Apparatur für transiente Absorptionsspektroskopie

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung in 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 183218285

• Erstellungsjahr: 2014

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Grossgerät wurde verwendet, um kurzlebige Produkte von lichtinduzierten Reaktionen zu detektieren und um die Kinetik von Reaktionen zu erforschen. Im Fokus standen insbesondere Elektronenübertragungsreaktionen sowie protonengekoppelte Elektronentransferreaktionen. Beide Reaktionstypen spielen in der natürlichen Photosynthese eine wichtige Rolle, und ein grundlegendes Verständis dieser Prozesse ist daher im Hinblick auf das Unterfangen einer künstlichen Photosynthese wünschenswert. In sogenannten molekularen Dyaden und Triaden wurden Elektronendonoren über einen Photosensibilisator an Elektronenakzeptoren angeknüpft, und nach selektiver Anregung des Photosensibilisators mit einem kurzen Laserpuls wurde die Elektronenübertragungsreaktion ausgelöst und die entstehenden Produkte mit transienter Absorptionsspektroskopie detektiert. Für Untersuchungen protonengekoppelter Elektronentransferreaktionen wurden Elektron-Proton-Donoren und Elektron-Proton-Akzeptoren in Lösung vermischt. Durch einen Laserpuls wurde sodann eine kombinierte Elektron-Proton Übertragung ausgelöst und die Mechanismen dieser Reaktion mit transienter Absorptionsspektroskopie erforscht. Die wichtigsten Ergebnisse sind: (i) In einzelnen Triaden konnten die Lebensdauern der Photoprodukte durch wasserstoffbrückendonierende Lösungsmittel deutlich verlängert werden; (ii) die Mechanismen von lichtinduzierten Elektron-Proton Übertragungen konnten im Detail untersucht werden und es wurde erkannt, dass einzelne dieser Reaktionen stark einer Wasserstoffatom-Übertragungsreaktion ähneln; (iii) anhand von Modellsystemen konnte Einblick in biologisch relevante Typen von protonengekoppelten Elektronentransferreaktionen gewonnen werden; (iv) es konnte zwischen sogenannten Tunnel- und Hüpf-Mechanismen im lichtinduzierten Elektronentransfer unterschieden werden und wichtige Erkenntnisse im Hinblick auf die Entwicklung molekularer Kabel gewonnen werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Hole Tunneling and Hopping in a Ru(bpy)3^2+-Phenothiazine Dyad with a Bridge Derived from oligo-p-Phenylene. Inorg. Chem. 2011,50, 10901-10907
  Mathieu E. Walther, Oliver S. Wenger
  
• Kinetic Isotope Effects in Reductive Excited-State Quenching of Ru(2,2'-bipyrazine)3^2+ by Phenols. J. Phys. Chem. Lett. 2011,3, 70-74
  Catherine Bronner, Oliver S. Wenger
  
• Microsecond charge-recomination in a linear triarylamine-Ru(bpy)3^2+-anthraquinone triad. Chem. Commun. 2011,47, 10145-10147
  Jihane Hankache, Oliver S. Wenger
  
• Photoinduced Electron Transfer in Linear Triarylamine-Photosensitizer-Anthraquinone Triads with Ruthenium(II), Osmium(II), and Iridium(III). Inorg. Chem. 2012, 51,6333-6344
  Jihane Hankache, Maria Niemi, Helge Lemmetyinen, Oliver S. Wenger
  
• Hydrogen-Bond Strengthening upon Photoinduced Electron Transfer in Ruthenium-Anthraquinone Dyads Interacting with Hexafluoroisopropanol or Water. J. Phys. Chem. A. 2012, 116, 3347-3358
  Jihane Hankache, David Hanss, Oliver S. Wenger
  
• Hydrogen-Bonding Effects on the Formation and Lifetimes of Charge-Separated States in Molecular Triads. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 8159-8168
  Jihane Hankache, Maria Niemi, Helge Lemmetyinen, Oliver S. Wenger
  
• Influence of Donor-Acceptor Distance Variation on Photoinduced Electron and Proton Transfer in Rhenium(I)-Phenol Dyads. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12844-12854
  Martin Kuss-Petermann, Hilke Wolf, Dietmar Stalke, Oliver S. Wenger
  
• Large Increase of the Lifetime of a Charge-Separated State in a Molecular Triad Induced by Hydrogen-Bonding Solvent. Chem. Eur. J. 2012, 18, 6443-6447
  Jihane Hankache, Oliver S. Wenger
  
• Photoinduced electron transfer in covalent ruthenium-anthraquinone dyads: relative importance of driving-force, solvent polarity, and donor-bridge energy gap. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 2685-2692
  Jihane Hankache, Oliver S. Wenger
  
• Proton-Coupled Electron Transfer between 4-Cyanophenol and Photoexcited Rhenium(I) Complexes with Different Protonatable Sites. Inorg. Chem. 2012, 51,8275-8283
  Catherine Bronner, Oliver S. Wenger
  
• Ruthenium-Phenothiazine Electron Transfer Dyad with a Photoswitchable Dithienylethene Bridge: Flash-Quench Studies with Methylviologen. Inorg. Chem. 2012, 51,4335-4342
  Bice He, Oliver S. Wenger
  
• Electron Transfer between Hydrogen-Bonded Pyridylphenols and a Photoexcited Rhenium(I) Complex. ChemPhysChem 2013, 14, 1168-1176
  William Herzog, Catherine Bronner, Susanne Löffler, Bice He, Daniel Kratzert, Dietmar Stalke, Andreas Hauser, Oliver S. Wenger,
  
• Photochemistry between a ruthenium(II) pyridylimidazole complex and benzoquinone: simple electron transfer versus proton-coupled electron transfer. Photochem. Photobiol. Sci. 2013,12,254-261
  Roland Hönes, Martin Kuss-Petermann, Oliver S. Wenger