolecular hydrogen migrations and carbon ring-opening were the foremost processes in fragmentation pathways of methylcyclohexane.

[1]
S.
Dooley
,
J.
Heyne
,
S. H.
Won
,
P.
Dievart
,
Y. G.
Ju
, and
F. L.
Dryer
,
Energy Fuels
28
,
7649
(
2014
).
[2]
N.
Hansen
,
T.
Kasper
,
S. J.
Klippenstein
,
P. R.
Westmoreland
,
M. E.
Law
,
C. A.
Taatjes
,
K.
Kohse-Höinghaus
,
J.
Wang
, and
T. A.
Cool
,
J. Phys. Chem. A
111
,
4081
(
2007
).
[3]
E. J.
Silke
,
W. J.
Pitz
,
C. K.
Westbrook
, and
M.
Ribaucour
,
J. Phys. Chem. A
111
,
3761
(
2007
).
[4]
A.
Agosta
, M. S. Dissertation,
Philadelphia
:
Drexel University
, (
2002
).
[5]
J. T.
Farrell
,
N. P.
Cernansky
,
F. L.
Dryer
,
C. A.
Hergart
,
C. K.
Law
,
R. M.
McDavid
,
C. J.
Mueller
,
A. K.
Patel
, and
H.
Pitsch
,
SAE Technical Papers
1
,
201
(
2007
).
[6]
W. J.
Pitz
,
C. V.
Naik
,
T. N.
Mhaoldúin
,
C. K.
Westbrook
,
H. J.
Curran
,
J. P.
Orme
, and
J. M.
Simmie
,
Proc. Combust. Inst.
31
,
267
(
2007
).
[7]
F.
Buda
,
B.
Heyberger
,
R.
Fournet
,
P. A.
Glaude
,
V.
Warth
, and
F.
Battin-Leclerc
,
Energy Fuels
20
,
1450
(
2006
).
[8]
Z. D.
Wang
,
L. L.
Ye
,
W. H.
Yuan
,
L. D.
Zhang
,
Y. Z.
Wang
,
Z. J.
Cheng
,
F.
Zhang
, and
F.
Qi
,
Combust. Flame
161
,
84
(
2014
).
[9]
A. T.
Holley
,
Y.
Dong
,
M. G.
Andac
, and
F. N.
Egolfopoulos
,
Proc. Comb. Inst.
144
,
448
(
2006
).
[10]
T.
Bieleveld
,
A.
Frassoldati
,
A.
Cuoci
,
T.
Faravelli
,
E.
Ranzi
,
U.
Niemann
, and
K.
Seshadri
,
Proc. Combust. Inst.
32
,
493
(
2009
).
[11]
C. V.
Naik
,
W. J.
Pitz
,
M.
Sjöberg
,
J. E.
Dec
,
J.
Orme
,
H. J.
Curran
,
J. M.
Simmie
, and
C. K.
Westbrook
,
SAE. Trans.
114
,
1381
(
2005
).
[12]
J. P.
Orme
,
H. J.
Curran
, and
J. M.
Simmie
,
J. Phys. Chem. A
110
,
114
(
2006
).
[13]
J. M.
Simmie
,
Prog. Energy Combust. Sci.
29
,
599
(
2003
).
[14]
S.
Zeppieri
,
K.
Brezinsky
, and
I.
Glassman
,
Combust. Flame
108
,
266
(
1997
).
[15]
M. K.
Liszka
and
K.
Brezinsky
,
Fuel
237
,
245
(
2019
).
[16]
T.
Bissoonauth
,
Z. D.
Wang
,
S. Y.
Mohamed
,
J. Y.
Wang
,
B. J.
Chen
,
A.
Rodriguez
,
O.
Frottier
,
X. Y.
Zhang
,
Y.
Zhang
,
C. C.
Cao
,
J. Z.
Yang
,
O.
Herbinet
,
F.
Battin-Leclerc
, and
S. M.
Sarathy
,
Proc. Combust. Inst.
37
,
409
(
2019
).
[17]
B.
Rotavera
and
E. L.
Petersen
,
Proc. Combust. Inst.
34
,
435
(
2013
).
[18]
Z.
Hong
,
K. Y.
Lam
,
D. F.
Davidson
, and
R. K.
Hanson
,
Combust. Flame
158
,
1456
(
2011
).
[19]
R. F.
Pottie
,
A. G.
Harrison
, and
F. P.
Lossing
,
J. Am. Chem. Soc.
83
,
3204
(
1961
).
[20]
M. Q.
Cao
,
J.
Chen
,
W. Z.
Fang
,
Y. Q.
Li
,
S. L.
Ge
,
X. B.
Shan
,
F. Y.
Liu
,
Y. J.
Zhao
,
Z. Y.
Wang
, and
L. S.
Sheng
,
Eur. J. Mass Spectrom.
20
,
419
(
2014
).
[21]
G. B.
Chu
,
J.
Chen
,
F. Y.
Liu
,
X. B.
Shan
,
J. G.
Han
, and
L. S.
Sheng
,
Chem. Phys.
416
,
26
(
2013
).
[22]
F. Y.
Liu
,
C. X.
Li
,
G. H.
Wu
,
H.
Gao
,
F.
Qi
,
L. S.
Sheng
,
Y. W.
Zhang
,
S. Q.
Yu
,
S. H.
Chien
, and
W. K.
Li
,
J. Phys. Chem. A
105
,
2973
(
2001
).
