Benutzerspezifische Werkzeuge

Information zum Seitenaufbau und Sprungmarken fuer Screenreader-Benutzer: Ganz oben links auf jeder Seite befindet sich das Logo der JLU, verlinkt mit der Startseite. Neben dem Logo kann sich rechts daneben das Bannerbild anschließen. Rechts daneben kann sich ein weiteres Bild/Schriftzug befinden. Es folgt die Suche. Unterhalb dieser oberen Leiste schliesst sich die Hauptnavigation an. Unterhalb der Hauptnavigation befindet sich der Inhaltsbereich. Die Feinnavigation findet sich - sofern vorhanden - in der linken Spalte. In der rechten Spalte finden Sie ueblicherweise Kontaktdaten. Als Abschluss der Seite findet sich die Brotkrumennavigation und im Fussbereich Links zu Barrierefreiheit, Impressum, Hilfe und das Login fuer Redakteure. Barrierefreiheit JLU - Logo, Link zur Startseite der JLU-Gießen Direkt zur Navigation vertikale linke Navigationsleiste vor Sie sind hier Direkt zum Inhalt vor rechter Kolumne mit zusaetzlichen Informationen vor Suche vor Fußbereich mit Impressum


Artikelaktionen

PRS Group News


Organische Chemie unter extremen Bedingungen: Prof. Peter R. Schreiner erhält ERC Advanced Grant

Spitzenforscher am Institut für Organische Chemie der Universität Gießen mit bedeutendstem europäischen Förderpreis ausgezeichnet – 2,5 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahre

 

Nr. 60 • 26. April 2022

 

Licht am Ende des Tunnels: Ein „Tunnel“ spielt eine zentrale Rolle in den Forschungsarbeiten des Chemikers Prof. Dr. Peter R. Schreiner. Der international renommierte und vielfach ausgezeichnete Spitzenforscher, der als einer der Pioniere der Organokatalyse gilt, hat mit seinem Team am Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) den Mechanismus der Tunnelkontrolle („Tunneling Control“) von Reaktionen entdeckt und dessen Verbreitung nachgewiesen. Neben der thermodynamischen und der kinetischen Kontrolle konnte er somit eine dritte Triebkraft chemischer Reaktionen wissenschaftlich etablieren: „Tunneln“ ist wichtig sowohl zum Verständnis als auch für das Design chemischer Reaktionen. Zur Fortsetzung und Ausweitung seiner bahnbrechenden Forschungsarbeiten erhält Prof. Schreiner nun einen der begehrten ERC Advanced Grants. Die Europäische Union fördert sein Projekt „Cold Organic Chemistry“ (COLDOC) in den nächsten fünf Jahren mit 2,5 Millionen Euro. 

 

Von der herausragenden Qualität des Antrags von Prof. Schreiner waren die Gutachter einhellig überzeugt. Mit ihren Glückwünschen an den Gießener Chemiker verbindet die Präsidentin des Europäischen Forschungsrates (European Research Council – ERC), Professor Maria Leptin, die Überzeugung, dass die finanzielle Förderung Prof. Schreiner helfen werde, seine „Forschung auf höchstem Niveau weiterzuentwickeln und bahnbrechende Ergebnisse im Sinne des ERC zu erzielen“. Prof. Schreiner dankt dem Europäischen Forschungsrat und betont: „Eine solche Anerkennung der Arbeit meiner Arbeitsgruppe ist Lob und Herausforderung zugleich. Wir fühlen uns extrem motiviert, auch weiterhin in der Champions League der internationalen Forschung ganz oben mitzuspielen.”

 

JLU-Präsident Prof. Dr. Joybrato Mukherjee gratuliert Prof. Schreiner herzlich zu dieser herausragenden Auszeichnung: „Gießen wird zu Recht als eine der Geburtsstätten der modernen organischen Chemie und der Lebenswissenschaften bezeichnet. Wichtige Impulse und innovative Ansätze gehen auch heute von den Chemikerinnen und Chemikern der JLU aus. Der vielfach ausgezeichnete Spitzenforscher Prof. Schreiner trägt mit seiner Expertise auf dem Gebiet der Organischen Chemie dazu bei, den hervorragenden Ruf der Gießener Chemie zu stärken. Der ERC Advanced Grant wird es ihm ermöglichen, seine Forschungsarbeiten weiter zu vertiefen. Wir dürfen gespannt sein auf weitere wegweisende Erkenntnisse.“

 

ERC-Projekt COLDOC

 

Das mit dem ERC-Advanced-Grant geförderte Projekt „Cold Organic Chemistry“ (COLDOC) von Prof. Schreiner wird sich mit organisch-chemischen Reaktionen unter ungewöhnlichen Bedingungen wie beispielsweise extreme Kälte beschäftigen. Dabei würde die Energie im Normalfall nicht ausreichen, um chemische Reaktion überhaupt in Gang zu setzen. Da viele organische Moleküle im Weltraum entdeckt oder in Meteoriten zur Erde gebracht wurden, müssen sie unter solchen Bedingungen durch bisher weitgehend unbekannte Mechanismen entstanden sein. Eine Schlüsselhypothese ist, dass quantenmechanisches Tunneln (QMT) und neuartige Reaktionen mit außergewöhnlich niedrigen Barrieren am Werk sind. Daher besteht eines der Hauptziele der Arbeitsgruppe Schreiner darin aufzudecken, wie QMT, bei dem die Reaktionen durch Tunnel und nicht über Barrieren ablaufen, die chemische Reaktivität und Selektivität steuert. 

 

Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung kryogener Reaktionen von Hydroxycarbenen oder Enolen mit Carbonylverbindungen. Die Methoden umfassen die organische Synthese von Ausgangsmaterialien (auch isotopenmarkiert) und Produkten, Infrarot- sowie Ultraviolett-bzw. sichtbare Matrix-Isolationsspektroskopie, ab initio-Berechnungen von Strukturen, Spektren und Potentialflächen sowie QMT-Berechnungen. Das Team wird zudem isotopenselektive Reaktionen konkurrierender QMT-Reaktionen untersuchen. 

