Femtosekunden-Schwingungsspektroskopie zur ultraschnellen Dynamik der Konformationsänderung von Farbstoffen in kondensierter Phase

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Ziel dieses Projektes ist es, die Dynamik intermolekularer Wasserstoffbrücken nach elektronischer Anregung eines Chromophors zu untersuchen. Nachdem im ersten Projektabschnitt der Bruch der Wasserstoffbrücke und die Reorientierungsdynamik nach elektronischer Anregung von Coumarin 102 im Komplex mit Chloroform oder (Phenol)1,2 direkt durch Femtosekunden-Infrarotspektroskopie nachgewiesen wurde, sollen die Experimente jetzt auf reaktive Systeme ausgedehnt werden, in denen nach elektronischer Anregung ein ultraschneller Protontransfer auftritt. Als Modellsystem dient die bekannteste Photosäure, der aromatische Alkohol Naphtol, in nichtpolarer und polarer Umgebung. Die Dynamik des intermolekularen Protonentransfers soll charakterisiert werden, indem nach elektronischer Anregung durch sichtbares oder UV-Licht Schwingungsmoden im Infraroten abgetastet werden, die Aufschluss über die Wasserstoffbrücke geben, etwa die Streckschwingungsbanden von Protondonor- und Akzeptorgruppen. Ein derartiges UV/IR-Anrege-Abtast-Experiment mit Femtosekundenzeitauflösung erlaubt die getrennte Beobachtung von Protonentransfer, Bruch der Wasserstoffbrücke und Reorientierung der Reaktionsprodukte, so dass Informationen über die lokale Dynamik des Moleküls und seiner unmittelbaren Umgebung gewonnen werden. Im Rahmen theoretischer Modellrechnungen sollen diese Ergebnisse zur Beschreibung der ultraschnellen Dynamik in wasserstoffverbrückten Systemen verwendet werden.