Arbeitsgruppe Kubik

Lehre - Supramolekulare Chemie - Allgemeines - Inhalt

Diese Vorlesung gibt einen Einblick in ein modernes Forschungsgebiet, in dem die spezifische intermolekulare Wechselwirkung von Molekülen untersucht, charakterisiert und zum Aufbau von komplexen Systemen verwendet wird. Anders als in der "Molekularen Chemie", in der einzelne Moleküle, z.B. deren Synthese und Eigenschaften, betrachtet werden, steht in der "Supramolekularen Chemie" die Wechselwirkung von Molekülen, welche z.B. zur Bildung strukturell definierter Komplexe oder Aggregate führt, im Vordergrund. Die molekulare Erkennung ist dementsprechend ein zentrales Motiv der supramolekularen Chemie. Diese molekulare Erkennung ist selektiv, d.h. supramolekulare Komplexe entstehen nur zwischen komplementären Bindungspartnern. Darin unterscheiden sich supramolekulare Komplexe z.B. von Metallkomplexen, bei denen Liganden an verschiedenste Metallionen binden können.

Die molekulare Erkennung ist auch ein grundlegendes Prinzip der meisten biochemischen Prozesse und ein wichtiges Ziel der supramolekularen Chemie ist tatsächlich die Imitation von biochemischen Vorgängen, wie der enzymatischen Katalyse oder der Selbstreplikation mit strukturell einfachen Modellverbindungen. Daneben beschäftigt sich die supramolekulare Chemie auch mit verschiedenen nicht biochemischen Fragestellungen, z.B. der Entwicklung von Sensoren oder neuen Materialien. Anwendungen der supramolekularen Chemie findet man in der Katalyse, in Extraktionsprozessen, in flüssigkristallinen Systemen, in optischen Funktionsmaterialien, in der molekularen Elektronik u.v.m.

In dieser Vorlesungen werden zunächst die Grundlagen der molekularen Erkennung behandelt. Anschließend werden an einer Vielzahl von Beispielen supramolekulare Systeme vorgestellt, welche von einfachen Wirt-Gast-Komplexen über Catenane und Rotaxane bis hin zu "Molekularen Maschinen" reichen.

1.Einleitung
2.Intermolekulare Wechselwirkungen
2.1.Thermodynamik
2.2.Kinetik
2.3.Elektrostatische Wechselwirkungen
2.3.1Ion-Ion Wechselwirkungen
2.3.2Ion-Dipol Wechselwirkungen
2.3.3Dipol-Dipol Wechselwirkungen
2.3.4Sonderfall Wasserstoffbrücken
2.3.5Kation-π Wechselwirkungen
2.3.6Anion-π Wechselwirkungen
2.3.7Aromatische Wechselwirkungen
2.3.8Charge-Transfer Wechselwirkungen
2.3.9Halogen Wechselwirkungen
2.3.10Dispersionswechselwirkungen
2.4.Hydrophobe Wechselwirkungen
2.5.Charakterisierung von Gleichgewichten
3.Wirt-Gast-Systeme
3.1.Coronanden, Cryptanden, Podanden und Spheranden
3.2.Cyclodextrine
3.3.Cyclophane
3.4.Calixarene
3.5.Resorcinarene
3.6.Pillararene
3.7.Cucurbiturile
3.8.Clefts, Pinzettenmoleküle
4.Catenane, Rotaxane, Knoten
4.1.Einleitung
4.2.Hilfsbindung
4.3.Metallkoordination
4.4.Charge-Transfer-Wechselwirkungen
4.5.Wasserstoffbrücken
4.6.Hydrophobe Effekte
5.Selbstaggregation
5.1.Einleitung
5.2.Wasserstoffbrücken
5.2.1.Rosetten
5.2.2.Kapseln
5.2.3.Röhren
5.3.Metallkoordination
5.3.1.Helices
5.3.2.Ringe und Käfige
6.Spezielle Themen
6.1.Selbstreplikation
6.2.Dynamische Kombinatorische Chemie
6.3.Supramolekulare Katalyse
6.4.Molekulare Maschinen

Letzte Änderung: 19-05-05. Email

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