 

Schließlich werden die Gießener Wissenschaftler die Chemie fernab des thermodynamischen Gleichgewichts betrachten, indem sie die Aktivierung und Reaktion hochstabiler Moleküle unter Bestrahlung mit energiereichen Elektronen untersuchen. Dabei werden Bedingungen des interstellaren Mediums nachgeahmt, das galaktischer kosmischer Strahlung ausgesetzt ist, erläutert Prof. Schreiner. Das Team erhofft sich davon Aufschlüsse über die Bildung größerer „komplexer organischer Moleküle“, die in diesem Medium vorkommen und oft als Bausteine des Lebens angesehen werden.

 

Prof. Dr. Peter R. Schreiner 

Der Chemiker und Leiter des Instituts für Organische Chemie an der JLU Prof. Dr. Peter R. Schreiner forscht im Bereich der metallfreien Katalyse, der Nanodiamanten und des quantenmechanischen Tunnelns zur Entwicklung und Verbesserung nachhaltiger chemischer Methoden. Er ist Mitglied der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften, erhielt mehrere Wissenschaftspreise, darunter die Adolf-von-Baeyer Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker 2017 und die Dirac-Medaille im Jahr 2003. Im vergangenen Jahr bekam er von der American Chemical Society (ACS) einen der höchsten US-amerikanischen Preise für organische Chemie, den Arthur C. Cope Scholar Award 2021. Prof. Schreiner hat sich mit rund 400 Publikationen in renommierten internationalen Fachzeitschriften (u.a. in „Science“ und „Nature“) eine hervorragende wissenschaftliche Reputation erworben.

 

Der in Nürnberg geborene Wissenschaftler wurde nach dem Chemiestudium an der Universität Erlangen-Nürnberg und in den USA sowohl in organischer Chemie (Erlangen, Dr. rer. nat.) als auch in theoretischer Chemie promoviert (Computational Chemistry, USA, University of Georgia, Athens, Doctor of Philosophy). Seit dem Jahr 2002 hat er die Professur für Organische Chemie an der JLU inne.

 

ERC Advanced Grants 


ERC Advanced Grants unterstützen bereits etablierte Spitzenforscherinnen und Spitzenforscher, die neue, bahnbrechende Wege in ihrer Forschung gehen möchten. Advanced-Grant-Kandidatinnen und -Kandidaten sollten in ihrem Forschungsgebiet eine herausragende Leistungsbilanz in den letzten zehn Jahren vor der Einreichung aufweisen. 

Über 1.700 Vorschläge für einen ERC Grant waren im Rahmen der aktuellen Ausschreibungsrunde eingegangen; rund 250 führende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Europa – davon 61 in Deutschland – werden in den verschiedenen Fachgebieten gefördert.

 

Weitere Informationen

https://erc.europa.eu/news

Bioaktive Substanzen im Fokus: Gemeinsame Ausbildung von Promovierenden über Kontinente hinweg

Kooperation des Fachgebiets Chemie der Universität Gießen mit der Macquarie University Sydney im „Training Centre for Facilitated Advancement of Australia’s Bioactives”


Nr. 29 • 3. März 2022


Bioaktive Substanzen können das Immunsystem stärken und die Gesundheit fördern; sie spielen eine wichtige Rolle bei der Vorbeugung von Krankheiten, etwa Allergien, chronischen Entzündungen oder bestimmten Krebserkrankungen. Chemikerinnen und Chemiker erforschen in internationaler Zusammenarbeit die Potenziale solcher Stoffe, damit das wissenschaftliche Know-how langfristig auch in die industrielle Herstellung neuer bioaktiver Produkte münden kann. Um den wissenschaftlichen Nachwuchs frühzeitig in diese Forschungsarbeiten einzubinden, ist an der Macquarie University Sydney (MQU) ein vom Australian Research Council (ARC) gefördertes Trainings Centre gegründet worden. Beteiligt ist das Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU).


Beide Universitäten pflegen seit mehr als zwei Jahrzehnten intensive Kontakte in den Wirtschafts-, Sozial- und Sprachwissenschaften sowie in der Psychologie, der Chemie und der Insektenbiotechnologie. Ein entsprechendes Kooperationsabkommen mit der führenden australischen Forschungsuniversität Macquarie wurde im Jahr 2020 erweitert; seither sind die MQU und die JLU auch offiziell im Rahmen einer Universitätspartnerschaft verbunden. Die Macquarie University ist seit April 2020 mit einem Information Point an der JLU vertreten. Umgekehrt präsentiert die Universität Gießen ihr Studienangebot und ihre Forschungsmöglichkeiten in einem Außenbüro in Sydney.


Im „ARC Training Centre for Facilitated Advancement of Australia’s Bioactives” (FAAB) der Macquarie University Sydney (MQU) soll künftig die gemeinsame Ausbildung von Promovierenden auf beiden Kontinenten möglich sein. Ein entsprechender Kooperationsvertrag wurde im Februar 2022 von MQU und JLU unterschrieben.


Die Federführung auf Seiten der JLU liegt bei Prof. Dr. Peter R. Schreiner, PhD, Institut für Organische Chemie. Seine Kooperationspartnerin an der MQU ist Prof. Alison Rodger, Fellow der Australischen Akademie der Wissenschaften und Direktorin des neuen Zentrums. Das Training Centre for Facilitated Advancement of Australia's Bioactives wird vom ARC über einen Zeitraum von fünf Jahren mit knapp fünf Millionen australischen Dollar unterstützt. Eingebunden sind ferner die Deakin University, die University of South Australia und die Western Sydney University mit Forschungspartnerinnen und -partnern in Großbritannien, Deutschland und Brasilien. Darüber hinaus arbeitet das Ausbildungszentrum mit 14 angesehenen australischen Industriepartnern zusammen, um Produkte hoher molekularer Komplexität zu entwickeln, die chronische und akute Gesundheitsprobleme lindern sollen.


