Effiziente Erzeugung hydratisierter Elektronen und Untersuchungen zur Interaktion von Antioxidantien - zwei Seiten nachhaltiger Photoionisierungsmechanismen ; [kumulative Dissertation]

Abstract

Photoionisierungen in wässriger Lösung liefern das hydratisierte Elektron, welches als Superreduktionsmittel vielfältige Anwendungsmöglichkeiten (z.B. reduktiver Schadstoffabbau) findet. Alle bisherigen Verfahren mussten jedoch auf UV-C-Strahlung zurückgreifen, wodurch eine solare Anwendung intrinsisch unmöglich war. In dieser Arbeit wurden einige Photoionisierungsmechanismen aufgeklärt, welche mit Ionisierungswellenlängen des terrestrischen Sonnenspektrums auskommen und lediglich den günstigen Opferdonor Ascorbat verbrauchen. Die effizienteste Photoionisierung kann sogar mit grünem Licht betrieben werden und verläuft über ein Arylradikalanion als Schlüsselintermediat. Untersuchungen zur zyklischen Elektronendonorphotoionisierung zeigten weiterhin, dass sich über diesen Mechanismus das Phenoxyradikal des populären Radikalfängers Resveratrol erzeugen und durch Co-Antioxidanten reparieren lässt. Mit diesem Vorgehen wurden erstmalig detaillierte Erkenntnisse zur biologisch bedeutsamen Reparatur des Resveratrolradikals sowohl in homogener Lösung als auch in supramolekularen Systemen gewonnen.

Aqueous photoionizations produce the hydrated electron, which is a super reductant with versatile chemical applications (e.g. reductive decomposition of pollutants). However, all previous procedures had to rely on UV-C radiation, inherently making a solar application impossible. In this thesis, some photoionization mechanisms were elucidated that require ionization wavelengths of the terrestrial solar spectrum and consume only the cheap sacrificial donor ascorbate. The most efficient photoionization can even be driven by green light and proceeds via an aryl radical anion as key intermediate. Moreover, investigations of the cyclic electron donor photoionization have shown that this mechanism is capable of generating the phenoxy radical of the famous radical scavenger resveratrol and of repairing it by co-antioxidants. With this approach, detailed findings on the biologically important repair of the resveratrol radical both in homogeneous solution and in supramolecular systems have been obtained.