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Supramolecular Coordination Chemistry

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Guido Clever

Jun.-Prof. Dr.

Inorg. Chemistry Dept.,
Göttingen University
Tammannstr. 4
37077-Göttingen
Germany



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Metal Sites in Biomolecules


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Catalysis for Sustainable Synthesis




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Chemisches Praktikum für Studenten der Biologie


Das chemische Praktikum für Studierende der Biologie greift Inhalte aus den Grundvorlesungen der Chemie auf, vertieft diese in der Begleitvorlesung, den Seminaren und durchgeführten Praktikumsversuchen. Das Erlangen von fundierten Kenntnissen im Fach Chemie ist für Studierende der Biologie von großer Bedeutung, da alle Lebensprozesse auf molekularer Ebene als chemische Prozesse zu verstehen sind und nur verstanden und erforscht werden können, wenn die Grundlagen der Chemie verstanden wurden. Die gilt insbesondere, wenn Sie als Studierende der Biologie sich später auf die Bereiche Biochemie, Molekularbiologie und Ökologie konzentrieren. Selbstverständlich sind die Grundlagen der Chemie aber auch von großer Wichtigkeit, wenn Sie sich mit Botanik und Zoologie beschäftigen, da Sie es auch in diesen Gebieten immer wieder mit Begriffen wie Säure-Base Haushalt, Puffersysteme, Osmose, Kristallisation, Redoxprozesse, Molarität, Stoffmenge, Energetik, Kinetik... zu tun haben werden.

Ankündigungen zum Sommersemester 2013 und weitere Informationen, Termine: s. StudIP.
     

Molekulare Spinelektronik

Gemeinsame Vorlesung mit Prof. Markus Münzenberg (u.a.), 1. Physikalisches Institut.
Weitere Informationen.

Supramolekulare Koordinationschemie

(findet ab dem SoSe 2012 als eigenständige Veranstaltung über die gesamte Semesterlänge statt)

M.Che. 1109, AC Wahlpflichtvorlesung SoSe (Veranstaltungs Nr: 571401)

Inhalte:


Grundlagen, Konzepte und spezielle Beispiele aus dem Bereich der Supramolekularen Chemie (SMC) mit einem Fokus auf koordinationschemische Aspekte.
Die rasanten Fortschritte in der Synthese und Charakterisierung von funktionellen supramolekularen Strukturen in den letzten Jahren hat faszinierende Konstrukte wie molekulare Motoren, Maschinen, Kabel, logische Schaltkreise, Ionenkanäle und Drug-Release Systeme hervorgebracht.
Was es mit diesen größtenteils noch modellhaften Systemen auf sich hat und wie weit wir noch von breiten Anwendungen und der "Nanotechnologie für Jedermann" entfernt sind versuchen wir in dieser Vorlesung zu ergründen.


Inhaltsverzeichnis:



1. Introduction
2. Metals in SMC, ion binders, helicates
2.1. Role of metals in supramolecular constructs
2.2. Cation binding hosts
2.2.1. Origins of Supramol. Chemistry
2.2.2. Acyclic cation binders
2.2.3. Cyclic and 3D Systems
2.2.4. Selectivity in cation binding
2.2.5. Applications; phase transfer, sensors
2.3. Anion binding hosts
2.3.1. Metal-containing anion binders
2.3.2. Ion pair receptors
2.4. Helicates
2.4.1. Artificial helicates
2.4.2. Metal-DNA
3. Interlocked systems and Molecular Machines
3.1. Catenanes and knots
3.1.1. Solomon‘s Knot and Borromean rings
3.1.2. Light-switchable catenation
3.2. Rotaxanes
3.2.1. Strategies for rotaxanation
3.2.2. Shuttlebus rotaxanes
3.2.3. Molecular muscles
3.3. Molecular Motors and Machines
4. Cavities and Sandwiches
4.1. Capsules and cages
4.2. Sandwich compounds
5. Bulk materials and interfaces
5.1. Supramolecular polymers
5.2. Metal-organic frameworks (MOFs)
5.3. Supramolecular Chemistry on surfaces
5.4. Structures embedded in membranes
6. Analytical methods
6.1. Supramolecular interaction?
6.2. Determination of binding constants
6.3. DOSY-NMR spectroscopy
6.4. Isothermal titration calorimetry
6.5. Mass spectrometry
7. Further examples
8. Questions

Empfohlene Literatur:



Reviews (Auswahl):
"Supramolecular Chemistry in Water", G. V. Oshovsky, D. N. Reinhoudt, W. Verboom, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2366-2393.

"Supramolecular Polymers", L. Brunsveld, B. J. Folmer, E. W. Meijer, R. P. Sijbesma, Chem. Rev. 2001, 101, 4071-98.

"Metallo-supramolecular capsules", S. J. Dalgarno, N. P. Power, J. L. Atwood, Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 825-841.

"Reticular Chemistry of Metal-Organic Polyhedra", D. J. L. Tranchemontagne, Z. Ni, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5136-5147.

"Self-Assembled Nanoreactors", D. M. Vriezema, M. C. Aragones, J. A. A. W. Elemans, J. J. L. M. Cornelissen, A. E. Rowan, R. J. M. Nolte, Chem. Rev. 2005, 105, 1445-1490.

"Functional molecular flasks", M. Yoshizawa, J. K. Klosterman, M. Fujita, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3418.

“DNA-Metal Base Pairs”, G. H. Clever, C. Kaul, T. Carell, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6226.

„Making molecular machines work”, W. R. Browne, B. L. Feringa, Nat. Nanotech. 2006, 1, 25-35.

„Artificial Molecular Machines”, V. Balzani, A. Credi, F. Raymo, J. F. Stoddart, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3348-3391.

„Toward Intelligent Molecular Machines: Directed Motions of Biological and Artificial Molecules and Assemblies”, K. Kinbara, T. Aida, Chem. Rev. 2005, 105, 1377-1400.

“Synthetic Molecular Motors and Mechanical Machines”, E. R. Kay, D. A. Leigh, F. Zerbetto, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 72-191.

"Controlling the assembling/disassembling process of metal-containing superstructures", V. Amendola, L. Fabbrizzi, P. Pallavicini, Coord. Chem. Rev. 2001, 216, 435-448.

Bücher:

“Supramolecular Chemistry", P. D. Beer, P. A. Gale, D. K. Smith, Oxford University Press, Oxford, 1999.
Als Ausleihexemplar in der Bereichsbibliothek Chemie erhältlich.

"Modern Supramolekular Chemistry", F. Diederich, P. J. Stang, R. R. Tykwinski (Eds.), Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN: 978-3-527-31826-1.

"Supramolecular Chemistry: Second Edition", J. W. Steed, J. L. Atwood, John Wiley & Sons, Wiltshire, UK, 2009, ISBN: 978-0-470-51233-3.

Skript:

Vorlesungsbegleitend wird für das SoSe 2012 ein neues Skript erstellt und im StudIP zum Download angeboten.

Guido Clever

Jun.-Prof. Dr.

Inorg. Chemistry Dept.,
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37077-Göttingen
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