Der Beitrag der Gießener Arbeitsgruppe von Prof. Schreiner liegt in der Herstellung neuer Photokatalysatoren, die energiesparende und ressourcenschonende Syntheseverfahren für die nachhaltige Produktion von Wirkstoffen ermöglichen sollen. Hierbei kommen insbesondere die von der AG Schreiner erforschten, so genannten „Dispersionswechselwirkungen“ gezielt zum Einsatz, um neue Katalysatormotive mit höherer Effizienz zu ermöglichen.


Institutionell eingebettet ist das Vorhaben durch Prof. Schreiners Anbindung mittels einer Honorarprofessur an der Macquarie Universität einerseits und den gegenseitigen Austausch von co-betreuten Promovierenden (Co-Tutelle), die ihre Dissertationsprojekte jeweils etwa zur Hälfte in der Partnerinstitution anfertigen. Nach einer zeitlichen Verzögerung durch die Corona-Pandemie wird sich ein erster Mitarbeiter im Juli auf in Richtung Sydney machen, um seine an der JLU begonnenen Arbeiten fortzuführen und einen Doppelabschluss zu erhalten.


Die gemeinsamen Aktivtäten im ARC Training Centre sind zugleich ein weiterer Beleg für die engen Verbindungen der JLU zur Macquarie University Sydney.

 


Weitere Informationen
https://www.mq.edu.au
https://www.mq.edu.au/thisweek/2021/07/21/macquarie-awarded-5m-for-new-arc-bioactives-training-centre/#.Yfp2Zt8xlax

 


Kontakt
Prof. Dr. Peter R. Schreiner, PhD
Institut für Organische Chemie
Justus-Liebig-Universität Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Wie organische Moleküle im Weltraum entstehen können

Wissenschaftlerteams der Universität Gießen und der Universität Hawaii entdecken gemeinsam eine präbiotische Synthese von Brenztraubensäure – Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Chem“

Nr. 165 • 3. November 2020



Brenztraubensäure ist ein Schlüsselmolekül in der präbiotischen Chemie zur Bildung von Metaboliten und Aminosäuren. Aber wie bildet sie sich, wenn keine Biosynthese möglich ist? Mit dieser Frage hat sich ein Team um den Chemiker Prof. Dr. Peter R. Schreiner vom Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) zusammen mit einer Gruppe an der Universität Hawaii (USA) beschäftigt – und dabei eine bislang unbekannte Möglichkeit der Synthese von Brenztraubensäure entdeckt. „Wir konnten die Herstellung eines Biomoleküls ohne Biochemie zeigen“, so Prof. Schreiner. „Unsere Ergebnisse bieten einen einzigartigen Einstiegspunkt in die abiotische organische Synthese im Weltraum.“ Veröffentlicht wurden sie in der renommierten Fachzeitschrift „Chem“.

Wie konnte Brenztraubensäure auf der frühen Erde entstehen? Ohne flüssiges Wasser ist eine endogene Bildung von Brenztraubensäure unwahrscheinlich – eine exogene Abgabe liegt nahe. Doch trotz des Nachweises von mehr als 200 Molekülen im Weltraum ist Brenztraubensäure bisher dort noch nicht nachgewiesen worden. Das liegt auch daran, dass bislang kein Bildungsmechanismus vorgeschlagen oder gar nachgewiesen wurde. Das Team aus Gießen und Hawaii beschreibt nun die Bildung der Brenztraubensäure durch die Kombination von Hydroxycarbonyl- und Acetyl-Radikalen in Eis aus Acetaldehyd und Kohlendioxid, wobei sie typische interstellare Bedingungen simulierten. Die Energie zur Erzeugung der Radikale im Eis wurde durch harte Elektronenstrahlung zugeführt, wodurch kosmische Strahlung modelliert wurde. „Unsere Forschung zeigt einen wichtigen Reaktionsweg für die Brenztraubensäuresynthese durch Nichtgleichgewichtsreaktionen in interstellaren, kalten Molekülwolken und sternbildenden Regionen“, so Prof. Schreiner.

Er forscht im Bereich der metallfreien Katalyse, der Nanodiamanten und des quantenmechanischen Tunnelns zur Entwicklung und Verbesserung nachhaltiger chemischer Methoden. Er ist Mitglied der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften, erhielt mehrere Wissenschaftspreise, darunter den Akademiepreis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (2020), die Adolf-von-Baeyer Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker 2017 und die Dirac-Medaille im Jahr 2003. Der in Nürnberg geborene Wissenschaftler wurde nach dem Chemiestudium an der Universität Erlangen-Nürnberg und in den USA sowohl in organischer Chemie (Erlangen, Dr. rer. nat.) als auch in theoretischer Chemie promoviert (Computational Chemistry, USA, University of Georgia, Athens, Doctor of Philosophy).

  • Publikation

Interstellar Formation of Biorelevant Pyruvic Acid (CH3COCOOH). Nils Fabian Kleimeier, André K. Eckhardt, Peter R. Schreiner, and Ralf I. Kaiser Chem 2020, im Druck.
DOI: 10.1016/j.chempr.2020.10.003

  • Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/schreiner

  • Kontakt


Institut für Organische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Prof. Peter Schreiner erhält hohe Auszeichnung in den USA

American Chemical Society zeichnet den Gießener Chemiker mit einem der renommierten Arthur C. Cope Scholar Awards 2021 aus

Nr. 128 • 19. August 2020

copy_of_ProfSchreiner_FotoFriese.jpg
Prof. Peter R. Schreiner – Foto: Katrina Friese

Erneut eine ehrenvolle Auszeichnung für Prof. Dr. Peter R. Schreiner, PhD: Der Chemiker und Leiter des Instituts für Organische Chemie an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) erhält von der American Chemical Society (ACS) einen der höchsten US-amerikanischen Preise für organische Chemie, den Arthur C. Cope Scholar Award 2021. Die vom Arthur C. Cope Fund gestiftete Auszeichnung wird zur Anerkennung und Förderung herausragender Leistungen in der organischen Chemie vergeben. Prof. Schreiner erhält sie in der Kategorie „Mid Career“. Die Auszeichnung ist mit 5.000 US-Dollar sowie einem Forschungsstipendium in Höhe von 40.000 US-Dollar dotiert, das der Empfänger einer beliebigen Universität oder einer gemeinnützigen Einrichtung zuweisen kann. Verliehen werden soll der Award im August 2021 während einer Tagung der ACS.

