Molekulare Pinzetten und Klammern als synthetische Rezeptoren in der Wirt-Gast Chemie, Molekulare Erkennung, Komplexbildung, Selbstorganisation

• Applicant: Professor Dr. Frank-Gerrit Klärner
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5454357

Ziel dieses Forschungsvorhaben ist es, auf der Basis von molekularen Pinzetten und Klammern neue synthetische Rezeptoren zu entwickeln, die für verschiedene Anwendungen in der Chemie und Biologie maßgeschneiderte Eigenschaften besitzen. In den bisherigen Arbeiten wurden die neuen Pinzetten und Klammern synthetisiert und ihre supramolekularen Eigenschaften untersucht, um Einblick in die Energetik und in die Struktur gebende Wirkung von multiplen Aren-Aren-Wechselwirkungen (( -( , CH-( und Kation- () zu gewinnen. In der beantragten Förderperiode (2005-2007) sollen chirale Rezeptoren zur Enantiomeren-Erkennung und zum Design chiraler Katalysatoren synthetisiert werden. Mit Hilfe von Donor-Donor-, Akzeptor-Akzeptor- und Donor-Akzeptor-substituierten Pinzetten und Klammern soll die Bedeutung der Elektrostatik für die Wirt-Gast-Bindung systematisch untersucht werden. Zur Aufklärung von supramolekularen Strukturen kommt neben der Einkristallstruktur-Analyse die NMR-Spektroskopie in Kombination mit quantenchemischen Berechnungen der chemischen Verschiebungen zum Einsatz. Zum Studium der Dynamik in den Wirt-Gast-Komplexen kann neben der temperaturabhängigen NMR-Spektroskopie auch die hoch aufgelöste IR- und FIR-Spektroskopie (THz) angewandt werden. Des Weiteren soll untersucht werden, welchen Einfluss dendritische Substituenten auf Lösungs- und Komplexbildungseigenschaften von Pinzetten und Klammern ausüben sowie welchen Effekt die Klammern und Pinzetten auf das Redox-Verhalten von elektronenarmen Gastmolekülen haben. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Einlagerung von molekularen Pinzetten und Klammern in Mizellen und Vesikeln mit dem Ziel, die in Wasser unlöslichen Pinzetten und Klammern in die wässrige Phase zu bringen und ihre Interaktion mit biologischen Systemen zu untersuchen.

• DFG Programme: Research Grants