Forschung im SFB 1349
Gegenstand des SFB 1349 ist es, die komplexen Interaktionen zu verstehen und zu steuern, die von fluorierten Baueinheiten in chemischen Systemen ausgehen können und als Fluor-Spezifische Wechselwirkungen bezeichnet werden. Dies beinhaltet Wechselwirkungen mit H···F Brücken und Netzwerken, Akzeptor-kontrollierte Eigenschaften sowie die Wechselwirkung zwischen (per-)fluorierten Alkylgruppen, die wir als fluorige Systeme bezeichnen. Dabei unterscheiden sich die Wechselwirkungen auf molekularer Ebene signifikant von denen im Kollektiv, aufgrund sich gegenseitig beeinflussender, nicht-additiver Effekte an Oberflächen oder in flüssigen Phasen. Deshalb reicht die Größenhierarchie der untersuchten Systeme vom Einzelmolekül über verschiedene Ensembles in kondensierter Phase bis hin zu Grenzflächen. Die Einflüsse der untersuchten Wechselwirkungen auf eine breite Palette physikochemischer Eigenschaften und chemischer Reaktivitäten stehen im Fokus des SFB. Dies beinhaltet Eigenschaften unterschiedlicher funktioneller Materialien, von katalytischen Prozessen bis hin zu biochemischen und pharmakologischen Auswirkungen Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen. Dazu wird komplementär und synergistisch die große Expertise der beteiligten Arbeitsgruppen in Synthese/Biosynthese, Analytik/Spektroskopie und Theorie/Modellierung verknüpft, um das Verständnis Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen, ihres konzeptuellen Unterbaus und ihrer zahlreichen Konsequenzen systematisch auszubauen.
Forschungsstränge im SFB 1349 in der 2. Förderperiode (2023-2026)
Fluor-Spezifische Wechselwirkungen beinhalten Wechselwirkungen mit H···F Brücken und Netzwerken, zu Akzeptor-kontrollierte Eigenschaften sowie die Interaktionen zwischen fluorierten Alkylgruppen, die wir als fluorige Systeme bezeichnen. Wechselwirkungen fluorierter Gruppen mit komplementären Einheiten induzieren in der Regel neue Reaktivitäten und Eigenschaften und sind in der Lage, Selektivitäten zu steuern. Dabei unterscheiden sich die Interaktionen auf molekularer Ebene signifikant von denen im Kollektiv, aufgrund von sich gegenseitig beeinflussenden – nichtadditiven – Effekten an Oberflächen oder in flüssigen Phasen.
Teilprojekte im Strang A|Systeme mit H···F Brücken
| A1|Braun | Steuerung von C-F-Bindungsaktivierung und Fluorierungsreaktionen durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen in der Koordinationssphäre von Metall-Verbindungen |
| A3|Rademann | Pentafluorphosphate und andere hyperfluorierte Fragmente als Biomimetika von Phosphopeptiden, Phosphoproteinen und von Pyrophosphaten |
| A4|Koksch | Steuerung von Proteinfaltung und Peptid-Selbstorganisation durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen |
| A5|Keller | Modellierung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen in Proteinumgebung |
| A7|John | Einfluss von Fluoridionen auf Fluid-Schmelz-Mineral-Wechselwirkung in Lagerstätten-bildenden Prozessen |
| A8N|Emmerling /Hecht | Fluor-Spezifische Wechselwirkungen zur Detektion und reversiblen Immobilisierung perfluorierter Verbindungen |
| A9N|Horch | Nichtlineare Infrarot-Kurzzeitspektroskopie zur Charakterisierung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen: Struktur, Dynamik und katalytische Determinanten von H∙∙∙F-Netzwerken an Fluorido-Komplexen und Metallopeptiden |
Teilprojekte im Strang B|Akzeptor-kontrollierte Eigenschaften
| B1|Limberg | Kooperierende Lewis-Paare auf Basis von fluorhaltigen Aluminium- und Bismut-Akzeptoreinheiten |
| B3|Riedel | Fluor-Spezifische Wechselwirkungen ausgehend von F2, HF und F– |
| B4|Braun/Riedel | Fluorierte Aluminium-Verbindungen als Lewis-Säuren zur Aktivierung kleiner Moleküle |
| B6|Paulus | Theoretische Untersuchung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen in kondensierten Metallfluoriden und Polyfluoranionen |
| B8N|Malischewski |
Einstellung der Oxidationskraft organischer Elektronenakzeptoren durch Wechselwirkung mit fluorierten Brønsted- und Lewis-Säuren |
Teilprojekte im Strang C|fluorige Systeme
| C2|Kaupp | Quantenchemische Untersuchungen Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen: Bindungsanalysen, fortgeschrittene Solvensmodelle und spektroskopische Eigenschaften |
| C4|Netz | Mikroskopische Mechanismen der Superhydrophobizität und Superlubrizität fluorierter Oberflächen |
| C5|Heberle | Fluorierte Verbindungen als schwingungsspektroskopische Grenzflächensensoren |
| C6|Haag/Schalley | Fluor-Spezifische Wechselwirkungen an Grenzflächen |
| C7N|Plajer | Zugang zu abbaubaren perfluorierten Polycarbonaten per Ringöffnungscopolymerisation |
| C8N|Haag/Meermann | Evaluierung von neuartigen Adsorbermaterialien für umweltrelevante perfluorierte Verbindungen |
| C9N|Hackenberger | Fluor-Spezifische Wechselwirkung für die Erhöhung der zellulären Aufnahme von Proteinen und Wirkstoffkonjugaten in lebende Zellen |