„Diese Auszeichnung ist etwas sehr Besonderes, da sie in der Regel nur an US-amerikanische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vergeben wird“, so JLU-Präsident Prof. Dr. Joybrato Mukherjee. „Dass Prof. Schreiner sie erhält, zeigt eindrucksvoll die internationale Sichtbarkeit und Exzellenz seiner Forschung in der organischen Chemie. Ich gratuliere ihm sehr herzlich zu diesem Erfolg.“

Bahnbrechend sind Prof. Schreiners Forschungsarbeiten zur sogenannten Tunnelkontrolle chemischer Reaktionen als drittes Paradigma der chemischen Reaktivität. Gemeinsam mit US-amerikanischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat er eine neue Triebkraft chemischer Reaktionen entdeckt: Die quantenmechanische Tunnelkontrolle kann chemische Reaktionen in eine Richtung lenken, die weder durch das Prinzip der kinetischen Kontrolle (in Richtung der Reaktion mit der geringsten Barriere) noch durch das der thermodynamischen Kontrolle (in Richtung der energetisch günstigsten Reaktion) vorhergesagt worden wären. Dies ermöglicht ein neues Verständnis chemischer Reaktionen und eröffnet neue Möglichkeiten, deren Selektivität zu kontrollieren.

Prof. Peter R. Schreiner

Prof. Schreiner hat seit dem Jahr 2002 die Professur für Organische Chemie an der JLU inne. Er forscht im Bereich der metallfreien Katalyse, der Nanodiamanten und des quantenmechanischen Tunnelns zur Entwicklung und Verbesserung nachhaltiger chemischer Methoden. Er ist Mitglied der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften, erhielt mehrere Wissenschaftspreise, darunter den Akademiepreis 2020 der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (BBAW), den Preis für Physikalisch-Organische Chemie 2019 der Royal Society of Chemistry, die Adolf-von-Baeyer Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker 2017 und die Dirac-Medaille im Jahr 2003. Der in Nürnberg geborene Wissenschaftler, Jahrgang 1965, wurde nach dem Chemiestudium an der Universität Erlangen-Nürnberg und in den USA sowohl in organischer Chemie (Erlangen, Dr. rer. nat.) als auch in theoretischer Chemie promoviert (Computational Chemistry, USA, University of Georgia, Athens, Doctor of Philosophy). Er hat sich mit rund 400 Publikationen in renommierten internationalen Fachzeitschriften (u.a. in „Science“ und „Nature“) eine hervorragende wissenschaftliche Reputation erworben.

  • Weitere Informationen

http://www.uni-giessen.de/schreiner

  • Kontakt


PhD
Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Kostengünstige Alternative zu Edelmetallen

Stabiler Carbonylkomplex mit Silizium hergestellt

Nr. 68 • 21. April 2020

Siliziumcarbonyl
Molekulares Haschen: Reaktives Silylen fängt Kohlenmonoxid (CO). Grafik: Juliane Schöning und Stephan Schulz


Kohlenmonoxid wird in vielen großtechnischen Verfahren verwendet, in denen seltene und teure Edelmetalle als Katalysatoren fungieren. Ein Wissenschaftlerteam der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und der Universität Duisburg-Essen (UDE) konnte nun erstmalig einen Carbonylkomplex mit dem kostengünstigen Halbmetall Silizium herstellen. Die Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ berichtet.

Carbonylkomplexe, also Verbindungen von Kohlenmonoxid (CO) mit einem sogenannten Übergangsmetall wie zum Beispiel Eisen, sind aus der synthetischen Chemie und Katalyse, z.B. zur Herstellung von Kraftstoffen, nicht mehr wegzudenken. Ein Team um die Chemiker Prof. Dr. Peter R. Schreiner (JLU) und Prof. Dr. Stephan Schulz (UDE) konnte nun erstmals nachweisen, dass sich solche Komplexe auch mit Hauptgruppenelementen wie dem Halbmetall Silizium herstellen lassen.

Siliziumoxid kennt jeder als Sand. In dieser Form geht jedes Siliziumatom vier Bindungen zu benachbarten Atomen ein. Im Labor ist es möglich, das Halbmetall zu einer zweibindigen und daher recht reaktionsfreudigen Spezies, dem „Silylen“, zu reduzieren. Die Forscher konnten zeigen, dass sich dieses unter bestimmten Bedingungen tatsächlich mit Kohlenmonoxid zum ersten bei Raumtemperatur stabilen Carbonylkomplex verbindet. Künftig soll er für CO-Übertragungsreaktionen eingesetzt werden.

  • Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/schreiner
www.uni-due.de/ak_schulz/index_en.php

  • Publikation

A room-temperature stable silicon carbonyl complex. Chelladurai Ganesamoorthy, Juliane Schoening, Christoph Wölper, Lijuan Song, Peter R. Schreiner, and Stephan Schulz. Nature Chem. 2020, 12, im Druck. DOI: 10.1038/s41557-020-0456-x
https://www.nature.com/articles/s41557-020-0456-x

  • Kontakt


Institut für Organische Chemie
Justus Liebig Universität
Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300



Institut für Anorganische Chemie
Universität Duisburg-Essen
Universitätsstraße 7, Raum S07 S03 C30, 45141 Essen
Telefon: 0201 183-4635

Auszeichnungen für hervorragende Studienleistungen

Nr. 168 • 20. August 2019

PM16819Stipendiaten_Chemie.jpg
Ausgezeichnete Stipendiaten: Jama Ariai (l.) und Bastian Bernhardt vom Institut für Organische Chemie der JLU. Foto: Conrad Averdunk

Doppelerfolg für zwei Doktoranden am Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU): Der Fonds der chemischen Industrie (FCI) vergibt zwei renommierte Promotionsstipendien an Jama Ariai und Bastian Bernhardt für „hervorragende Studienleistungen und anspruchsvolle Promotionsprojekte“. Die Stipendien laufen jeweils über zwei Jahre.

