Zeitaufgelöste Elementarprozesse in strukturdefinierten Komplexen

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Es sollen chemische Elementarprozesse nach Photoanregung in isolierten Komplexen laserspektroskopisch untersucht werden. Als Modellsysteme dienen Molekülaggregate bestehend aus Azaaromaten (Pyrimidine, Purine, Pyrrol-Chinoline) mit protischen Solvatmolekülen (Wasser, Alkohole, Carbonsauren). Hiermit sollen photoinduzierte Prozesse (Protonen-, Elektronen-Transfer, Tautomerisierung, Interne Konversion, N-H-Dissoziation) in biologisch relevanten Chromophor/Solvat-Systemen nachgebildet, ihre strukturellen Voraussetzungen aufgeklärt und der katalytische Einfluss des Lösungsmittels ermittelt werden. Die Komplexe werden im Molekularstrahl präpariert und sollen mit einem neuen, von uns entwickelten IR/Femtosekunden-Ionisations-Verfahren schwingungsspektroskopisch charakterisiert werden. Damit sollen die für bifunktionelle (Proton-Donor/-Akzeptor) Azaaromaten postulierten spezifischen 1:1 Komplexe direkt nachgewiesen werden. Der Vergleich mit Ergebnissen aus ab initio- oder Dichtefünktional-Theorie liefert detaillierte Einblicke in die Bindungsverhältnisse. Schließlich sind Anregungs-Abfrage-Experimente (pump-probe) geplant, um die Dynamik mit fs-Laserpulsen unter genau definierten strukturellen Ausgangsbedingungen zu bestimmen. Dazu wird ein neuartiges Struktur- und zeitsensitives Verfahren vorgeschlagen. Die ermittelten Zeitkonstanten sollen mit Daten aus der kondensierten Phase verglichen werden und zur Analyse der Beiträge der unterschiedlichen Reaktionskanäle dienen.