Supramolecular Chemistry of Carbenes and Nitrenes

Carbene sind hochreaktive Zwischenstufen. Das C-Atom in einem Carben enthält nur zwei an Stelle von normalerweise vier Bindungen. Es ist die Triebkraft eines solchen divalenten Kohlenstoffs, seine Vierbindigkeit zurück zu erlangen und sein Elektronenoktett aufzufüllen, die diese Spezies so reaktiv macht. Es ist wichtig, diese hochreaktive Spezies nun zu zähmen und an die Arbeit zu tun, um z.B. schwierige synthetische Aufgaben zu bewältigen, die andere reaktive Zwischenstufen nicht so leicht durchführen können. Supramolekulare Chemie ist eine Wissenschaft, die immer noch in den Kinderschuhen steckt. Wir erzeugen Carbene (Gäste) innerhalb der Hohlräume anderer Moleküle (Wirte) wie Cyclodextrine (komplexe cyclische Zucker) und Zeolithe (verschiedene natürliche oder synthetische Silicate mit Hohlräumen). Zuerst wird eine Carbenvorstufe in das Wirtsmolekül eingeschlossen. Nach der Bildung des Wirt-Gast-Komplexes wird das Carben durch Bestrahlung mit Licht generiert. Nitrene sind die Stickstoff-enthaltenden Verwandten der Carbene. Da die Lebensdauer der Carbene bzw. Nitrene durch den umgebenden Hohlraum erhöht wird, und somit eine geringere Chance besteht, ein weiteres Molekül zu treffen, können die Reaktionen selektiver werden. Es finden selbst Reaktionen statt, die in Lösung nicht ablaufen.Während die Natur oft Chemie in Hohlräumen im Festkörper durchführt, wird bislang Organische Chemie hauptsächlich in Lösung betrieben. Dies führt zu weniger selektiven Reaktionen. Darüber hinaus analysieren wir die strukturelle Mikroumgebung, die das Gast- aber auch das Wirtsmolekül erfahren mit empfindlichen analytischen Methoden. Das Projekt gehört im weiteren Sinn zu den "molekularen Life Sciences." Wobei unsere Aktivitäten auf die Reaktivität und die molekulare Erkennung in supramolekularen Systemen fokussiert sind.