Wirt-Gast-Chemie dendritischer Moleküle in der Gasphase

• Applicant: Professor Dr. Christoph A. Schalley
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2004 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5440978

• Final Report Year: 2014

Final Report Abstract

Wesentliche Ergebnisse aus dem Projekt sind • detailliertere Einsichten in die Bildung von Ionisierungsartefakten bei Elektrospray-Ionisierung und matrix-unterstützter Laser-Desorption, die wichtig für die analytische Charakterisierung von Dendrimeren sind. • mechanistisches Verständnis kaskadenartiger Fragmentierungswege von Fréchet-Dendrimeren aus detaillierten Tandem-MS-Experimenten. • Nutzung von Selbstorganisationsprozessen für die Herstellung metallo-supramolekularer Dendrimere aus einfacheren Bausteinen über schwache und reversible koordinative Bindungen. • Beobachtung von dendritischen Effekten auf die Fragmentierungen von Wirt-Gast-Komplexen mit dendritischen Gästen und ihre mechanistische Erklärung. Hieraus lassen sich Schlussfolgerungen über das backfolding der Dendrimer-Arme ziehen. • Nachweis dynamischer Prozesse in Dendrimer-Gast-Komplexen und multivalenten Dendrimer-Dendrimer-Komplexen mittels Gasphasen-H/D-Austausch. Die Mikrodynamik in multivalent gebundenen Supramolekülen konnte mit diesen Experimenten direkt gezeigt werden. Als spin off hat das Projekt neben der Anwendung der H/D-Austauschexperimente auf andere Supramoleküle auch noch einen hochinteressanten supramolekularen Gelator hervorgebracht. Mit seiner Hilfe wurden stimuli-responsive Gele erzeugt, bei denen mehrere chemische Inputsignale in Form logischer Gatter miteinander verknüpft werden können. Insgesamt sieben verschiedene logische Gatter können mit demselben Gelator erzeugt werden.

Publications

• A Combined ESI- and MALDI-MS(/MS) Study of Dendrimers Persulfonylated at their Periphery: Falsely Negative Results by MALDI MS and Analysis of Defects. Chem. Eur. J. 2005, 11, 5625-5636
  T. Felder, C. A. Schalley, H. Fakhrnabavi, O. Lukin
  
• Gas-Phase Host-Guest Chemistry of Dendritic Viologens with Molecular Tweezers: Strong Dendritic Effect on Dication Stability. Angew. Chem. 2005, 117, 481-485; Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 477-480
  C. A. Schalley, C. Verhaelen, F.-G. Klärner, U. Hahn, F. Vögtle
  
• Designer Dendrimers: Branched Oligosulfonimides with Controllable Molecular Architectures. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8964-8974
  O. Lukin, V. Gramlich, R. Kandre, I. Zhun, T. Felder, C. A. Schalley, G. Dolgonos
  
• Characterization of Self-Assembled Metallodendrimers in Solution, in the Gas Phase, and at Air-Solid Interfaces. Small 2008, 4, 1823-1834
  H. T. Baytekin, M. Sahre, A. Rang, M. Engeser, A. Schulz, C. A. Schalley
  
• Dendrimer Disassembly in the Gas Phase: A Cascade Fragmentation Reaction of Fréchet Dendrimers. Chem. Eur. J. 2009, 15, 7139-7149
  B. Baytekin, H. T. Baytekin, U. Hahn, W. Reckien, B. Kirchner, C. A. Schalley
  
• Dynamic Motion in Crown Ether-Dendrimer Complexes: A Spacewalk on the Molecular Scale. Angew. Chem. 2009, 121, 7382-7386; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7246-7250
  H. D. F. Winkler, D. P. Weimann, A. Springer, C. A. Schalley
  
• Spin Off: Highly dynamic motion of crown ethers along oligolysine peptide chains. Nature Chem. 2009, 1, 573-577
  D. P. Weimann, H. D. F. Winkler, J. Falenski, B. Koksch, C. A. Schalley
  
• Spin off: Gas-phase H/D-exchange reactions on resorcinarene and pyrogallarene capsules: Proton transport through a one-dimensional Grotthuss mechanism. Chem. Sci. 2011, 2, 615-624
  H. D. F. Winkler, E. V. Dzyuba, J. A. W. Sklorz, N. K. Beyeh, K. Rissanen, C. A. Schalley
  
• Encapsulation of Luminescent Homoleptic [Ru(dpp)3] 2+-Type Chromophores within an Amphiphilic Dendritic Environment. Chem. Eur. J. 2012, 18, 15424-15432
  U. Hahn, H. Luelf, H. D. F. Winkler, C. A. Schalley, F. Vögtle, L. De Cola
  
• Systems Chemistry: Logic gates based on the stimuli-responsive gel-sol transition of a crown-ether functionalized bis-urea-gelator. Chem. Sci. 2012, 3, 2073-2082
  Z. Qi, P. Malo de Molina, W. Jiang, Q. Wang, K. Nowosinski, A. Schulz, M. Gradzielski,
  
• Fibrous Networks with Incorporated Macrocycles: A Chiral Stimuli-Responsive Supramolecular Supergelator and its Application to Biocatalysis in Organic Media. Chem. Eur. J. 2013, 19, 10150-10159
  Z. Qi, C. Wu, P. Malo de Molina, H. Sun, A. Schulz, C. Griesinger, M. Gradzielski, R. Haag, M. B. Ansorge-Schumacher, C. A. Schalley
  
• Multivalency in the Gas Phase: H/D-Exchange Reactions Unravel the Dynamic 'Rock 'n Roll' Motion in Dendrimer-Dendrimer Complexes. Chem. Eur. J. 2013, 19, 14867-14875
  Z. Qi, C. Schlaich, C. A. Schalley