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Postdoc Prof. Dr. Lützen

Postdoc-Aufenthalt bei Prof. Dr. J. Rebek, Jr.
am The Scripps Research Institute, La Jolla, Kalifornien

 

Erkennung und Einschluß von neutralen organischen Molekülen sind in den letzten Jahren zu Schwerpunkten der Forschung auf dem Gebiet der Supramolekularen Chemie geworden. Neben anderen Ansätzen stellen sich selbst-organisierende molekulare Kapseln, sogenannte Assemblies, die durch reversible nonkovalente Wechselwirkungen zweier oder mehrerer selbst-komplementärer Untereinheiten gebildet werden, eine sehr elegante Möglichkeit dar, Zugang zu komplexen supramolekularen Strukturen zu erhalten.

Leider sind die Hohlräume der meisten bisher bekannten Kapseln nur von sphärischer oder scheibenförmiger Gestalt und nicht sehr groß, so daß alle Einschlußexperimente auf relativ kleine Gastmoleküle beschränkt blieben und bisher nur sehr wenige Reaktionen erfolgreich innerhalb der Kapseln durchgeführt werden konnten.

Aus diesem Grund konzentrierten sich meine Studien darauf, größere Assemblies oder solche mit anderen Symmetrieeigenschaften herzustellen und deren Wirt-Gast-Verhalten zu untersuchen.

Einem modularen "Baukasten"-Ansatz folgend wurden in einem ersten Teilprojekt zunächst eine Reihe von building blocks mit einem bestimmten Wasserstoffbrücken- bindungsmuster hergestellt, die an eine Reihe von Spacer-Molekülen durch Knüpfung von Ester- oder Amidbindungen gekoppelt werden können.

 

1

1.1

 

Auf diesem Wege konnte das auf einem C4v-symmetrischen Cyclophan basierende Monomer 1 synthetisiert werden, welches durch Dimerisierung das sehr große D4d-symmetrische Assembly 1.1 bildet. Im Verlauf der Untersuchungen des Wirt-Gast-Verhalten des Systems konnten wir zeigen, daß diese große Kapsel in der Tat in der Lage ist, große Gastmoleküle einzuschließen. So gelang uns beispielsweise der NMR- und der massenspektroskopische Nachweis des Einschlußes des Kryptanden[2.2.2] sowie einiger seiner Alkali- und Erdalkaliion-Komplexe.

Ein zweites Projekt zielte auf eine Kapsel ab, in die wir zum ersten Mal Metalle einführten. Auch hier gelang die Synthese und die Charakterisierung des Assoziationsverhaltens. Die Abbildung zeigt das Phthalocyanin-Monomer 2 und die Struktur des Dimeren 2.2 (allerdings ohne die Metallatome). Die Strukturen der Kapseln wurden durch MM2-Minimierungen erhalten. Die langen Seitenketten sind aus Übersichtsgründen weggelassen.

 

 

 

 

2

2.2

 

Publikationen

- A. Lützen, A. Renslo, C. A. Schalley, B. M. O'Leary, J. Rebek, Jr., * J. Am. Chem. Soc. 1999, 7455-7456.

- A. Lützen, S. D. Starnes, D. M. Rudkevich, J. Rebek, Jr., * Tetrahedron Lett. 2000 , 41 , 3777-3780.

- B. M. O'Leary, T. Szabo, N. Svenstrup, C. A. Schalley, A. Lützen, M. Schäfer, J. Rebek, Jr., * J. Am.  Chem. Soc. 2001 , 11519-1153

3.

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