Jama Ariai wird mit dem Hoechst-Doktorandenstipendium der Aventis Foundation ausgezeichnet, das in Kooperation mit dem FCI vergeben wird. Er ist Doktorand in der Arbeitsgruppe von Dr. Urs Gellrich. In seiner Forschung nutzt Ariai computerchemische und experimentelle Methoden, um sogenannte kohlenstoffbasierte Lewis-Paare zur reversiblen Bindung von Kohlendioxid zu entwickeln. Das Hoechst-Doktorandenstipendium wird nur einmal pro Jahr vergeben und stellt damit eine besondere Auszeichnung dar.

Bastian Bernhardt, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter R. Schreiner, erhält das Kekulé-Stipendium. Mit diesem Stipendium fördert der FCI hochbegabten wissenschaftlichen Nachwuchs in der Chemie und chemienahen lebenswissenschaftlichen Fächern. Bernhardt beschäftigt sich in seiner Forschung mit der gezielten Steuerung von Tunneleffekten, einem quantenmechanischen Phänomen, um neue chemische Reaktionen zu ermöglichen.

Süßes Leben – einfachste Zucker ohne Biosynthese

"Molekularer Schraubstock" ermöglicht neue chemische Reaktionen

„Nature“-Veröffentlichung von Wissenschaftlerteams der Universität Gießen und der Stanford University zeigt bislang unbekannte Möglichkeiten der Mechanosynthese auf


Nr. 26 • 23. Februar 2018


Externe mechanische Einwirkung kann chemische Reaktionen maßgeblich beeinflussen und sogar neue Transformationen jenseits etablierter Ansätze ermöglichen. Zu den Strategien, Reaktionen so zu steuern, gehören bisher vor allem eindimensionale Polymere, die man mechanischem „Stress“ z. B. durch Strecken aussetzt. Allerdings gelang es bisher nicht, mit gleichverteilten (also dreidimensionalen) „Stress“, wie er z. B. mit hydrostatischem Druck erzeugt wird, Reaktionen zu steuern. Genau dies konnte nun ein Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Instituts für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (Prof. Dr. Peter R. Schreiner) und der Stanford University in Kalifornien (Prof. Nicholas A. Melosh) zeigen. Ihre Ergebnisse haben sie nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ publiziert.

Die Forscherinnen und Forscher entwarfen molekulare Strukturen mit komprimierbaren „weichen“ und nicht-komprimierbaren „harten“ Teilen. In solchen „molekularen Schraubstöcken“ führt gleichverteilter externer Druck zu Relativbewegungen der harten Teile, mit der Konsequenz, dass die weichen Bestandteile ungleichmäßig deformiert und so deren Bindungen geschwächt werden. Damit können zum Beispiel Redoxreaktionen metallorganischer Verbindungen ausgelöst werden, die ansonsten nicht möglich sind. Die Ergebnisse präsentieren somit derzeit noch unerforschte Möglichkeiten der sogenannten Mechanosynthese.
 
Prof. Schreiner forscht im Bereich der metallfreien Katalyse, der Nanodiamanten und des quantenmechanischen Tunnelns zur Entwicklung und Verbesserung nachhaltiger chemischer Methoden. Er ist Mitglied der Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften, erhielt mehrere Wissenschaftspreise, darunter die Adolf-von-Baeyer Denkmünze der Gesellschaft Deutscher Chemiker 2017 und die Dirac-Medaille im Jahr 2003. Der in Nürnberg geborene Wissenschaftler wurde nach dem Chemiestudium an der Universität Erlangen-Nürnberg und in den USA sowohl in organischer Chemie (Erlangen, Dr. rer. nat.) als auch in theoretischer Chemie promoviert (Computational Chemistry, USA, University of Georgia, Athens, Doctor of Philosophy).

 

  • Publikation

Hao Yan, Fan Yang, Ding Pan, Yu Lin, J. Nathan Hohman, Diego Solis-Ibarra, Fei Hua Li, Jeremy E. P. Dahl, Robert M. K. Carlson, Boryslav A. Tkachenko, Andrey A. Fokin, Peter R. Schreiner, Giulia Galli, Wendy L. Mao, Zhi-Xun Shen and Nicholas A. Melosh: Sterically-controlled mechanochemistry under hydrostatic pressure, Nature
DOI: 10.1038/nature25765
https://www.nature.com/articles/nature25765

  • Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/schreiner


  • Kontakt


Institut für Organische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Quantenmechanik setzt etabliertes chemisches Reaktionsprinzip außer Kraft

Gießener Arbeitsgruppe untersucht quantenmechanische Tunnelreaktionen – „Vollkommen andere Reaktivität von Molekülen“ – Publikation in der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“


Nr. 166 • 21. September 2016


Im Prinzip folgen chemische Reaktionen der kinetischen oder thermodynamischen Kontrolle: Sie verlaufen in Richtung der Reaktion mit der geringsten Barriere oder in Richtung der energetisch günstigsten Reaktion. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Peter R. Schreiner, Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen, (JLU) konnte zeigen, dass das etablierte Konzept nicht immer anwendbar ist. Die aktuelle Arbeit hierzu haben die Forscherinnen und Forscher nun im Fachjournal „Nature Chemistry“ veröffentlicht.

