Schwingungsdynamik des Säure-Alkohol-Scharniers

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Suhm
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465181753

Organische Alkohole und Säuren sind bestens untersucht, insbesondere hinsichtlich ihrer Paarbildungstendenz. Während erstere untereinander mittelstarke, gut verstandene Wasserstoffbrücken ausbilden, sind die Wasserstoffbrücken zwischen Carbonsäuren deutlich stärker und die Schwingungsdynamik der sauren Protonen wird sehr irregulär. Da liegt es nahe, gemischte Paare aus einem Alkohol- und einem Säuremolekül zu untersuchen, um einen Einstieg in die komplexe Dynamik der Säuredimere zu erhalten. Verblüffenderweise war über diese neutralen Spezies bisher kaum etwas bekannt und jüngst veröffentlichte Mikrowellenstudien schieben das spekulativ auf eine spontane, quantitative chemische Reaktion der Molekülpaare zu Estermolekülen. Wir konnten dies in ersten Vorarbeiten partiell widerlegen und wollen in dem Projekt nun solche neuartigen, gemischten Molekülpaare mittels Raman- und Infrarotspektroskopie an Überschallexpansionen sorgfältig und umfassend experimentell charakterisieren. Dabei sollen chemische und Isotopenvariationen zum Einsatz kommen. Die scharnierartig aufgebauten Alkohol-Säure-Komplexe erlauben außerdem eine flexible Interaktion der Substituenten an der Säure- und der Alkoholgruppe auf Abstand mittels subtiler Wechselwirkungen, bis hin zur Chiralitätserkennung. Als Fernziel soll ein neues Modellsystem für starke Wasserstoffbrücken im Wechselspiel mit schwachen Interaktionen zwischen den Säure- und Alkoholresten für den Leistungsvergleich quantenchemischer und kerndynamischer Methoden ertüchtigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen