Pflanzen haben kein Herz, dass die Nährstoffe und Photoassimilate durch das Phloem, Teil der Blattadern, pumpt. Nach der Druckstrom-Hypothese erfolgt der Transport im Phloem dadurch, dass in photosynthetisch aktiven Geweben Saccharose aktiv ins Phloem geladen wird, dies einen osmotischen Druck erzeugt und so ein sogenannter Massenstrom im Phloem stattfindet. An anderer Stelle der Pflanze werden die Zucker dann wieder entladen und verbraucht, z.B. in den Wurzeln. Diese Hypothese wurde bereits von Ernst Münch in den 1930er Jahren entwickelt.

Durch ein internationales Team aus verschiedenen Forschungsgruppen in den USA und Deutschland, unter Beteiligung der Molekularen Pflanzenforschung/Pflanzenbiochemie um Prof’in Dr. Gertrud Lohaus, konnte gezeigt werden, dass Phloemtransport auch möglich ist, wenn kaum Saccharose ins Phloem geladen wird. Die weitere Untersuchung dieses überraschenden Ergebnisses zeigte, dass Kalium die Rolle von Saccharose übernehmen kann (Nature Plants Artikel).

Die Notwendigkeit von fossilen Energiequellen auf nachhaltigere Alternativen umzusteigen, macht Solarenergie zu einem der Zukunftsthemen in der Chemie. Um diesen Wandel auch im Chemieunterricht widerzuspiegeln, werden innovative Lehrpläne und neue Lehr-/Lernmaterialien benötigt.

Unsere Forscher*innen aus der Chemiedidaktik erforschen seit mehr als 20 Jahren experimentelle Ansätze und entwickeln Unterrichtsmaterialien in der Photochemie. Das Team um Professorin Claudia Bohrmann-Linde und Senior Professor Michael Tausch hat gezeigt, dass lichtinduzierte Phänomene bestens geeignet sind, um Kernkonzepte der Chemie und verwandter Wissenschaften (Physik, Biologie, Geographie und Informationstechnologie) zu vermitteln.

In enger Zusammenarbeit haben die Chemiedidaktik-Arbeitsgruppen ein großes, frei zugängliches Online-Repositorium mit ihren Experimenten und Unterrichtsmaterialien aufgebaut. Die angebotenen Videos und Materialien sind in deutscher und englischer Sprache verfügbar und verbinden die Alltagserfahrungen der Schüler*innen mit wissenschaftlicher Forschung und innovativen technologischen Anwendungen.

In ChemPhotoChem haben sie jetzt einen Artikel mit Auszügen aus diesem Angebot veröffentlicht. Dort stellen sie zwei Gruppen von Experimenten vor, die geeignet sind, grundlegende Konzepte der Photochemie zu vermitteln. Dabei nutzen sie den molekularen Schalter Spiropyran/Merocyanin und den photoaktiven n-Halbleiter Titandioxid.

Afrikanische Elefanten sind sehr soziale Tiere. In freier Wildbahn führen sie eine sogenannte Begrüßungszeremonie durch, wenn sie auf vertraute Elefanten treffen, die sie eine bestimmte Zeit lang nicht gesehen haben. Ob Zoo-Elefanten dieses einzigartige Verhalten ebenfalls zeigen, war bisher unbekannt. Dieser Frage ging Franziska Hörner, die in unserer Arbeitsgruppe Zoologie unter der Leitung von Prof. Gela Preisfeld arbeitet, in dieser Studie (hier zu lesen) nach.

Hierzu beobachtete sie die Wiedervereinigung von zwei Mutter-Tochter-Paaren, die seit 2 und 12 Jahren getrennt waren. Als Vergleich wurden zwei Treffen von nicht verwandten Elefanten analysiert. Um möglichen Kämpfen vorzubeugen, fand der Erstkontakt in einer geschützten Umgebung mit einem Zaun zwischen den Tieren statt. Ausgewertet wurden die Zeichen der Begrüßungszeremonie der Elefanten, der Abstand der Tiere zum Zaun und die Zeit bis zur ersten Berührung der Elefantenrüssel.