Die Selektivität in einer chemischen Reaktion lässt sich sehr oft mit der flexiblen räumlichen Gestalt des reagierenden Moleküls erklären, der sogenannte Konformere. Ein (Bio)Katalysator zum Beispiel kann so die Selektivität einer Reaktion erhöhen, indem er eines von mehreren Konformeren auswählt, gezielt aktiviert und zur Reaktion bringt. Damit dies überhaupt möglich ist, müssen sich die verbleibenden Konformere schnell in das reagierende Konformer umwandeln, damit immer wieder „Nachschub“ für die eigentliche Reaktion zur Verfügung steht. Dieses etablierte kinetische Konzept der Chemie und Biochemie wird als Curtin-Hammett-Prinzip bezeichnet. Es ist der Grundpfeiler vieler hochselektiver enzymatischer und chemischer Reaktionen.

Das Curtin-Hammett-Prinzip gilt jedoch nicht immer, wie die Gießener Chemikerinnen und Chemiker zeigen konnten. Anhand des erstmalig dargestellten Moleküls Trifluormethylhydroxycarben (F3C–C–OH) wurde veranschaulichten sie, dass eines der beiden Konformere durch eine quantenmechanische Tunnelreaktion abreagiert, während das andere unverändert bleibt. Damit gelang ihnen der erste Nachweis von konformer-spezifischem Tunneln: Da sich das verbleibende Konformer nicht – wie vom Curtin-Hammett-Prinzip gefordert – in das abreagierende Konformer umwandelt, ist dieses Prinzip außer Kraft gesetzt.

Die Untersuchung des Phänomens erfolgte durch die sogenannte Matrixisolationstechnik, bei der Moleküle nahe dem absoluten Nullpunkt bei etwa minus 270 Grad Celsius eingefroren werden. Bei solch tiefen Temperaturen reicht die Energie im Allgemeinen nicht aus, um Reaktionsbarrieren zu überwinden – die Moleküle sind im wahrsten Sinne des Wortes in einer Kältestarre. Trifluormethylhydroxycarben konnte trotzdem reagieren, was nur durch quantenmechanisches Tunneln ermöglicht wurde. Dieses ungewöhnliche und in der Chemie lange ignorierte Phänomen wird seit einigen Jahren intensiv von der AG Schreiner untersucht und hat in der Fachwelt weltweit großes Echo erzeugt. Das aktuelle Beispiel zeigt zum wiederholten Mal, dass etablierte Reaktionsprinzipien durch Tunnelreaktionen ausgehebelt werden können und sich somit eine vollkommen andere Reaktivität von Molekülen einstellen kann.

Quantentunneln ist eines der seltsamsten Phänomene der Quantentheorie. Es erlaubt die Umwandlung eines Moleküls in ein anderes, in dem es durch statt über eine Energiebarriere reagiert. „Man könnte einen solchen Tunnelprozess bildhaft mit der Durchquerung eines Alpengipfels vergleichen, allerdings ohne jegliche Tunnelbohrung“, erläutert Prof. Peter. R. Schreiner. Ein solcher Vorgang folgt nicht den Gesetzen der klassischen Physik, sondern vielmehr denen der Quantenmechanik. In der Weiterentwicklung solcher Studien können sich also neue und ungeahnte Möglichkeiten zur Kontrolle von Selektivitäten chemischer Reaktionen eröffnen.

  • Publikation

Artur Mardyukov, Henrik Quanz, and Peter R. Schreiner: „Conformer-specific hydrogen atom tunnelling in trifluoromethylhydroxycarbene“, Nature Chemistry, September 19, 2016
DOI: 10.1038/nchem.2609  

  • Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/fbz/fb08/Inst/organische-chemie/agschreiner/research/tunneling
www.uni-giessen.de/schreiner

  • Kontakt


Institut für Organische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 17, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Quantentunneln der Kohlensäure

Internationales Team der Justus-Liebig Universität Gießen und der University of Georgia (USA) entdeckt neue Eigenschaft der Kohlensäure

Nr. 103 • 13. Juni 2016

Quantentunneln ist eines der seltsamsten Phänomene der Quantentheorie. Es erlaubt die Umwandlung eines Moleküls in ein anderes, in dem es durch statt über eine Energiebarriere reagiert. Man könnte einen solchen Tunnelprozess bildhaft mit der Durchfahrt eines Alpentunnels mit dem Auto vergleichen, wobei ein Tunnel tatsächlich gar nicht vorhanden wäre, erläutert Prof. Peter. R. Schreiner vom Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Ein solcher Vorgang scheine deshalb nahezu unmöglich und folge auch nicht den Gesetzen der klassischen Physik.

So fremdartig dem Laien dieses Phänomen auch erscheinen mag, ein wissenschaftliches Team der Arbeitsgruppe von Prof. Schreiner (JLU) und der University of Georgia, USA, (Arbeitsgruppe Prof. Wesley D. Allen) konnte zeigen, dass Quantentunneln ständig passiert, und zwar in Substanzen, mit denen wir alle bestens vertraut sind: in kohlensäurehaltigen Getränken.

Eine Arbeit hierzu wurde am 24. Mai 2016 in dem Fachjournal Chemical Communications (doi: 10.1039/C6CC01756H) veröffentlicht. Das für die prickelnde Erfrischung verantwortliche Molekül – gasförmiges Kohlendioxid (CO¬2) – bildet sich dabei aus der schnellen Zersetzung der in diesen Getränken enthaltenen Kohlensäure (H2CO3).

Sehr lange war man sich in der Wissenschaft nicht einmal einig, ob es die Kohlensäure in der Gasphase denn überhaupt gibt oder sie sich vielmehr extrem schnell in CO2 und Wasser zersetzt. So gab es erste Hinweise auf die Gasphasenstabilität der H2CO3 erst seit 1987; eine Bestätigung fanden diese aber erst im Jahr 2009.  

