Porphyrin-o-chinone als multifunktionelle Modellsysteme für Catecholase-Reaktionen und photoinduzierten Elektronentransfer

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Oxidationsprozesse zeichnen in biologischen Organismen für eine Vielzahl von Reaktionen verantwortlich. Deshalb wird seit langem versucht, Struktur-Reaktivitäts-Beziehungen für die involvierten Enzyme zu erarbeiten. Eine wichtige Gruppe bilden dabei die Catecholasen, die zur Gruppe der Oxygenasen zählen. Durch die Verknüpfung von Porphyrinen mit o-Chinonen wurden von uns erstmals Verbindungen synthetisiert, die eine Untersuchung spezifischer Eigenschaften der Catecholase-Modellsysteme im Zusammenhang mit photophysikalischen Charakteristika ermöglichen. Trotz gegenteiliger Äußerungen ist der Mechanismus der Catecholase-Reaktionen bis heute nicht vollständig aufgeklärt. Deshalb werden wir in den nächsten Monaten durch gezielte Substitution am Porphyrin Verbindungen synthetisieren, die weitere Aussagen zum Mechanismus der Catecholase-Reaktionen liefern werden. Zusätzlich ermöglicht das synthetische Potential der Porphyrin-ochinone aufgrund der 1,2-Dioxo-Funktion eine Vielzahl von Verbindungen, deren Eigenschaften zielgerichtet geplant und optimiert werden können. Dabei liegt es auf der Hand, das in der Arbeitsgruppe vorhandene theoretische und praktische Wissen zur Synthese neuartiger Modelle zu bündeln und somit eine große Zahl neuer Verbindungen herzustellen, die von potentiellem Interesse als Modellverbindungen für den photoinduzierten Elektronentransfer (ET) sind. Durch die Bildung der Metallchelate der Porphyrin-o-chinone wird eine signifikante Änderung des Redoxpotentials im Vergleich zu den Porphyrin-p-chinonen beobachtet. In absehbarer Zeit können wir somit unter Ausnutzung der Porphyrin-o-chinone einen kompletten Zweig des Photosynthesereaktionszentrums nachbilden. Die bewährte Kooperation im spektroskopischen Bereich erlaubt es uns, zielgerichtet Struktur-Reaktivitäts-Beziehungen zu erstellen.