Joint project
SPP 1807 TP - Control of London Dispersion Interactions in Molecular Chemistry - Teilprojekt: London-Dispersionskräfte als Design-Element zur Kontrolle molekularer Strukturen und chemischer Reaktivität
Funder: German Research Foundation
Period: 2018-2021
URI: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/255533046
Detailed description:
Dieser Antrag setzt sich die Erarbeitung eines detaillierten Verständnisses und die Quantifizierung von London-Dispersionswechselwirkungen in molekularen Systemen zum Ziel. Dispersion ist eine fundamentale Triebkraft molekularer Aggregation und nimmt bei der Betrachtung der thermodynamischen Stabilität, molekularen Erkennung, chemischen Selektivität durch Übergangszustands-Stabilisierung, Proteinfaltung, Enzymkatalyse etc. eine zentrale Rolle ein. Während Dispersion als Grundlage von π-π- Wechselwirkungen bereits gut verstanden wird, wurden die verwandten -π-Systeme wenig untersucht; Konzepte zum Verständnis von -Anziehung sind derzeit nahezu unerforscht. Eines der wesentlichen Ziele dieses Schwerpunkts ist deshalb die Entwicklung eines Gestaltungsprinzips, das sich der attraktiven Dispersionswechselwirkungen als Schlüsselelement bei der Entwicklung neuer chemischer Strukturen und Reaktionen bedient. Dies kann nur in enger Zusammenarbeit von Synthesechemie, Spektroskopie und Theorie anhand von Modelsystemen erreicht werden. Die Erfolgschancen sind hervorragend, da experimentelle und theoretische Methoden jetzt ein Stadium erreicht haben, das es ermöglicht, Dispersionswechselwirkungen präzise zu analysieren. Die lohnenswerte Herausforderung besteht darin, Dispersionskräfte gezielt beim Entwurf neuer chemischer Strukturen, bei der Untersuchung des Übergangs von molekularen zu makroskopischen Systemen und in der Katalyse durch Feinabstimmung von Dispersionsenergiedonoren einzusetzen. Folgende Unterthemen sollen bearbeitet werden: Strukturelle Studien und die Quantifizierung von Dispersionswechselwirkungen - Quantifizierung von Dispersionsenergiedonoren durch systematische Studien - Entwurf and Darstellung neuer intra- und intermolekular durch Dispersion stabilisierter Strukturen - Dispersionswechselwirkungen in lichtangeregten Zuständen Dispersionseffekte auf die chemische Reaktivität und in der Katalyse - Übergangszustandsstabilisierung durch Dispersionsenergiedonoren - Lösemittel-induzierte Modulation von Dispersionswechselwirkungen Theorie und Spektroskopie zur Aufklärung von Dispersionswechselwirkungen - Experimentelle und theoretische Methodenentwicklung zur Analyse der Dispersionswechselwirkung - Spektroskopie zur Quantifizierung von Dispersionseffekten und zur Validierung theoretischer Vorhersagen.
Dieser Antrag setzt sich die Erarbeitung eines detaillierten Verständnisses und die Quantifizierung von London-Dispersionswechselwirkungen in molekularen Systemen zum Ziel. Dispersion ist eine fundamentale Triebkraft molekularer Aggregation und nimmt bei der Betrachtung der thermodynamischen Stabilität, molekularen Erkennung, chemischen Selektivität durch Übergangszustands-Stabilisierung, Proteinfaltung, Enzymkatalyse etc. eine zentrale Rolle ein. Während Dispersion als Grundlage von π-π- Wechselwirkungen bereits gut verstanden wird, wurden die verwandten -π-Systeme wenig untersucht; Konzepte zum Verständnis von -Anziehung sind derzeit nahezu unerforscht. Eines der wesentlichen Ziele dieses Schwerpunkts ist deshalb die Entwicklung eines Gestaltungsprinzips, das sich der attraktiven Dispersionswechselwirkungen als Schlüsselelement bei der Entwicklung neuer chemischer Strukturen und Reaktionen bedient. Dies kann nur in enger Zusammenarbeit von Synthesechemie, Spektroskopie und Theorie anhand von Modelsystemen erreicht werden. Die Erfolgschancen sind hervorragend, da experimentelle und theoretische Methoden jetzt ein Stadium erreicht haben, das es ermöglicht, Dispersionswechselwirkungen präzise zu analysieren. Die lohnenswerte Herausforderung besteht darin, Dispersionskräfte gezielt beim Entwurf neuer chemischer Strukturen, bei der Untersuchung des Übergangs von molekularen zu makroskopischen Systemen und in der Katalyse durch Feinabstimmung von Dispersionsenergiedonoren einzusetzen. Folgende Unterthemen sollen bearbeitet werden: Strukturelle Studien und die Quantifizierung von Dispersionswechselwirkungen - Quantifizierung von Dispersionsenergiedonoren durch systematische Studien - Entwurf and Darstellung neuer intra- und intermolekular durch Dispersion stabilisierter Strukturen - Dispersionswechselwirkungen in lichtangeregten Zuständen Dispersionseffekte auf die chemische Reaktivität und in der Katalyse - Übergangszustandsstabilisierung durch Dispersionsenergiedonoren - Lösemittel-induzierte Modulation von Dispersionswechselwirkungen Theorie und Spektroskopie zur Aufklärung von Dispersionswechselwirkungen - Experimentelle und theoretische Methodenentwicklung zur Analyse der Dispersionswechselwirkung - Spektroskopie zur Quantifizierung von Dispersionseffekten und zur Validierung theoretischer Vorhersagen.
Coordinating organisation / Consortium Leader
- University of Giessen
Cooperation partners with funding
1 of 5
- Bielefeld University
- Chemnitz University of Technology
- DESY
- Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg
- Karlsruhe Institute of Technology
