Pump-Superkontinuum-Probe-Spektroskopie von Carotinoiden in organischen Lösungsmitteln
Ehlers, Florian - Georg-August-Universität Göttingen (2011)
Im Rahmen dieser Promotionsarbeit wurde ein Experiment zur Pump-Superkontinuum-Probe-Spektroskopie (PSCP) neu aufgebaut, getestet, optimiert und für eine Reihe von Studien an Carotinoiden in organischen Lösungsmitteln eingesetzt. Damit wurde die Möglichkeit geschaffen, transiente Spektren in einem spektralen Fenster von 350 - 770 nm mit Zeitauflösungen von besser als 100 fs zu messen.
Es wurden transiente Spektren von β-Carotin in n-Hexan, Tetrahydrofuran und Aceton gemessen. Die erhaltenen PSCP-Signale wurden einer globalen Analyse unterzogen und auf diese Weise die Zeitkonstanten τ1 und τ2 der beiden inneren Konversionsprozesse ermittelt.
Ferner wurden Untersuchungen an einer Reihe von Xanthophyllen mit systematisch variierten Sauerstoffsubstituenten durchgeführt. Es wurden Messungen vorgenommen für die Moleküle Adonirubin, Adonixanthin, Astaxanthin, Canthaxanthin, Cryptoxanthin, Echinenon, 3-Hydroxy-Echinenon, 3'-Hydroxy- Echinenon und Zeaxanthin. Der Einfluss von Anzahl und Position der Sauerstoffsubstituenten auf die Dynamik der angeregten Zustände wurde ermittelt.
Es wurden außerdem Messungen an verschiedenen carbonylsubstituierten Apocarotinoiden durchgeführt. Transiente Spektren von 3',4'-Didehydro-β,ψ -carotin-16'-al, 4'-Apo-β,ψ-carotin-4'-al, 12'-Apo-β-carotin-12'-al, 8'-Apo-β-carotin-8'-säure, 12'-Apo-β-carotin-12'-säure, 8,8'-Diapocarotin-8,8'-dial und 8,8'-Diapocarotin-8,8'-disäurediethylester wurden aufgenommen und die Abhängigkeit der Dynamik angeregter Zustände von der Wahl des Lösungsmittels untersucht.
Am Beispiel von β-Carotin wurde eine Studie zur Klärung der physikalischen Natur des sogenannten S*-Zustandes durchgeführt. Mithilfe der PSCP-Technik sowie temperaturabhängiger statischer Absorptionsspektroskopie konnte gezeigt werden, dass es sich bei diesem Zustand mit großer Wahrscheinlichkeit um den schwingungsangeregten Grundzustand S*0 handelt.