Mizellen als Nanoreaktoren für Fluoreszenzlöschungen und Photoionisierungen

Abstract

Durch ihre besonderen Eigenschaften kommt den Mizellen in der Photophysik und -chemie eine besondere Bedeutung zu. Mizellen können nicht nur durch absorptions- und fluoreszenzspektroskopische Methoden gut untersucht werden, sie lassen auch zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten zu. In dieser Arbeit wurden statische und dynamische Fluoreszenzlöschprozesse von Pyren durch Viologene in Natriumalkylsulfat-Mizellen untersucht und theoretisch beschrieben. Des Weiteren wurden die Mizellen genutzt, um in Wasser schwerlösliche Moleküle in ihnen aufzunehmen und diese dann zu photoionisieren. Es wurde ein Photoredoxkatalyse-Zyklus vorgestellt, welcher in einer SDS-Mizelle den Katalysator 2-Aminoanthracen und den Regenerator Palmitoylascorbat vereint und in der Lage ist, durch Bestrahlung mit 355 nm-Laserlicht hydratisierte Elektronen zu erzeugen und dabei Radikalkonzentrationen zu liefern, welche für effektive Dimerisierungen groß genug sind. Außerdem wurde dargelegt, wie 355 nm-Photoionisierungen in Mizellen einen direkten Zugang zu den Radikalen des Quercetins und seiner Derivate bietet, um die Spezies und Reaktionswege aufzuklären.

Due to their special properties, micelles are of particular importance in photophysics and photochemistry. Micelles can not only be examined well by absorption and fluorescence spectroscopic methods, they also allow numerous possible applications. In this work, static and dynamic fluorescence quenching processes of pyrene by viologens in sodium alkyl sulfate micelles were investigated and theoretically described. Furthermore, the micelles were used to include molecules that are poorly water soluble and then to photoionize them. A photoredox catalytic cycle is presented, which combines the catalyst 2-aminoanthracene and the regenerator palmitoylascorbate in a SDS micelle and which is able to generate hydrated electrons by irradiation with 355 nm laser light and thereby deliver radical concentrations that are high enough for effective dimerizations. In addition, it is presented how 355 nm photoionization in micelles provides direct access to the radicals of quercetin and its derivatives to elucidate the species and reaction pathways.