Die verwandten Elefanten zeigten alle Verhaltensmerkmale der Begrüßungszeremonie, hielten sich in der Nähe des Zauns und berührten nach nur wenigen Sekunden die Rüssel, während Elefanten, die sich nicht kannten, keine vollständige Begrüßungszeremonie zeigten, weiter vom Zaun blieben und die Rüssel erst nach einigen Minuten zum ersten Mal berührten. Die Studie zeigt, dass sich Zooelefanten artspezifisch verhalten, indem sie die gleiche typische Begrüßungszeremonie durchführten, die man von Wildelefanten kennt. Zudem bestätigt sie auch die starken familiären Bindungen zwischen Elefanten und ihre kognitiven Fähigkeiten - insbesondere ihr langfristiges soziales Gedächtnis.

Der Bericht über einen neuen Reaktionsweg von Ketonen mit γ-C-H Bindungen der Autoren Dr. Heiko Hoffmann und seines Doktorvaters Prof. Dr. Michael Tausch hat es auf das Cover des Journals European Journal of Organic Chemistry geschafft.

An der Titelverbindung Butyrophenon haben die Autoren den Reaktionsmechanismus einer intermolekularen Photoredox-Kupplung aufgeklärt, bei der 1,2-Dibenzoylethan und Pinakole gebildet werden. Die Ausbeute an diesen Produkten ist mit ca. 20% gleich hoch wie die des durch Yang-Cyclisierung gebildeten 1-Phenyl-cyclobutanols, das als Nebenprodukt bei der Norrish-Typ II Reaktion auftritt. Diese in Lehrbüchern der Photochemie diskutierten Reaktionswege verlaufen über Schritte mit intramolekularen H-Atom-Transfer.

In chemiedidaktischen Publikationen werden die Prinzipien „grüner Chemie“ und der Nachhaltigkeit zunehmend thematisiert. Licht als nachhaltigste Energieform und die Chemie mit Licht bleiben aber häufig unterrepräsentiert. In ihrer aktuellen CHEMKON Publikation präsentieren Prof. Dr. Claudia Bohrmann-Linde und Prof. Dr. Michael Tausch durch die Didaktik der Chemie produzierte, frei zugängliche digitale Ressourcen zur Erschließung von Lehr-/Lerninhalten, bei denen die Energieform Licht im Fokus steht.
Photochemisches Fachwissen und pädagogische Grundsätze werden in wissenschaftlich konsistente und didaktisch prägnante Formate zusammengeführt. Diese eignen sich für die curriculare Innovation des Chemieunterrichts und der benachbarten MINT-Fächer im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE).

Mit dem provokanten Titel „LED statt Gasbrenner - Mehr Licht für nachhaltigen Chemieunterricht“ fordert Prof. Michael Tausch in diesem Minireview (hier zu lesen), beim Experimentieren in Lehre und in der Forschung photochemischen Prozessen einen höheren Stellenwert einzuräumen als es derzeit der Fall ist. Viele Reaktionen, bei denen Gasbrenner und andere Wärmequellen chancenlos sind, können mit passendem Licht bereits bei Raumtemperatur angetrieben werden. Das führt er anhand von didaktisch prägnanten Beobachtungen und wissenschaftlich konsistenten Interpretationen des Photo-Blue-Bottle Experiments vor.

Einige Varianten dieses Experiments können zur Erschließung der Stoff- und Energieumwandlungen sowie der essentiellen Elementarschritte beim Kreislauf Photosynthese-Zellatmung funktionalisiert werden. Mit den neuesten Varianten von Photo-Blue-Bottle lassen sich die wichtigsten Teilschritte bei der künstlichen Photosynthese nachvollziehen. Durch Bestrahlung mit blauen LED-Taschenlampen kann innerhalb von 30 Minuten Wasserstoff in ausreichender Menge für die schulübliche Knallgasprobe hergestellt werden. Die Reaktion verläuft direkt photokatalytisch, ohne den Umweg über Photovoltaik und Elektrolyse. Lichtgetriebene Reaktionen dieser Art sind von eminenter Bedeutung auch für die Synthese von Brenn- und Rohstoffen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Solarlicht als einziger Energiequelle.

