Synthese

In der Fachrichtung Chemie werden Methoden für die organische, anorganische sowie metall- und elementorganische und makromolekulare Synthese – auch in Hinblick auf makromolekulare Anwendungen – entwickelt. Dabei stehen neben der Herstellung von Wirkstoffen und Materialvorläufern auch die Etablierung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen im Vordergrund.

Die Forschungsinteressen des Arbeitskreises Kazmaier sind relativ weit gefächert und lassen sich im Prinzip in zwei Schwerpunkte unterteilen: a) Metallorganik und Katalyse und b) Natur- und Wirkstoffsynthese. Neben der Entwicklung neuer Übergangmetall-katalysierter Reaktionen (Hydrometallierungen, allylischen Alkyierungen, C-H-Funktionalisierungen) finden viele dieser Methoden auch Anwendung in der Naturstoffsynthese.

Die Arbeitsgruppe Jauch beschäftigt sich mit der Totalsynthese von Naturstoffen mit interessanten pharmakologischen Eigenschaften, wie z.B. Entzündungshemmung, antivirale Wirkung und antibiotische Wirkung. Außerdem isolieren wir Naturstoffe aus wenig untersuchten Pflanzen und klären deren Struktur auf.

Die Arbeitsgruppe Titz ist in Laboren sowohl an der Universität des Saarlandes, als auch am HIPS angesiedelt. Sie beschäftigt sich mit der Chemie von Wirkstoffen gegen multiresistente Erreger von Infektionskrankheiten. Schwerpunkte sind die Synthese neuartiger Antibiotika und Pathoblocker sowie von Kohlenhydraten und Glykomimetika, die Wechselwirkungen der Wirkstoffe mit ihren Zielproteinen und die Biofilmbildung von bakteriellen Pathogenen, u.a. Pseudomonas aeruginosa.

Die Arbeitsgruppe Speicher beschäftigt sich mit Methoden stereoselektiver Synthesen von axial- und planar chiralen Makrocyclen. Im Fokus stehen dabei Suzuki- und Heck-Kupplungen einschließlich reiner C–H-Aktivierung. Ein zweiter Schwerpunkt ist die Synthese von Heterocyclen wie kondensierte Systeme des Aza- und Carbapterocarpan-Typs sowie Furochinoline.

Die del Campo-Gruppe befasst sich mit biorthogonalen Reaktionen und makromolekularen Vorstufen zur Bildung und Funktionalisierung von Hydrogelen für die Einkapselung lebender Zellen. Wir verwenden Lichttrigger, um die Eigenschaften von Hydrogelen dynamisch zu regulieren und die eingebetteten Zellen zu instruieren. Unsere Chemie ist für medizinische Anwendungen relevant, insbesondere für die Geweberekonstruktion und die Verabreichung von Medikamenten.

Die Arbeitsgruppe Gallei synthetisiert organische und polymere Moleküle zur Herstellung von Überstrukturen von 10 bis 1000 nm. Dabei werden neue Konzepte verfolgt (z.B. anionische, kationische, Emulsions-, Dispersions- und kontrollierter radikalischer Polymerisationstechniken und deren Kombinationen). Die Postfunktionalisierung dient der individuellen Einstellung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Materialien und Grenzflächen.

In der Arbeitsgruppe Kickelbick werden neue Methoden für die Synthese funktioneller Feststoffe entwickelt und getestet. Dabei spielen nachhaltige chemische Ansätze eine wesentliche Rolle, wie mechanochemische Methoden oder kontinuierliche Synthesen. Während viele Feststoffsynthesen hohe Temperaturen benötigen, können oxidische Materialien unter milden Bedingungen über den Sol-Gel-Prozess synthetisiert werden. Oft ist die Kombination von anorganischen und organischen Synthesemethoden ein wichtiger Faktor bei der Herstellung der gewünschten Funktionsmaterialien.

Die Arbeitsgruppe Munz legt Grundlagen für die Katalyse sowie opto-elektronische Materialien. Im Speziellen werden Metalle mit Mehrfachbindungen zu Liganden sowie frustrierte organische Mehrfachbindungen, also Diradikale, synthetisiert. Dabei geht es um die Aktivierung unreaktiver Bindungen und um photophysikalische Eigenschaften sowie deren Verknüpfung den zugrundeliegenden ungewöhnlichen elektronischen Strukturen.

Die Herstellung neuer für die ultrasensitive Fluoreszenzspektroskopie geeigneter Fluoreszenzfarbstoffe ist die synthetische Kernexpertise der Arbeitsgruppe Jung. Sogenannte Photosäuren können nach Lichtanregung so azide wie konzentrierte Schwefelsäure sein. Andere Verbindungen nutzen die hervorragenden Fluoreszenzeigenschaften von BODIPY-Farbstoffen wie z.B. ein fluorogener Metathese-Metallkomplex.

Die Arbeitsgruppe Schäfer beschäftigt sich mit der Molekülchemie der Hauptgruppenelemente. Der Forschungsschwerpunkt liegt hierbei auf Cyclopentadienylverbindungen wie Metallocenen und den verwandten Metallocenophanen, sowie Halbsandwichkomplexen. Besonderes Interesse gilt der Koordinationschemie dieser Verbindungsklassen, sowie der homogenen Katalyse und neuen metallhaltiger Polymere.

Schwerere Hauptgruppenelemente in niedrigen Oxidationsstufen und präzedenzlosen Bindungssituationen beschäftigen die Arbeitsgruppe Scheschkewitz. Dies schließt sowohl klassische Motive aus der organischen Chemie, als auch clusterartige Moleküle ein. Besondere Aufmerksamkeit erfährt die Funktionalisierung und der Einsatz derartiger Spezies als Liganden für Übergangsmetalle.