Darstellung und Optimierung von Tektonen auf der Basis von Guanidinium-Oxoanion Interaktionen für die Assemblierung in Wasser

• Applicant: Professor Dr. Franz P. Schmidtchen
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 1998 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5143182

Die stabile, selektive und gerichtete, aber wieder lösbare Verknüpfung von zwei oder mehreren Molekülen in Lösung ist in der belebten Natur eines der wichtigsten Verfahren zum Aufbau komplexer Strukturen im höheren Nanometerbereich. Beispiele dafür sind größere Zellorganellen (Proteasom, Ribosom etc.), aber auch die Assemblierung von Viruspartikeln oder Biomineralisationsprozesse wie der Aufbau von Knochen und Zähnen. Da auch in der Technik der Größenbereich der Nanostrukturen durch Miniaturisierung größerer Objekte an physikalische Grenzen stößt, ist es naheliegend, dem natürlichen Vorbild zu folgen und diesen Bereich durch programmierten und selbsttätigen Aufbau von kleineren Molekülen zu erschließen. Voraussetzung ist dann die Verfügbarkeit von Konstruktionselementen, sog. Tektonen, die sich planvoll und eindeutig zu thermodynamisch stabilen Überstrukturen selbst organisieren können. Der vorliegende Antrag nutzt das auch in der Natur vorkommende Guanidin-Oxoanion Bindungsmotiv, um auf dieser unter vielen Gesichtspunkten vorteilhaften Grundlage die energetischen Rahmenbedingungen für die Konstruktion von Tektonen auszuloten. Dazu soll je ein Ensemble der Guanidin- bzw. Oxoanion Bindungspartner durch organisch-chemische Synthese hergestellt und die gegenseitige Wechselwirkung kalorimetrisch bestimmt werden. Wir erwarten davon eine verläßliche Leitlinie für das sinnvolle molekulare Design derartiger Bauelemente.

• DFG Programme: Research Grants