Probing Ultrafast Structural Dynamics in Proton Transfer Reactions in Solution with Time-Resolved Infrared and X-Ray Spectroscopies

• Antragsteller: Dr. Erik T.J. Nibbering
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 208517069

Photosäuren sind molekulare Systeme die eine grössere Azidität zeigen in elektronischer angeregtem Zustand, womit zeitaufgelöste Spektroskopie von Protontransfer möglich ist. Das Mechanismus dass diese Photoazidität verursacht ist nicht richtig verstanden. Ziel des Projektes ist die Kombination von strukturauflösende Techniken der zeitaufeglöste IR- und Röntgenspektroskopie an zu wenden, um Wasserstoffbrückengeometrien von Photosäure-Base Komplexen in Lösung zu bestimmen, und die Änderungen dazu induziert von der elektronischer Anregung der Photosäure Chromophoren. Mit femtosekunden IR Spektroskopie werden wir die OH Streckschwingungen von Naphtholen und die NH Streckschwingungen von Aminonaphthalenen, sowohl Aminopyrenen, untersuchen. Beiträge von dem Photosäure-Base Wasserstoffbrücke und von dem Lösungsmittel an der Frequenzverschiebungen in sowohl dem elektronischen Grundzustand als dem elektronisch angeregten Zustand werden verglichen mit quantumchemische Rechnungen. Die Dynamik von Wasserstoffbrücken von dem Photosäure-Base Komplexen in der beiden elektronischen Zuständen werden mit transiente zweidimensionale IR Photonenecho Messungen bestimmt. Die Photoazidität hat man interpretiert als Folge eines intramolekulares Ladungsumverteilungprozesses. Die Rolle dieses Ladungsumverteilungprozesses wird studiert and Hand von eine Serie von Naphtholmoleküle mit unterschiedlichen Substituenten, die diese Ladungsumverteilungprozess beeinflüssen sollen. Zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie wird angewendet um die N K-Kante von kationischen Photosäuren zu messen, wobei wir einen direkten Zugang zu dem Ladungsumverteilungprozess rundum der Protondonierenden Gruppe haben werden. Die Resultate die wir mit zeitaufgelöste Röntgenspektroskopie erfassen werden, werden dann kombiniert mit Resultaten von transiente IR Messungen an den NH Streckmoden der kationische Photosäuren, wobei die zwei strukturauflösende Techniken verbunden werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Liquid jet ; UV light source
• Gerätegruppe: 4050 Meßelektronik und Zubehör für Röntgengeräte ; 5700 Festkörper-Laser