Die Arbeitsgruppe von Prof. Schreiner hat kürzlich einen neuen synthetischen Zugang zu gasförmigen Kohlensäure eröffnet (DOI: 10.1002/ange.201406969) und diese unter sehr kalten Bedingungen eingehend untersucht. Die Untersuchungen erfolgten bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt und damit unter Bedingungen, wie man sie auch im Weltraum findet.  Dabei fanden die Wissenschaftler zwei geometrische Isomere, sogenannten Konformere, deren gegenseitige Umwandlung über einen gewissen Zeitraum genau nachverfolgt werden konnte.

Es stellte sich heraus, dass das energetisch höher liegende Konformer sich in wenigen Stunden (abhängig von der exakten Temperatur und dem umgebenden Material) in das energetisch tiefer liegende Konformer umwandelt, obwohl hierfür nicht ausreichend Energie zur Verfügung steht. Qualitativ sehr hochwertige Berechnungen der Arbeitsgruppe von Prof.  Allen zeigen, dass es sich hier um einen quantenmechanischen Tunnelprozess handeln muss.

Die komplexen Zerfalls- und Umwandlungsmechanismen wurden mittels mathematischer Modelle, wie sie schon für das sogenannte „Domino-Tunneln“ (DOI: 10.1021/jacs.5b03322) entwickelt wurden, beschrieben.

Die vorliegende Analyse der Kohlensäure zeigt, dass konformatives Tunneln ein weit verbreitetes Phänomen ist, das empfindlich von der Umgebung abhängt und damit auch von außen kontrolliert werden kann. In der Weiterentwicklung solcher Studien können sich also neue Möglichkeiten zur Kontrolle von Selektivitäten chemischer Reaktionen eröffnen.


  • Publikation

J. Philipp Wagner, Hans-Peter Reisenauer, Vivii Hirvonen, Chia-Hua Wu, Joseph L. Tyberg, Wesley D. Allen, and Peter R. Schreiner: „Tunneling in Carbonic Acid“, Chemical Communications, May 24, 2016
DOI: 10.1039/C6CC01756H   
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/cc/c6cc01756h#!divAbstract

Wechselwirkungen zwischen Molekülen im Fokus: US-Chemiker verstärkt Gießener Team

Prof. Wesley D. Allen ist als Mercator-Fellow im DFG-Schwerpunktprogramm „Dispersion“ an der JLU tätig

English version


Nr. 144 • 17. Juli 2015

 

Mercator-Profressur Allen
Prof. Wesley D. Allen - Foto: E. Anne Allen

Der Chemiker Prof. Wesley D. Allen von der University of Georgia in Athens (USA) forscht zurzeit als Mercator-Fellow am Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert mit dem Mercator-Programm einen intensiven und langfristigen Austausch mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland als „Fellows“ im Rahmen von Projekten. Prof. Allen verstärkt mit seiner Arbeit das ebenfalls von der DFG geförderte Schwerpunktprogramm „Control of London dispersion interactions in molecular chemistry“ (SPP 1807), das von Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie der JLU) federführend koordiniert wird.

Ziel der Forschergruppe ist es, die London-Dispersionswechselwirkungen – die Anziehungskräfte zwischen einzelnen Molekülen oder Atomen – in molekularen Systemen besser zu verstehen, diese Kräfte zu quantifizieren und gezielt zu nutzen. Weil die London-Kräfte einzeln schwach sind, wurden sie lange unterschätzt. Doch sie stellen eine fundamentale Triebkraft molekularer Aggregation dar und erklären die Stabilität vieler ungewöhnlicher Moleküle. Eine zentrale Rolle nehmen sie unter anderem bei der molekularen Erkennung, der chemischen Selektivität durch Stabilisierung von Übergangszuständen während chemischer Reaktionen, der Proteinfaltung und der Enzymkatalyse ein.

Wesley D. Allen, Jahrgang 1961, studierte Chemie und Physik an der Vanderbilt U in Nashville (USA). Seinen Ph.D. in Theoretischer Chemie schloss er 1987 an der University of California, Berkeley, ab. Anschließend war er als Postdoctoral Research Associate an der Combustion Research Facility der Sandia National Laboratories im kalifornischen Livermore tätig. Von 1988 bis 1994 war Allen Assistant Professor am Department of Chemistry der Stanford University, bevor er1995 an die University of Georgia wechselte, wo er zunächst als Senior Research Scientist im Center for Computational Chemistry tätig war, später als Adjunct Professor und Graduate Faculty Member am Department of Chemistry. Seit 2008 ist er Associate Professor am Department of Chemistry. Allen erhielt für seine Arbeit zahlreiche Auszeichnungen, darunter die Creative Research Medal der University of Georgia. Er ist international durch zahlreiche wissenschaftliche Kooperationen gut vernetzt und war 2014 Gastprofessor an der JLU im Rahmen des vom Land geförderten Liebig-Kollegs.

Der Forschungsschwerpunkt von Prof. Allen ist die theoretische Entwicklung und chemische Anwendung molekularer Quantenmechanik. Noch bis Ende Juli wird er an der JLU arbeiten.

  • Weitere Informationen




  • Kontakt


Institut für Organische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300

Neues Design-Prinzip für Moleküle und chemische Reaktionen

Nr. 56 • 2. April 2014        V0-V3-idw

 

„Stoffe ziehen sich an“ – nach diesem Grundsatz sorgen die London-Kräfte (auch van-der-Waals-Kräfte genannt) für den Zusammenhalt von Gasen und anderen Stoffen. Obwohl diese Kräfte, die zwischen Molekülen oder Atomen wirken, einzeln schwach sind, können sie große Stärke zeigen: Sie ermöglichen es zum Beispiel dem Gecko, ohne Saugnäpfe und nur mit Millionen feiner Härchen an seinen Füßen an spiegelglatten Oberflächen zu haften. Der Chemiker Prof. Dr. Peter R. Schreiner vom Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) erforscht mit seinem Team das große Potenzial der London-Kräfte. Nun hat er mit seinem Projekt „Control of London dispersion interactions in molecular chemistry“ ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingeworben. Neben Chemikerinnen und Chemikern der JLU sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Bonn und Göttingen beteiligt – ein Merkmal der Schwerpunktprogramme (SPP) ist die überregionale Kooperation. Von den 72 eingereichten Konzepten hat die DFG 16 ausgewählt, darunter das von Prof. Schreiner koordinierte Projekt.

