Forschung - Übersicht

In unserem Arbeitskreis findet die NMR-Spektroskopie eine vielfältige Anwendung. Ein großer Teil unserer Forschung beschäftigt sich mit der Aufklärung von (dreidimensionalen) Strukturen komplexer organischer Verbindungen (Konstitution, Konfiguration und Konformation). Häufig ist ein starres Bild einer Struktur nicht geeignet um die tatsächlichen experimentellen Beobachtungen zu erklären, so dass auch das Konformationsgleichgewicht und dynamische Prozesse einbezogen werden müssen. Auch werden verschiedene mechanistische Fragestellungen bearbeitet und somit kinetische, wie auch dynamische Prozesse mittels NMR verfolgt und untersucht. In einigen Fällen erfordert dies auch die Untersuchung intermolekularer Wechselwirkungen.

Um ein möglichst umfassendes Bild zu bekommen ist die die Entwicklung neuartiger NMR-Methoden als auch Anwendung kombinierter Methoden (z.B. Bestrahlung mit Licht bei gleichzeitiger NMR-Messung, Kombination von UV-Vis Spektroskopie mit NMR oder theoretischer Methoden mit NMR ) besonders interessant.

Als entscheidendes Werkzeug in den meisten unserer Strukturaufklärungsprojekte werden sogenannte polymere Orientierungsmedien (Alignmentmedien) zur Gewinnung von Strukturinformationen eingesetzt. In einem derartigen Medium richten sich die stäbchenförmigen Polymere als Mesogene einer lyotrop flüssigkristallinen Phase aus. In einem externen Magnetfeld (gegeben bspw. durch das NMR-Spektrometer) wird eine Richtungsanisotropie hervorgerufen und sogenannte anisotrope NMR-Parameter, wie die (residuale) dipolare Kopplung (RDC) werden messbar.

Dabei hängt die Stärke der induzierten Anisotropie von der Natur dieser Mesogene ab und beeinflusst damit die resultierenden Wechselwirkungen mit den zu untersuchenden Analyten und die somit extrahierten Strukturinformationen. Ein großer Teil unserer Forschung beschäftigt sich deshalb mit der Synthese, gezielten Modifikation und Charakterisierung neuartiger Orientierungsmedien auf Basis von Polyglutamaten und –aspartaten. Diese Medien setzen wir ein um unbekannte Verbindungen strukturell aufzuklären.