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Forschung

„Ein Templat bewirkt eine Reaktionssteuerung durch die räumliche Präorganisation der Reaktionspartner mittels eines hinreichend genau definierten Musters aus nicht-kovalenten, kovalenten oder koordinativ-reversiblen Bindungen. Es wirkt dabei als Entropiesenke, so dass es über thermochemische und kinetische Kriterien charakterisiert werden kann. Templatreaktionen können wiederholbar sein, sind jedoch nicht an hohe Umsatzzahlen gebunden. Das Templat muss nicht notwendigerweise unverändert aus der Reaktion hervorgehen.“

In der nun laufenden, dritten Förderperiode ist zunehmend die Rolle funktionaler Aspekte in den Mittelpunkt des Interesses einer breiten Palette von Templaten gerückt. Dies manifestiert sich auch deutlich in dem in diese Richtung orientierten Untertitel des SFB 624

Template

Funktionale chemische Schablonen“.

Mit der Betonung des Begriffs „Funktionale Template“ wird auch verdeutlicht, dass der Begriff Reaktionssteuerung nicht auf die kovalente Verknüpfung von Atomen oder Molekülen beschränkt, sondern in einem weiter gefassten Umfeld zu sehen ist. So fassen wir auch die Wechselwirkung zweier (oder mehrerer) Moleküle oder Molekülteile als Reaktion auf, ebenso wie das Abscheiden von Partikeln (Atome, Moleküle und deren Verbände) auf Oberflächen, falls diese Prozesse nicht in einer statistischen Art und Weise verlaufen, sondern durch eine Schablone gesteuert werden.

Die im SFB 624 von unterschiedlichen Arbeitsgruppen mit komplementären Ausbildungs- und Arbeitsrichtungen gemeinsam auf Templatchemie fokussierte Forschung bietet eine einzigartige Konstellation, die nicht nur für bestehende, sondern auch für zukünftige Fragestellungen einen besonderen Erkenntnisgewinn erwarten lässt.

Zusammengefasst werden im SFB 624 komplexe und funktionale Templatarchitekturen in Lösung und an Grenzflächen mit folgenden Zielen erzeugt,

  • die Reaktivität und Selektivität von homogenen und heterogenen Reaktionen zu steuern [A2, A5, A9, A10, A11, B3, B10, B11, B12, B13, C4, C9],
  • neue kovalente Template auszuarbeiten und zur Synthese neuer Architekturen zu nutzen [A11],
  • die Selektivität von (hierarchischen) Selbstorganisationseffekten zu verstehen und zu kontrollieren [A2, A11, B3, B10, B11, B12, B13, B14, C2, C3, C4, C5, C11, C12],
  • Templateffekte in enzymatischen Reaktionen aufzudecken und auszunutzen [A9, C9],
  • Stereokontrolle in enantio- und diastereoselektiven Prozessen auszuüben [A2, A4, B3, B10, B12],
  • neue nanoskalige Materialien zugänglich zu machen [A2, A11, B11, B12, C2, C3, C5],
  • spezifische optische und/oder spektroskopische Eigenschaften zu generieren und zu nutzen [A11, B10, B14, C12, C13],
  • die Dynamik (supra-)molekularer Strukturen gezielt zu beeinflussen [B12B14, C13].

 

Neben diesen funktionalen Aspekten gibt es neue methodische Schwerpunkte zur Entwicklung und Etablierung

  • theoretischer Methoden zur Untersuchung von Templateffekten [A5, A9, C11, C12],
  • massenspektrometrischer Techniken und Verfahren [B3],
  • der Ultrakurzzeitspektroskopie [B14],
  • der konfokalen Mikroskopie [C13],

die das vorhandene Methodenarsenal in idealer Weise ergänzen.

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