Aufbau eines Fourier-Transform-Elektronenspinresonanz-Spektrometers im Q-Band und Durchführung von Testexperimenten an verschiedenen Systemen

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Die zeitauflösende Fourier-Transform-ESR-Spektroskopie gestattet in Kombination mit der Laserphotolyse, kurzlebige Intermediate photochemischer Reaktionen sowohl strukturell als auch kinetisch zu charakterisieren. In dem Projekt "CIDEP-Spektroskopie", das im Rahmen des Schwerpunktprogramms "Schnelle molekulare Prozesse in Flüssigkeiten" seit 1991 bearbeitet wird, konnten einige wichtige Elektronentransfer- und Oxidationsreaktionen von Chinonen und aromatische Ketonen untersucht. Diese Experimente im X-Band haben gezeigt, daß aufgrund der Totzeit der Apparatur die Nachweisbarkeit von freien Radikalen auf Linienbreiten von 0.1...0.2mT beschränkt ist. Damit sind Untersuchungen über die Generierung von Nitroxylradikalen und deren chemisch mechanistisches Verhalten als Antioxidantien nicht oder nur eingeschränkt durchführbar. Durch den Übergang in das Q-Band kann diese Beschränkung überwunden werden. Die bisher im X-Band durchgeführten Untersuchungen zur Bildung von Nitroxylradikalen durch Oxidation von Radikalen vom Piperidintyp zeigen, daß mit FT-ESR-Experimenten im Q-Band eine eindeutige Aufklärung dieser wichtigen Reaktionsklasse erwartet werden kann. Als zweites Problem sollen die im X-Band durchgeführten FT-ESR-Untersuchungen zur den Radikalbildungsmechanismen an DNA-Bausteinen in der wäßrigen Phase mit Q-Band-Experimenten ergänzt werden. Dabei geht es vor allem um die Frage, ob die beobachteten unterschiedlichen Ausbeuten an anionischen und kationischen Sekundärradikalen durch Austauschprozesse verursacht werden, die aufgrund der Totzeit des Signalnachweises nicht detektiert werden können. Mit einer Überwindung dieses experimentellen Problems könnte der experimentelle Anwendungsbereich der Fourier Transform ESR-Spektroskopie wesentlich erweitert werden.