Diese explorative Studie von Dr. Yasemin Gökkus und Prof. Michael Tausch ist nach dem Prinzip der nutzenorientierten Grundlagenforschung konzipiert und wurde unter Beteiligung von ca. 1000 Lehrenden und Lernenden aus Gymnasien und Universitäten durchgeführt (hier zu lesen).

Die inhaltlichen Schwerpunkte der 84 an 18 Gymnasien aus NRW durchgeführten Schulstunden fokussieren den Zusammenhang Licht und Farbe sowie die Energiekonversion und -speicherung mit Lichtbeteiligung. Die erhobenen und statistisch ausgewerteten Daten dokumentieren eine starke Korrelation zwischen Lernertrag und Identifikation mit photochemischen Inhalten sowie eine als überaus bedeutend eingeschätzte Zukunftsrelevanz der Energieform Licht im Chemieunterricht und im Lehramtsstudium. Vorausblickend auf globale Herausforderungen des 21. Jahrhunderts wie Energieeffizienz, Klimaneutralität, Digitalisierung und Ressourcenschonung durch grüne Chemie ist die Steigerung des Stellenwerts von Photoprozessen in den MINT-Fächern ein Muss.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Scherf berichtet in ihrer neuen frei zugänglichen Publikation über die Elektropolymerisation einer Serie von fünf Tricarbazol-Derivaten, darunter drei planare Tricarbazole mit Triphenylen- und zwei mit Triptycen-Kernsegmenten. Die oxidative Elektropolymerisation der Monomere führt zu einem kontinuierlichen Wachstum von glatten und freistehenden Filmen. Eine Klasse der Polymerfilme zeigt dabei das Auftreten einer intrinsischen Mikroporosität.

In der Ionenmobilitätsspektrometrie werden Ionen in einem elektrischen Feld anhand ihrer Ionenmobilität getrennt. Das High Kinetic Energy Ion Mobility Spectrometer (HiKE-IMS), welches von der Arbeitsgruppe von Prof. Zimmermann (Leibniz Universität Hannover) entwickelt wurde, erreicht große elektrische Feldstärken im Analysatorbereich des Instruments und nutzt eine Coronaentladung als chemische Ionenquelle.
Ein von der DFG gefördertes Forschungsprojekt der Arbeitsgruppen um Prof. Benter und Prof. Zimmermann charakterisiert mit einer im Projekt aufgebauten HiKE-IMS Kopplung an ein Massenspektrometer (HiKE-IMS-TOF-MS) die aus der Entladung resultierenden Primärionen und untersucht detailliert die chemische Dynamik dieses Ionenensembles im HiKE-IMS. Insbesondere die Bildung von Ionen-Molekül-Clustern, wie beispielsweise NO⁺(H₂O)_n und O₂⁺(H₂O)_n, hat einen großen Einfluss auf die beobachtete Ionenmobilität und Reaktivität der Primärionen. Dynamische Clusterbildungs- und -dissoziationsprozesse finden in der gesamten Driftröhre statt. Durch numerische Simulationen und umfangreiche experimentelle Arbeiten (Publikation 1; Publikation 2; Publikation 3) konnte die stattfindende chemische Kinetik charakterisiert werden.
Die Population der Primärionen (NO⁺, O₂⁺, H₃O⁺) ist stark abhängig von den äußeren Bedingungen wie reduzierte Feldstärke oder das Wasser-Mischungsverhältnis. Des Weiteren kann die gemessene Driftzeit durch resonanten charge Transfer beeinflusst werden. Gekoppelte Chemie-Transport-Simulationen mit dem in der Arbeitsgruppe Benter entwickelten Ion Dynamics Simulation Framework (IDSimF) stimmen sehr gut mit den experimentellen Daten überein. Aufbauend auf den erreichten Ergebnissen, ist ein Anschlussprojekt geplant, das mit anderen Ionisationsmethoden, insbesondere Photoionisation, die Kenntnisse über die feldstärkeabhängige Reaktionskinetik von Ionen-Molekül-Clustern vertiefen soll.

