IGRK 1444 - Aufbau supramolekularer Funktionsräume – Containermoleküle, Macrocyclen und verwandte Verbindungen

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Die Erzeugung und Charakterisierung vielatomiger makrozyklischer oder käfigartiger Hohlräume bis in den Nanometerbereich ist eine der großen Herausforderungen gegenwärtiger chemischer Forschung. Verbindungen mit solchen Hohlräumen können als Wirtsmoleküle für spezielle Substrate fungieren und sind deshalb als Speichermedien und Reaktionskammern für spezifische Prozesse von Interesse. Der Einschluss von Katalysatoren in Makromolekülen oder Käfigen kann zum Beispiel die Selektivität von katalytischen Reaktionen durch die Bildung spezieller Reaktionskanäle erhöhen oder Redoxreaktionen können durch Ladungsdelokalisation unterstützt werden. Das Forschungsprogramm des Graduiertenkollegs bezieht sich speziell auf die Synthese und Charakterisierung solcher molekularer Hohlräume, die in der Lage sind, Substrate entweder durch starke kovalente und ionische oder durch schwache van-der-Waals-(Dispersions-)Wechselwirkungen zu binden. Das Forschungsprogramm beinhaltet die Synthese von Makrozyklen, Käfigen und supramolekularen Aggregaten unter Berücksichtigung von Haupt- und Nebengruppenelementen, das Design von geeigneten Liganden und die Anwendung poröser Materialien, die Darstellung chelatisierender Lewis-Säuren und Anionenerkennung. Begleitende quantenchemische Berechnungen sollen das gesamte Forschungsprogramm unterstützen und helfen, die Strukturen der Vorläufermoleküle, die Wirts-Gast-Wechselwirkungen, die Eigenschaften von Oberflächen oder die Stabilität der molekularen Aggregate zu verstehen. Die enge Zusammenarbeit zwischen Forschern der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster und der Holland Research School of Molecular Chemistry (Amsterdam und Leiden) ist ein integraler Bestandteil des Programms. Forschung und Lehre werden zwischen den teilnehmenden Institutionen geteilt, und ein Aufenthalt von mindestens sechs Monaten an der Partneruniversität ist Pflicht für alle am Graduiertenkolleg teilnehmenden Studenten. Auch die Arbeitsgruppenleiter sind durch wechselseitige Lehrverpflichtungen in das Austauschprogramm einbezogen.