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Projekt
Ein konzertierter Ansatz zum Verständnis und zur Kontrolle der Polymorphie von Benzamid-Molekülkristallen - Synthese, experimentelle und theoretische Charakterisierung
Fachliche Zuordnung
Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
Analytische Chemie
Analytische Chemie
Förderung
Förderung von 2009 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 140553152
Ziel des Projektes ist es, das in der ersten Förderperiode des SPP 1415 gewonnene Verständnis für die Polymorphie und Keimbildung von Benzamid zu vertiefen und auf verwandte molekulare Systeme zu erweitern. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die unerwartete Erkenntnis, dass Benzamid einen starken amphiphilen Charakter besitzt. Dies eröffnet vielversprechende Perspektiven für strukturell ähnliche Moleküle, zu denen auch viele pharmazeutische Wirkstoffe bzw. deren Vorläufer gehören. Die für Natriumbenzoat beobachtete ungewöhnliche micellähnliche Packung lässt auf ähnliche molekulare Wechselwirkungen beim Selbstorganisationsprozess aus Lösungen schließen. Für beide Systeme Benzamid und Natriumbenzoat soll daher in dieser Förderperiode der Fokus verstärkt auf heterogene Keimbildungsprozesse gelegt werden. Hierbei gilt es, spezifische Motive der Vororganisation von amphiphilen Molekülen an polar/ unpolar Grenzschichten, den Einfluss von Tensiden und die Entstehung von Keimen ausgehend von molekularen Monolagen an den Grenzschichten systematisch herauszuarbeiten. Für das System Natriumbenzoat soll neben dem Studium der Ausbildung von micellaren Strukturen als potentielle Precursoren deren Aggregation zu Mesokristallen untersucht werden. Die dort ablaufenden Umwandlungen verlaufen in fester Phase und sind dementsprechend langsam und einer in situ-Analytik gut zugänglich. Natriumbenzoat ist damit ein ideales System, um die komplexen auf mehreren Hierarchieebenen ablaufenden Prozesse während der Keimbildung zu studieren. Zu diesem Zweck nutzen wir einen konzertierten Ansatz aus Synthese, Theorie und experimenteller Charakterisierung, der nur in Kombination aller drei beteiligten Arbeitsgruppen durchführbar ist. So gilt es, in der AG Breu Synthesemethoden zu entwickeln, mit denen die Keimbildung möglichst selektiv an die polar/unpolar Grenzflächen verlagert werden kann. Atomistische Modellierungen der AG Zahn helfen dabei durch die Charakterisierung der molekularen Wechselwirkungen und die Vorhersage möglicher Szenarien der molekularen Selbstorganisation an den Interfaces. Die Festkörper-NMR-Spektroskopie durchgeführt in der AG Senker bietet einen direkten experimentellen Zugang zur Ausordnung der Moleküle an den Interfaces bzw. in den Micellen und ermöglicht die aus den Modellierungen abgeleiteten Strukturmotive an den experimentellen Proben zu validieren. Die auf diese Weise gewonnenen Einblicke in das Phänomen Keimbildung dienen dem übergeordneten Ziel, eine allgemeine Kontrolle der Polymorphie von Molekülkristallen zu erlangen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