The Kirsch group recently reported a novel ring expansion based on the readily available 2-azido-2-phenyl-indan-1,3-dion leading to 3-amino-2,3-dihydroisoquinoline-1,4-diones with an unprecedented substitution pattern and an undescribed tricyclic 1,10a-dihydroimidazo-isoquinoline-2,5,10-trione scaffold (full text pdf).

Ring expansion reactions are used in the generation of nitrogen-containing heterocycles as well as in the synthesis of many natural products and pharmacologically active substances. The Kirsch group was successful in preparing 3-amino-2,3-dihydroisoquinolin-1,4-diones by treating 2-azido-indan-1,3-dione with primary amines and cesium carbonate in a two-step synthesis. They even expanded this method producing 1,10a-dihydroimidazo-isoquinoline-2,5,10-triones, possessing an unprecedented tricyclic scaffold, in a one-step procedure by using amino acid methyl esters and DIPEA.

These two uncommon heterocyclic structures harbor potential as versatile starting points for further functionalization, which the Kirsch group will explore in future work.

The Kirsch group recently published a short, convenient, total synthesis of the natural product Harzialactone A and its three stereoisomers starting from benzaldehyde (full text pdf).

Due to its potential antitumor and cytotoxic activity as well as its leishmanicidal activity Harzialactone A is an interesting target compound for synthesis. Mimicking the natural biosynthetic pathway of polyketides such as Harzialactone A is a challenging task. To simplify this challenge, the Kirsch group developed a chiral building block that can be easily attached onto a growing carbon chain. In a first step, a Horner–Wittig‐reaction of this chiral building block and benzaldehyde is utilized (depicted to the left). In a short four step iteration sequence (consisting of said Horner–Wittig reaction followed by reduction, protection and ozonolysis) the Kirsch group produced Harzialactone A and its stereovariants at excellent enantio‐ and diastereopurities.

The Kirsch group plans to use and adapt the methodology established here for future synthesis of more complex polyketidic structures.

Im Rahmen eines gemeinsamen, DFG-geförderten Forschungsprojektes zwischen den Arbeitsgruppen um Prof. Ullrich Scherf (Universität Wuppertal) und Prof. Jana Zaumseil (Universität Heidelberg) wurden an der BUW konjugierte Polymere hergestellt, die photoempfindliche Spiropyran-Seitengruppen tragen (hier zu lesen).

Diese Polymere eignen sich, um einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren zu umhüllen, bzw. einzuwickeln („wrapping“). Derartige Hybrid-Materialien zeigen lichtinduzierbare Eigenschaftsänderungen - hier eine Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit. Die Eigenschaftsänderungen des Materials können in einer thermischen Nachbehandlung rückgängig gemacht werden (reversibles Verhalten). Diese neuartigen Materialien haben Potential, in zurücksetzbaren UV-Dosimetern und optischen Speicherelementen verwendet zu werden.

Die Arbeitsgruppe um Professorin Gertrud Lohaus wird in ihrem vor kurzem bewilligten DFG-Folgeprojekt die Mechanismen der Nektarproduktion und den Einfluss von Umweltfaktoren – wie Trockenheit – auf die Zucker-, Aminosäure- und Ionenzusammensetzung des Nektars von Bromelien untersuchen. mehr