[23]
Y. L.
Song
,
J.
Chen
,
M. M.
Ding
,
B.
Wei
,
M. Q.
Cao
,
X. B.
Shan
,
Y. J.
Zhao
,
C. Q.
Huang
,
L. S.
Sheng
, and
F. Y.
Liu
,
J. Mol. Struct.
1094
,
83
(
2015
).
[24]
Y.
Xie
,
L. L.
Cao
,
Q.
Zhang
,
J.
Chen
,
G. B.
Chu
,
Y. J.
Zhao
,
X. B.
Shan
,
F. Y.
Liu
, and
L. S.
Sheng
,
Chin. J. Chem. Phys.
25
,
379
(
2012
).
[25]
Z. H.
Li
,
Y. P.
Yu
,
X.
Lin
,
J.
Chen
,
H.
Zhang
,
Y. B.
Li
,
H. H.
Wang
,
Q. H.
Meng
,
R. R.
Sun
,
X. B
Shan
,
F. Y.
Liu
, and
L. S.
Sheng
,
Chin. J. Chem. Phys.
31
,
619
(
2018
).
[26]
M.
Wang
,
J.
Chen
,
W. F.
Fei
,
Z. H.
Li
,
Y. P.
Yu
,
X.
Lin
,
X. B.
Shan
,
F. Y.
Liu
, and
L. S.
Sheng
,
Chin. J. Chem. Phys.
31
,
379
(
2018
).
[27]
J.
Chen
,
M. Q.
Cao
,
B.
Wei
,
M. M.
Ding
,
X. B.
Shan
,
F. Y.
Liu
, and
L. S.
Sheng
,
J. Mass Spectrom.
51
,
169
(
2016
).
[28]
R. H.
Hertwig
and
W.
Koch
,
Chem. Phys. Lett.
268
,
345
(
1997
).
[29]
S. N.
Maximoff
and
G. E.
Scuseria
,
Chem. Phys. Lett.
390
,
408
(
2004
).
[30]
P. J.
Stephens
,
F. J.
Devlin
,
C. F.
Chabalowski
, and
M. J.
Frisch
,
J. Phys. Chem.
98
,
11623
(
1994
).
[31]
M. J.
Frisch
,
G. W.
Trucks
,
H. B.
Schlegel
,
G. E.
Scuseria
,
M. A.
Robb
,
J. R.
Cheeseman
,
G.
Scalmani
,
V.
Barone
,
B.
Mennucci
,
G. A.
Petersson
,
H.
Nakatsuji
,
M.
Caricato
,
X.
Li
,
H. P.
Hratchian
,
A. F.
Izmaylov
,
J.
Bloino
,
G.
Zheng
,
J. L.
Sonnenberg
,
H.
Hada
,
M.
Ehara
,
K.
Toyota
,
R.
Fukuda
,
J.
Hasegawa
,
M.
Ishida
,
T.
Nakajima
,
Y.
Honda
,
O.
Kitao
,
H.
Nakai
,
T.
Vreven
,
J. A.
Montgomery
, Jr.,
J. E.
Peralta
,
F.
Ogliaro
,
M.
Bearpark
,
J. J.
Heyd
,
E.
Brothers
,
K. N.
Kudin
,
V. N.
Staroverov
,
R.
Kobayashi
,
J.
Normand
,
K.
Raghavachari
,
A.
Rendell
,
J. C.
Burant
,
S. S.
Iyengar
,
J.
Tomasi
,
M.
Cossi
,
N.
Rega
,
J. M.
Millam
,
M.
Klene
,
J. E.
Knox
,
J. B.
Cross
,
V.
Bakken
,
C.
Adamo
,
J.
Jaramillo
,
R.
Gomperts
,
R. E.
Stratmann
,
O.
Yazyev
,
A. J.
Austin
,
R.
Cammi
,
C.
Pomelli
,
J. W.
Ochterski
,
R. M.
Martain
,
K.
Morokuma
,
V. G.
Zakrzewski
,
G. A.
Voth
,
P.
Salvador
,
J. J.
Dannenberg
,
S.
Dapprich
,
A. D.
Daniels
,
O.
Farkas
,
J. B.
Foresman
,
J. V.
Ortiz
,
J.
Cioslowski
, and
D. J.
Fox
, Gaussian 09, Revision A.1,
Wallingford, CT
:
Gaussian, Inc
., (
2009
).
[32]
J. L.
Holmes
and
F. P.
Lossing
,
Org. Mass Spectrom.
26
,
537
(
1991
).
[33]
M.
Meot-Ner
,
L. W.
Sieck
, and
P.
Ausloos
,
J. Am. Chem. Soc.
103
,
5342
(
1981
).
[34]
S.
Rang
,
P.
Paldoia
, and
A.
Talvari
,
Eesti. NSV Tead. Akad. Toim.
354
(
1974
).
[35]
K.
Watanabe
,
T.
Nakayama
, and
J.
Mottl
,
J. Quant. Spectry. Radiative Transfer
2
,
369
(
1962
).
[36]
S.
Han
,
H. S.
Yoo
,
D.
Ahn
,
Y. S.
Choi
, and
S. K.
Kim
,
Chem. Phys. Lett.
518
,
38
(
2011
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.