Digitale Austauschkonsole und HR-MAS-Erweiterung für ein 500 MHz Kernresonanzspektrometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Forschungsprojekte U. Beginn: Synthese und Charakterisierung neuartiger „Quat-Primer" Polymere zur Oberflächenmodifizierung. Synthese und Charakterisierung von kunitischen Sulfonatamphiphilen und Amid-Gelatoren. Synthese und Charakterisierung von Gradlenten-Copolymeren. „NanoBitumen": Entwicklung neuartiger Bitumen-Nanokomposite auf Basis polymermodifizierter Nanopartikel. „NanoAsphalt": Erhöhung der Lebensdauer von Straßenbelägen. „QREACT": Reaktivierung und Kompatibilisierung von vulkanisiertem EPDM-Abfällen. „NanoSwitch": Entwicklung thermisch polaritätsschaltbarer Oberflächen. Im Rahmen der Projekte wurden sowohl nieder- (Alkoxybenzamide, -monoacylhydrazide, hydrazide, -semicarbazide, Alkoxybenzolsulfonate) als auch hochmolekulare Verbindungen (multifunktionalisierte Polyethylenimine, Polyt[polydimethylsiloxan-monomethacrylat)-co-anhydrid-co-(anhydrid-graft-polyethylenoxid)], Block- und Gradientencopolymere aus n-/t-Butylmethacrylat, Benzylmethacryiat und deren Hydrolyseprodukte) synthetisiert und hinsichtlich Struktur und Reinheit mittels kernresonanzspektroskopischer Methoden charakterisiert. Dazu wurden 1H-, 13C-, 15N-, 19F-, 29Si-, und 31P-NMR Spektren vermessen. NMR-Methoden wurden herangezogen, um an synthetisierten Makromolekülen die quantitative Zusammensetzung (Copolymere), Verzweigungsgrade (an hoch verzweigten Polymeren), Substitutions- und Pfropfgrade zu bestimmen und durch quantitative Ermittlung der Endgruppen Polymerisationsgrade zu vermessen (bei Oligomeren und Makromonomeren). Zum Einsatz kamen die üblichen 1D- und 2D-Pulsfolgetechniken (Breitbandenkopplung, selektive Entkopplung, HH-, HC-COSY, DEPT usw.). Diffusionsgeordnete Spektroskopie (DOSY) wurde auf ihre Eignung zur Charakterisierung von Bitumina untersucht, zudem wird die Methode wird mittlerweile als Standardverfahren zur Untersuchung von Polymerprodukten aus polymeranalogen Umsetzungen eingesetzt und sie wird herangezogen, um die Polymermodifizierung von Nanopartikeln nachzuweisen. MAS-Messungen wurden an Organogel-Systemen vorgenommen und es wurden hochkonzentrierte polymer-modifizierte Nanopartikel-Dispersionen vermessen. Forschungsprojekte S. Asaftei: Synthese und Charakterisierung von Dendrimeren und Arborolen mit „gemusterter" Peripherie mit Erkennungsfunktion für 2D und 3D Materialien. "Baukasten mit variablen Bausteinen". Synthesis and characterisation of hybrid molecules consisting of pyridine and nucleobase units. Supramolecular aggregates of "viologen" derivatives with liquid crystalline or molecular recognition properties. BMBF: „Nanopartikelverstärkte Gleitlacksysteme für Verschleißschutz-Anwendungen in tribologisch hochbelasteten Anwendungen". Changes in surface chemistry of activated carbons black by oxidation with O3 and NO2. Die chemische Struktur neuartiger Dendrimere sowie ihrer supramolekulare Aggregate in organischen Lösungsmitteln wurden durch multinukleare NMR Spektroskopie (1H, 13C, 31P, 15N) aufgeklart. Ein- und zweidimensionale NOE Differenzspektroskopie diente der Konformationsaufklärung der Moleküle. Messung der Spin-Gitter Relaxationszeiten (T1, inversion recovery technique) ergab Aufschlüsse über die Beweglichkeit der Dendrone innerhalb der supramolekulare Aggregate. Veränderungen in der Packung dieser Aggregate konnten durch 2H-NMR sowie durch quantitative 1H-NOE Spektroskopie unter MAS Bedingungen erfolgen. Die Atopisomerie beidseitig