Die Arbeitsgruppe um Prof. Nils Schebb hat eine Arbeit zu einem neuen Wirkmechanismus von durch die Nahrung aufgenommenen Polyphenolen veröffentlicht (hier zu lesen).
Polyphenole sind dafür bekannt, zahlreiche physiologische Funktionen zu beeinflussen. Es wurde gezeigt, dass sie sich günstig auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes Typ II und Krebserkrankungen auswirken können. Wie genau Polyphenole ihre Wirkung im Körper entfalten, ist bisher nicht genau geklärt. Es wurde vermutet, dass sie durch eine „antioxidative“ Wirkung den Körper vor schädlichen Stoffwechselprodukten schützen. Die Arbeitsgruppe Schebb hat nun einen weiteren möglichen Mechanismus entdeckt.
Doktorandin Nadja Kampschulte zeigte, dass Polyphenole Cytochrom-P450-Monooxygenasen spezifisch hemmen können. Diese Enzyme sind an der Bildung von Lipidmediatoren beteiligt, die verschiedenste Prozesse im Körper beeinflussen (ausführliche Pressemitteilung der BUW). Die Schebb Gruppe wird sich in Zukunft noch genauer mit dem Zusammenhang zwischen der Struktur der Polyphenole und ihrer inhibitorischen Wirkung befassen. Diese Entdeckung legt eine spannende neue Grundlage zum Verständnis der Rolle von Polyphenolen in unserer Ernährung und Gesundheit.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Mohr hat kürzlich einen Artikel zur antibakteriellen und antimykotischen Aktivität von Silber(I) Komplexen mit Camphersulfonat und Phosphin Liganden veröffentlicht (hier nachzulesen).

Julia Kuchar – eine Doktorandin in der Arbeitsgruppe Mohr – stellte eine Reihe von Silber-Camphersulfonat-Komplexen mit verschiedenen Phosphin-Liganden her. Diese Komplexe wurden durch NMR Spektroskopie und Röntgenkristallographie analysiert und charakterisiert.

Im festen Zustand waren – abhängig vom verwendeten Phosphin-Liganden – eine Reihe verschiedener supramolekularer Strukturen zu beobachten. In vitro wurde die antimikrobielle Aktivität der Verbindungen an sieben Pathogenen (5 Bakterien und 2 Pilze) und die Toxizität für menschliche Zellen getestet. Diese Tests wurden in Kollaboration mit der Community for Open Antimicrobial Drug Discovery (CO-ADD, University of Queensland, Australia) durchgeführt. Die getesteten Komplexe waren wirksam gegen gram-positive wie gram-negative Bakterien. Eine noch höhere Aktivität konnte gegen Pilze nachgewiesen werden, besonders gegen C. neoformans.

In Kollaboration mit den Arbeitsgruppen von Prof. Huber (Ruhr-Universität Bochum) und Prof. Legault (Université de Sherbrooke) hat die Arbeitsgruppe um Prof. Kirsch erstmals die Aktivierung von Metall-Halogen-Bindungen, in diesem Fall von Au-Cl-Bindungen, durch Halogenbrücken untersucht (hier zu lesen).

Hierzu wurden gold-katalysierte Reaktionen in Gegenwart von Halogenbrückendonoren durchgeführt. Iodolium‐Derivate erwiesen sich hierbei als besonders effektive Aktivatoren, deren Aktivität über das Blockieren der Lewis‐sauren Positionen moduliert werden konnte. Einen noch schnelleren Umsatz lieferten Bis(benzimidazolium)‐basierte Halogenbrückenaktivatoren. Vergleichsexperimente und parallele NMR-Experimente deuten darauf hin, dass Halogenbrücken für die Bildung der aktiven Katalysatorspezies aus inaktiven Goldchlorid-Präkatalysatoren verantwortlich sind. Dieses Verständnis wird durch theoretische Berechnungen untermauert.

Dieses neue Konzept zur Aktivierung von Goldchloriden nutzt eine bislang kaum untersuchte Wechselwirkung, die Potenzial hat auch andere Metall-Halogen-Bindungen heterolytisch zu spalten, und so eine Spielwiese für neue Entwicklungen liefert.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Mohr hat – gemeinsam mit der Arbeitsgruppe von Prof. Janiak (Universität Düsseldorf) – einen neuen Ansatz für die Mikrowellen-unterstützte Synthese von Blei-Selenit (PbSe) -Nanopartikeln publiziert (pdf).

