Detailseite
Projekt
Ladungstransfer-Untersuchungen mittels Raman, XES und (HR)XAS in Type Zero Modellkomplexen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professor Dr. Matthias Bauer; Professorin Dr. Sonja Herres-Pawlis
Fachliche Zuordnung
Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 159419156
Ziel des vorliegenden Antrags ist ein verbessertes Verständnis von Typ-Null-Kupferkomplexen durch Kombination von präparativen und spektroskopischen Methoden. Dies soll durch Entwicklung neuer biomimetischer Modell-Komplexe für Typ-Null-Systeme mit entsprechenden Eigenschaften und der Untersuchung dieser Komplexe und ihrer angeregten Zustände mit Raman- und Röntgenspektroskopie erreicht werden. Dieser mehrdimensionale spektroskopische Ansatz kombiniert Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS), Röntgenemissionsspektroskopie (XES), hochauflösende fluoreszentdetektierte XAS (HERFD-XAS), Ramanspektroskopie und pump-probe-Messungen mit elektrochemischen Methoden und ist in dieser Form einzigartig in seiner Anwendung auf solche Systeme.Auf diese Weise können die elektronischen und geometrischen Strukturen der am Cu(I)/Cu(II) Redox-Paar beteiligten Spezies und deren kinetisches Verhalten im Verlauf chemischer, elektrochemischer und photoinduzierter Redoxprozesse sehr genau untersucht werden.Im präparativen Teil des Projekts werden Modellkomplexe für Typ Null-Proteine mit N,N`- und N,O-Donorliganden synthetisiert, die im Wesentlichen durch Guanidin-bis(chelat)- bzw. Bis(pyrazolyl)methanphenolat-Kupferkomplexe vertreten sein werden.Die enge Verschränkung dieses präparativen Teils mit den oben genannten spektroskopischen Methoden ist aus folgenden Gründen zwingend notwendig: Das Ligandendesign erfolgt spektroskopiegestützt, die Wahl der Liganden basiert also auf Absorptions- und Emissionseigenschaften. Umgekehrt erlauben nur die spektroskopischen Eigenschaften der synthetisierten Komplexe eine Beurteilung ihrer Qualität als Strukturmodell. Geeignete funktionelle Modelle müssen gleichermaßen entsprechende Elektronen-Transfer-Eigenschaften aufweisen.Für die besten Modelle wird schließlich eine genaue Untersuchung ihrer geometrischen und elektronischen Strukturen durchgeführt, deren wechselseitige Beeinflussung und ihr dynamisches Verhalten nach photochemischer Anregung und im Verlauf elektrochemischer Experimente studiert werden. Konventionelle XAS und insbesondere pump-probe XAS stellen zwar experimentell nach wie vor sehr aufwändige Techniken dar, können aber als etablierte Methoden innerhalb der Forschergruppe betrachtet werden. Dagegen ist die Etablierung der experimentellen und theoretischen Grundlagen für K-Kanten XES und HERFD-XAS und deren Anwendung auf Typ Null-Modelle eine spektroskopische Schlüsselkomponente dieses Projekts. Diese beinhaltet die Entwicklung eines Röntgen-spektroelektrochemischen Messaufbaus für XES und HERFD-XAS, als auch explorative pump-probe-Experimente, die durch einen integrativen spektroelektrochemischen Aufbau für kombinierte Röntgen- und Raman-Messungen komplementiert werden.Diese Techniken, zusammen mit Resonanz-Ramanspektroskopie und L-Kanten XAS, werden völlig neue Einblicke in die Wirkungsweise von Typ Null-Kupferproteinen erlauben. Das ultimative Ziel ist die Entwicklung eines Typ Null-analogen Systems, das einen s
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
