Entschlüsselung der Reaktionswege für die Ozonolyse von Alken und die Oxidation von Alkanen

• Antragsteller: Dr. Tarun Kumar Roy
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508074809

Hydroxylradikale (OH), die oft als "Waschmittel der Atmosphäre" bezeichnet werden, leiten die Oxidation der meisten flüchtigen organischen Verbindungen in der Troposphäre ein. Die Reaktionswege für die Bildung von OH-Radikalen sind wichtig für die genaue Modellierung der Atmosphärenchemie. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, zwei der wichtigsen chemischen Reaktionswegedie OH-Radikale in der Atmosphäre erzeugen oder regenerieren aufzuklären: erstens die Alken-Ozonolyse, welche ein wichtiger, nicht-photolytischer Weg zur Erzeugung von OH-Radikalen ist und zweitens die Alkanoxidation, die OH-Radikale sowohl verbraucht als auch regeneriert. Die Alken-Ozonolyse verläuft über zwitterionische reaktive Carbonyloxid-Zwischenprodukte, die so genannten Criegee-Zwischenprodukte. Während bei der Alkan-Oxidation kurzlebige kohlenstoffzentrierte Hydroperoxyalkyl-Radikale (•QOOH) gebildet werden, welche ein kritischer Knotenpunkt im Oxidationsmechanismus sind, sich aber im Allgemeinen einer direkten experimentellen Beobachtung entzogen haben. Ziel dieses Projekts ist es, verschiedene Criegee-Zwischenprodukte und •QOOH-Radikale zu untersuchen, um sie spektroskopisch zu charakterisieren und ihre neuartigen chemischen Reaktionswege zu erforschen. Experimentell wird ein IR-Pump-UV-Probe schema eingesetzt, um die IR-Spektroskopie und die unimolekularen Zerfallsraten dieser Zwischenprodukte unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen. Darüber hinaus wird die unimolekulare Dissoziationsdynamik von •QOOH-Zwischenprodukten mit einer Kombination aus 1+1'-Resonanzverstärkter Multiphotonen-Ionisierung (REMPI) und Velocity Map Imaging (VMI) untersucht. Die experimentellen Ergebnisse werden durch berechnete Schwingungsspektren der Zwischenprodukte und begleitende kinetische Geschwindigkeitsberechnungen ergänzt. Die Ergebnisse dieses Projekts werden neue Erkenntnisse über die unimolekularen Reaktionswege von Criegee-Intermediaten und •QOOH-Radikalen, die zu OH-Produkten führen, liefern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Marsha Lester