PbSe ist einer der ältesten bekannten Halbleiter. Auf Grund seiner herausragenden thermoelektrischen und halbleitenden Eigenschaften, wird es seit über 100 Jahren in der Produktion von elektronischen und optoelektronischen Komponenten verwendet. Moderne Anwendungen sind unter anderem LEDs, Photovoltaik-Zellen und Photodetektoren.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Scherf hat neue Ergebnisse zu konjugierten Polymeren in Organic Materials - einem neu angetretenen THIEME-Journal - publiziert.
Konjugierte Polymere, also Polymere mit durchgehender p-Konjugation der Hauptkette, gehören seit mehr als 30 Jahren zu den Forschungsschwerpunkten der Scherf-Gruppe (Scherf und Müllen, 1991). Ein Einschreiben der einsträngigen Poly(para-phenylen)-Leitstruktur in das starre Gerüst eines doppelsträngigen Leiterpolymeren führt zu einer drastisch reduzierten konformationellen Vielfalt. Ein wichtiger Parameter derartiger Polymere ist die sogenannte effektive Konjugationslänge. Diese gibt an, wie viele Wiederholungseinheiten als effektiv konjugiertes Segment miteinander elektronisch wechselwirken.
In den 1990iger Jahren wurde dieser Wert mit ca. 11-12 Phenylen-Einheiten angegeben, jedoch war die damalige Extrapolation sehr ungenau, da sie nur auf wenigen Datenpunkten beruhte. Robin Ammenhäuser hat im Rahmen seiner Masterarbeit (BAYER-Preis für eine MSc-Abschlussarbeit 2019) eine ausgedehnte Reihe von LPPP-Modell-Oligomeren in einer Mischung aus Synthese einer oligomeren Mischung und anschließender präparativer, Hochdruck-chromatographischer Trennung der Gemische isoliert. Er konnte den Wert für die Länge des effektiv konjugierten Segmentes auf 19+/-2 Phenylen-Einheiten präzisieren. Dieser Wert korreliert wesentlich besser mit den Werten vergleichbarer, aber strukturell verschiedener Polymere.

Elisabeth Koch and Malwina Mainka aus der AG Schebb zeigen in ihrer neuen Publikation (hier zu lesen), dass Oxylipin-Konzentrationen bei der Aufarbeitung von Plasma stabil sind.
Oxylipine sind oxidierte, ungesättigte Fettsäuren. Sie sind als Mediatoren an der Regulation zahlreicher physiologischer Funktionen (wie z.B. Entzündungen, Blutgerinnung, Endotheldurchlässigkeit und Gefäßtonus) beteiligt.
Durch Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-Untersuchungen konnte die AG Schebb nachweisen, dass die gemessene Menge an Oxylipinen stabil gegenüber Verzögerungen in der Plasmaaufbereitung und Langzeitlagerung ist. Dieser Stabilitätsnachweis liefert einen wichtigen Baustein zur Forschung an den Einflüssen von Oxylipinen auf Gesundheit und Krankheiten sowie ihre Eignung als Biomarker.

Eine im wahrsten Sinne des Wortes bunte Reihe von Experimenten hat Senior Prof. Dr. Michael Tausch gemeinsam mit seinen Mitarbeitern zur phänomenologischen und theoretischen Erschließung chemischer Basiskonzepte entwickelt und veröffentlicht (hier zu lesen).
Hierbei erweist sich der photoaktive molekulare Schalter Spiropyran/Merocyanin als ein didaktisches Multitalent. Er lässt sich mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen zwischen verschiedenen Farben hin- und herschalten (Photochromie). Die beiden isomeren Formen sind abhängig von der molekularen Umgebung in Lösemitteln und Feststoffmatrices sowie der Temperatur und der Lichteinstrahlung unterschiedlich stabil (Energetik, Kinetik, chemisches Gleichgewicht, Photostationarität). Sie erzeugen unterschiedliche Farben bei Lichtabsorption und -emission (Solvatochromie) und lassen sich zu all optical logic gates kombinieren (molekulare Logik). Mit einer INHIBIT-Schaltung haben die Wuppertaler Didaktik-Doktoranden das RESOLFT-Konzept der Nanoskopie modelliert.

