Title (eng)
Analysis of the vibrational spectra of L-lysine and L-arginine
Parallel title (deu)
Schwingungsspektroskopische Analyse von L-Lysin und L-Arginin
Author
Jannika Herrklotz
Advisor
Karl Peter Wolschann
Assessor
Karl Peter Wolschann
Abstract (deu)
Im Zuge dieser Arbeit wurden die molekularen Schwingungen von den beiden Aminosäuren L-Lysin und L-Arginin mit spektroskopischen Methoden und theoretischen Berechnungen untersucht. Dazu wurden wässrige Lösungen von L-Lysin und L-Arginin mit verschiedenen pH-Werten (gesamter Bereich von sauer bis basisch, pH-Werte von etwa 0.3 bis 13.2) hergestellt und mit FT-IR Spektroskopie und Raman Spektroskopie analysiert. Aus dem Verlauf der Absorptionsbanden bei unterschiedlichen pH-Werten konnten auch kleine Banden zugeordnet werden, bei denen eine eindeutige Zuordnung aus einzelnen Spektren bei einem bestimmten pH-Wert nicht möglich waren. Zusätzlich zu den experimentellen Daten wurden theoretische Berechnungen durchgeführt. Dabei wurden zuerst die Strukturen der acht möglichen Tautomere beider Aminosäuren mit den Methoden HF/3-21G und M06-2X/6-31++G** optimiert. Dann wurden die Schwingungsfrequenzen, IR-Intensitäten und Raman-Aktivitäten mit der M06-2X/6-31++G** Methode berechnet. Zur Simulation des Lösungsmittels Wasser wurden die Berechnungen auch mit Hilfe des SCRF (self-consistent reaction field) Hydratisierungsmodells wiederholt. Die resultierenden Frequenzen, IR-Intensitäten und Raman-Aktivitäten wurden mit den experimentellen Daten verglichen.
Abstract (eng)
In this work the vibrational features of two amino acids (L-lysine and L-arginine) were studied with spectroscopic methods and theoretical calculations. Aqueous solutions of L-lysine and L-arginine were prepared with different pH-values (whole range of acidic to basic, pH-values from about 0.3 to 13.2) and analysed with FT-IR spectroscopy as well as with Raman spectroscopy. From the progress of the absorption bands with changing pH-values band assignments could be done also for small bands where the assignment was not unambiguously possible in single spectra at a specific pH-value. In addition to the experimental data theoretical calculations were carried out. First the structures of eight possible tautomers of both amino acids were optimized (with HF/3-21G and M06-2X/6-31++G** methods). Then vibrational frequencies, IR-intensities and Raman-activities were calculated with the M06-2X/6-31++G** method. To simulate the surrounding water calculations with the self-consistent reaction field (SCRF) hydration model were carried out, too. The resulting frequencies, IR-intensities and Raman-activities were compared to the experimental data.
Keywords (eng)
vibrational analysislysinearginineinfrared spectroscopy, Raman Spectroscopy
Keywords (deu)
SchwingungsanalyseLysinArgininInfrarot SpektroskopieRaman Spektroskopie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
140 S. : graph. Darst.
Number of pages
140
Association (deu)
Title (eng)
Analysis of the vibrational spectra of L-lysine and L-arginine
Parallel title (deu)
Schwingungsspektroskopische Analyse von L-Lysin und L-Arginin
Author
Jannika Herrklotz
Abstract (deu)
Im Zuge dieser Arbeit wurden die molekularen Schwingungen von den beiden Aminosäuren L-Lysin und L-Arginin mit spektroskopischen Methoden und theoretischen Berechnungen untersucht. Dazu wurden wässrige Lösungen von L-Lysin und L-Arginin mit verschiedenen pH-Werten (gesamter Bereich von sauer bis basisch, pH-Werte von etwa 0.3 bis 13.2) hergestellt und mit FT-IR Spektroskopie und Raman Spektroskopie analysiert. Aus dem Verlauf der Absorptionsbanden bei unterschiedlichen pH-Werten konnten auch kleine Banden zugeordnet werden, bei denen eine eindeutige Zuordnung aus einzelnen Spektren bei einem bestimmten pH-Wert nicht möglich waren. Zusätzlich zu den experimentellen Daten wurden theoretische Berechnungen durchgeführt. Dabei wurden zuerst die Strukturen der acht möglichen Tautomere beider Aminosäuren mit den Methoden HF/3-21G und M06-2X/6-31++G** optimiert. Dann wurden die Schwingungsfrequenzen, IR-Intensitäten und Raman-Aktivitäten mit der M06-2X/6-31++G** Methode berechnet. Zur Simulation des Lösungsmittels Wasser wurden die Berechnungen auch mit Hilfe des SCRF (self-consistent reaction field) Hydratisierungsmodells wiederholt. Die resultierenden Frequenzen, IR-Intensitäten und Raman-Aktivitäten wurden mit den experimentellen Daten verglichen.
Abstract (eng)
In this work the vibrational features of two amino acids (L-lysine and L-arginine) were studied with spectroscopic methods and theoretical calculations. Aqueous solutions of L-lysine and L-arginine were prepared with different pH-values (whole range of acidic to basic, pH-values from about 0.3 to 13.2) and analysed with FT-IR spectroscopy as well as with Raman spectroscopy. From the progress of the absorption bands with changing pH-values band assignments could be done also for small bands where the assignment was not unambiguously possible in single spectra at a specific pH-value. In addition to the experimental data theoretical calculations were carried out. First the structures of eight possible tautomers of both amino acids were optimized (with HF/3-21G and M06-2X/6-31++G** methods). Then vibrational frequencies, IR-intensities and Raman-activities were calculated with the M06-2X/6-31++G** method. To simulate the surrounding water calculations with the self-consistent reaction field (SCRF) hydration model were carried out, too. The resulting frequencies, IR-intensities and Raman-activities were compared to the experimental data.
Keywords (eng)
vibrational analysislysinearginineinfrared spectroscopy, Raman Spectroscopy
Keywords (deu)
SchwingungsanalyseLysinArgininInfrarot SpektroskopieRaman Spektroskopie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
140
Association (deu)
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