Spektroskopowa charakterystyka wybranych form redoksowych chlorofili w roztworach

Fotosynteza to jeden z najważniejszych procesów na Ziemi, gdyż warunkuje atmosferę tlenową, opiera się ona na odpowiednio zsynchronizowanym cyklu reakcyjnym, w którym szczególnie miejsce zajmują chlorofile, zwłaszcza chlorofil a (Chla) czyli magnezowy kompleks feofityny a (Pheoa). Poznanie wpływu jednoelektronowych procesów redox na rozmaite właściwości (geometria, trwałość, właściwości absorpcyjne i emisyjne, rozkład gęstości elektronowej itd.) naturalnych barwników Chla i Pheoa pozwoli jeszcze lepiej zrozumieć taki dobór reagentów fotosyntetycznych. Przeprowadzono badania spektroskopowe na elektrochemicznie generowanych π-kationo- i π-anionorodnikach, a także modelowanie metodami DFT, które pozwoliły na sformułowanie wielu dodatkowych argumentów przemawiających za przydatnością Chla w fotosyntezie, takich jak: znacząca stabilizacja form rodnikowych, odpowiednie położenie potencjałów połówkowych kolejnych reakcji redox, czy przewidywana faworyzacja procesów przekazania elektronu zamiast konkurencyjnych procesów relaksacji form wzbudzonych.

Photosynthesis is one of the most important processes on Earth since it determines the atmosphere of oxygen, it is based on appropriately synchronized reaction cycle, in which particular place is occupied by chlorophylls, especially chlorophyll a (Chla) which is magnesium complex of pheophytin a (Pheoa). Knowing the impact of single-electron redox processes on the various properties (geometry, stability, absorption and emission properties, the distribution of electron density etc.) of natural pigments Chla and Pheoa will allow to understand better the selection of photosynthetic reagents. Spectroscopic studies and modeling methods DFT were carried out on an electrochemically generated π-cation and π-anion radicals, which allowed the formulation of a number of additional evidence of the usefulness of the Chla in photosynthesis, such as a significant stabilization of radical forms, suitable location of the half-wave potentials of consecutive redox reactions whether the envisaged favoring electron transfer processes instead of competing relaxation processes of excited forms.