Die Arbeitsgruppen um Prof. Per Jensen und Prof. Thorsten Benter beteiligen sich am ATMOS Konsortium. Ziele sind eine intensivere, internationale Zusammenarbeit bei der Untersuchung von Luftverschmutzung sowie die Förderung der Ausbildung junger Forscher*innen.
Weitere Details finden Sie hier.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Ullrich Scherf arbeitet seit Jahren zusammen mit der Arbeitsgruppe von Prof. George Floudas (Physics Department, Universität Ionnina/Griechenland und Max-Plank-Institut für Polymerforschung Mainz) an der systematischen Untersuchung ionischer Polymere. Die Synthese der untersuchten konjugierten Polyelektrolyte (CPEs) übernimmt die Arbeitsgruppe Scherf.
Hierbei variieren sie die Distanz der kationischen Zentren der Seitengruppen zum Molekülrückgrat sowie die Größe des Gegenions bei der Synthese der kationischen, Polythiophen-basierten CPEs. Die Charakterisierung der Kettendynamik und der Ionenleitfähigkeit übernimmt die Gruppe von Prof. Floudas.
Die aktuelle Publikation (hier zu lesen) zeigt, wie die untersuchten strukturellen Parameter die Kettendynamik und die Ionenleitfähigkeit beeinflussen. Zusätzlich liefert sie ein verlässliches Modell der Ionenleitung. Die höchste Ionenleitfähigkeit wurde bei mittelgroßen, schwach koordinierenden Gegenionen - wie TFSI - beobachtet. Auf Grundlage dieser Daten richten die beiden Arbeitsgruppen ihren Blick nun auf die Untersuchung von zwitterionischen CPEs (CPEs ohne mobile Gegenionen). Diese Publikation unterstreicht, wie essenziell eine interdisziplinäre Zusammenarbeit in den Materialwissenschaften ist.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Stefan Kirsch hat eine einstufige Methode zur Rubazonsäure-Synthese veröffentlicht (gesamte Publikation). Rubazonsäure ist ein roter Farbstoff mit Anwendungsmöglichkeiten in Sensoren wie auch Materialien. Obwohl sie seit 1887 bekannt ist, hat ein Mangel an Synthesemethoden dazu geführt, dass es bislang nur wenige Studien zu Rubazonsäure und ihren Derivaten gibt.
Die Arbeitsgruppe Kirsch diazidierte Pyrazolone mit Natriumazid in Anwesenheit von Jod in Dimethylsulfoxid. Die diazidierten Produkte wurden mit Hilfe eines Reduktionsmittels (gesättigte wässrige Natriumthiosulfatlösung) dimerisiert, um die gewünschten Farbstoffe zu erhalten. Mit dieser Methode konnte das Team um Prof. Kirsch mittlere bis gute Ausbeuten für die Synthesen der Rubazonsäure-Derivate erzielen. Zusätzlich entwickelten sie einen zweistufigen Syntheseprozess für anspruchsvollere Substrate. Diese Publikation erhöht den Zugang zu Rubazonsäure-Farbstoffen und ihre Verfügbarkeit für zukünftige Anwendungen und Forschung.

Die Arbeitsgruppe um Adrián Gómez-Suárez wird ihrem neuen DFG-Projekt „Radical-Based Synthesis & Derivatization of Enantiopure Amino Acid“ modulare Strategien für die Synthese komplexer Moleküle und Naturstoffe entwickeln.

Die Arbeitsgruppe Gómez-Suárez hat eine milde, simple und zuverlässige Methodik zur lichtinduzierten, radikalischen Synthese von unnatürlichen Aminosäuren publiziert (hier zu lesen).
Unnatürliche Aminosäuren werden - unter anderem - als Wirkstoffe genutzt. Sie dienen als Ausgangstoffe in der Synthese von biologisch wirksamen Verbindungen wie Medikamenten, Peptidmimetika und Agrochemikalien. Die hier verwendeten neuen Methoden der Radikalchemie ermöglichen ein kontrollierte Synthese dieser Aminosäuren. Bemerkenswert ist hierbei, dass die stereochemischen Informationen der Aminosäuren erhalten bleiben. Dies ist vor allem für die weitere Verwendung der Produkte wichtig, da die sterische Information, also die räumliche Struktur einer Verbindung, maßgeblichen Einfluss auf ihre Eigenschaften haben kann.