substituierter Viologenmoleküle wurde mittels temperaturabhängiger 1H-NMR Spektroskopie untersucht. Forschungsprojekte L. Walder: In der OCll wurde das Gerät hauptsächlich zur Messung von DOSY Spektren von Dendrimeren mit ionischen organischen Gastmolekülen verwendet. Damit gelang es, den Beladungsmechanismus kationischer Dendrimere mit großen anionischen Gastmolekülen aufzuklären. Forschungsprojekte H. Rosemeyer: New forms of drug delivery by coupling of selected drugs to specified polysaccharides and the development of novel prodrug forms. Nucleic Acid Detection and Isolation Utilising Nucleolipids. In beiden Forschungsprojekten wurden zahlreiche neue Verbindungen synthetisiert, die durchweg mittels 1H-, 13C- und teilweise auch durch 31P-NMR Spektroskopie charakterisiert wurden. Zur eindeutigen Zuordnung wurden sowohl 1D wie auch 2D-NMR Pulsfolgetechniken angewendet. Die Kupplung niedermolekularer Substanzen an polymere Träger wurde durch DOSY Spektroskopie nachgewiesen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "'Quat-Primer' Polymers bearing cationic and reactive groups: synthesis, characterization and application". Macromolecules 41, 8187-8197(2008)
V. Goel, U. Beginn, A. Mourran, M. Möller
- "Thermotropic Columnar Mesophases of Wedgeshaped Benzene Sulfonic Acid Mesogens". Liquid Crystals, 35, 1073-1093 (2008)
U. Beginn, L. Yan, S. N. Chvalun, M. A. Shcherbina, A. Bakirov, M. Möller
- Interaction of viologens with nucleic acid G-tetrades. Langmuir, vol. 24.11, p.5641-5643, 2008
Asaftei, S., Rosemeyer, H. and Wälder, L.
- Synthesis and Crystal Structures of O-2',3' Cyclic Cyclopentanone and -hexanone Ketals of the Cytostatic 5-Fluorouridine. Helv Chim. Acta 2009, 92, 1923-1932
Edith Malecki, Fei Ye, Hans Reuter, and Helmut Rosemeyer
- Synthesis and Crystal Structures of Two 9-(2-Bromoethyl)-Functionalized 7-Deazapurines". Helv. Chem. Acta, 92, 1944-195, 2009
Asaftei, S., Reuter, H., Rosemeyer, H.
- Towards the Synthesis of Inosine Building Blocks for the Preparation of Oligonucleotides with Hydrophobic Alkyl Chains Between the Nucleotide Units. Molecules 2009, 14, 4326-4336
Karl Köstler and Helmut Rosemeyer
- "Disodium 3,4,5-trihydroxybenzene-1,3-disulfonate dihydrate". Acta Cryst. E: Struc. Rep. Online E66(10), m1265 (2010)
E. Song, J. Podschun, H. Wilberts, U. Beginn, H. Reuter
- "Monolayer Structure of Arachidic Acid on Graphite". J. Phys. Chem. 144, 18919-18924(2010)
L.K. Thomas, A. Kuehnle, S. Rode, U. Beginn, M. Reichling
- Novel compounds with a viologen skeleton and N-H ete recycles on the peripheries. Electrochemical and Spectroscopic Properties. Helv. Chem. Acta, 94, 6, 1091-110,2010
Asaftei, S., Lepadatu, A.M. and Ciobanu, M.
- Nucleolipids of the Cytostatic 5-Fluorouridine: Synthesis, Lipophilicity and Acidic Stability. Helv Chim. Acta 2010, 93, 1500-1512
Edith Malecki and Helmut Rosemeyer
- Trimethylenedipyridinium Dendrimers: Synthesis and Sequential Guest Complexation of Anthraquinonedisulfonate in Molecular Shells. Macromolecules 2010, 43(22), 9248
M. Kathiresan, L Walder
- „Viologen" Dendrimers as Antiviral Agents: The effectof Charge-Number and Distance. J. med. Chem., 53, 3480-3488, 2010
Asaftei, S., De Clercq, E.
- "Surface Modification of Luminiscent Lanthanide Phosphate Nanorods...". Langmuir 27, 10174-10183 (2011)
R. Kommban, R. Beckon, S. Rode, S. Ichilmann, A. Kühnle, U. Beginn, M. Haase
- Shell-by-Shell Inside-Out complexation of Organic Anions in Flexible and Rigid Pyridinium Dendrimers. Macromolecules 2011, 44, 8563-8574
M. Kathiresan, L. Walder
