Matrix-Isolations-VCD-Spektroskopie und die Untersuchung chiraler Photochemie in para-Wasserstoff-Matrizes

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Merten
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418662566

Kurzlebige chirale Spezies sind in vielen Bereichen der Chemie von Interesse. Beispiele hierfür sind die Einwicklung von molekularen Motoren oder photochemisch initiierte asymmetrische Organokatalyse. Informationen über die Chiralität der Intermediate zu bekommen, die sich als optische Aktivität oder Zirkulardichroismus (CD) äußern wird, ist hingegen sehr schwierig, da besagte Effekte sehr klein sind (elektronischer CD ~10-2, Schwingungs-CD ~10-4 - 10-5 der zugrundeliegenden Absorptionsintensität). Die kurzlebige Natur der Species macht einen spektroskopischen Zugang mit Hilfe heutiger chiroptischer Standardtechniken im Grunde unmöglich.In diesem Projekt möchten wir deshalb die Möglichkeiten die Matrixisolations-VCD Spektroskopie (MI-VCD) weiter zu entwickeln. In cryogenen Matrizes isolierten oder überhaupt erst generierten chiralen Spezies können dabei durch extrem kalten Bedingungen lange stabilisiert werden. Da in der Vergangenheit die MI-VCD Spektren für klassische Matrixgase wie Argon und Stickstoff mitunter unerklärbare Matrixeffekte aufwiesen, möchten wir in diesem Projekt para-Wasserstoff als weiches Matrixgas einsetzen. Die besonderen Eigenschaften von festem para-Wasserstoff sollten es uns ermöglichen nicht nur die Matrixeffekte besser zu verstehen, sondern auch hoch-energetische Produkte photochemischer Ringöffnungsreaktionen chiraler Moleküle oder die Strukturen und Spektren chiraler Radikale zu untersuchen. Wir erwarten, dass diese Weiterentwicklung der spektroskopischen Technik in der Zukunft breitere Anwendung im Bereich der chiralen Photochemie finden wird und dass besonders auch neue theoretische Entwicklungen eingeleitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: 4K-Cryostat
• Gerätegruppe: 8550 Spezielle Kryostaten (für tiefste Temperaturen)