 

Die DFG stellt für die 16 neuen Schwerpunktprogramme in der ersten Förderperiode von 2015 bis 2017 insgesamt 89 Millionen Euro zur Verfügung. Maximal dauert die Förderung sechs Jahre. Die Programme sind in hohem Maße interdisziplinär ausgerichtet und zeichnen sich durch den Einsatz innovativer Methoden aus. Zudem ist die Einbindung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses zentral. Prof. Schreiner: „Dieses Programm wird eindeutig mehr als die Summe der beteiligten Arbeitsgruppen sein, denn eine Gruppe allein könnte bei diesem kniffligen Thema nur sehr schwer große Erkenntnisfortschritte machen.“ JLU-Präsident Prof. Dr. Joybrato Mukherjee gratulierte herzlich zu diesem großen Erfolg: „Die Einwerbung dieses innovativen Schwerpunktprogramms ist ein erneuter Beweis für die herausragende Forschungsstärke der Chemie – eines Leitfachs unserer Universität. Dieser Erfolg ist eine besondere Anerkennung für Herrn Kollegen Schreiner als Koordinator des Programms.“

 

Ziel der Forschergruppe ist es, die London-Dispersionswechselwirkungen in molekularen Systemen besser zu verstehen, diese Kräfte zu quantifizieren und gezielt zu nutzen. Weil die London-Kräfte einzeln schwach sind, wurden sie lange unterschätzt. Doch sie stellen eine fundamentale Triebkraft molekularer Aggregation dar und erklären die Stabilität vieler ungewöhnlicher Moleküle. Eine zentrale Rolle nehmen sie unter anderem bei der molekularen Erkennung, der chemischen Selektivität durch Stabilisierung von Übergangszuständen während chemischer Reaktionen, der Proteinfaltung und der Enzymkatalyse ein.

 

Die Chemikerinnen und Chemiker wollen nun ein Gestaltungsprinzip entwickeln, das die London-Kräfte als „Design-Element“ für die Entwicklung neuer chemischer Strukturen und Reaktionen nutzt. Dazu entwickeln sie Modellsysteme. Mittels modernster synthesechemischer,  spektroskopischer und theoretischer Methoden sollen die London-Kräfte präzise analysiert und besser vorhersagbar gemacht werden. Dabei wird es eine enge Zusammenarbeit von theoretisch und experimentell arbeitenden Forschergruppen geben. Die Ergebnisse werden relevant sein für die Materialwissenschaften, die Biochemie und die Supramolekulare Chemie, die sich mit Bindungen zwischen Molekülen und der Aggregation von Molekülen zu definierten Einheiten beschäftigt.

Weitere Informationen

www.dfg.de/spp/

Kontakt

Prof. Dr. Peter R. Schreiner

Institut für Organische Chemie
Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-34300

E-Mail: prs@uni-giessen.de

 

Die 1607 gegründete Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ist eine traditionsreiche Forschungsuniversität, die mehr als 26.500 Studierende anzieht. Neben einem breiten Lehrangebot – von den klassischen Naturwissenschaften über Rechts- und Wirtschaftswissenschaften, Gesellschafts- und Erziehungswissenschaften bis hin zu Sprach- und Kulturwissen­schaften – bietet sie ein lebenswissenschaftliches Fächerspektrum, das nicht nur in Hessen einmalig ist: Human- und Veterinärmedizin, Agrar-, Umwelt- und Ernährungswissenschaften sowie Lebensmittelchemie. Unter den großen Persönlichkeiten, die an der JLU geforscht und gelehrt haben, befindet sich eine Reihe von Nobelpreisträgern, unter anderem Wilhelm Conrad Röntgen (Nobelpreis für Physik 1901) und Wangari Maathai (Friedensnobelpreis 2004). Seit 2006 wird die JLU sowohl in der ersten als auch in der zweiten Förderlinie der Exzellenzinitiative gefördert (Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System – ECCPS; International Graduate Centre for the Study of Culture – GCSC).

Liebig-Kolleg soll die Besten nach Gießen ziehen

Ein attraktives und bislang in dieser Form bundesweit einmaliges Angebot für den hochqualifizierten internationalen wissenschaftlichen Nachwuchs im Fachgebiet Chemie wird es in Zukunft an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) geben: Der Aufbau eines Liebig-Kollegs als Instrument zur Rekrutierung hochqualifizierter Kandidatinnen und Kandidaten sowie Gastdozentinnen und -dozenten aus dem In- und Ausland wird vom Land Hessen aus dem Innovations- und Strukturentwicklungsbudget ab Dezember 2013 für zunächst drei Jahre mit rund 300.000 Euro gefördert.

 

Im Rahmen des sogenannten „PrePromChem“-Programms erhalten die besten Bachelor-Absolventinnen und -absolventen eines Jahrgangs an der Universität Gießen bereits jetzt die Chance, über einen direkten Einstieg in die Promotionsphase ihre Studiendauer bis zum Abschluss der Promotion merklich zu verkürzen, da sie keine MSc-Thesis mehr anfertigen müssen. Die Vorteile des sogenannten „fast track“-Promotionsprogramms liegen auf der Hand, wie der Initiator des Liebig-Kollegs, Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie an der JLU), verdeutlicht: „Ich freue mich sehr, dass eine Spitzengruppe hervorragend qualifizierter und hochmotivierter Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler schneller in die Forschung einsteigen und sich dadurch frühzeitig im internationalen Wettbewerb behaupten kann“.

 

Mit dem Liebig-Kolleg wird dieses Gießener Programm vor allem auch für hochqualifizierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus dem Ausland attraktiver. Sie werden nicht vom gängigen deutschen Kaskadenmodell (BSc plus Thesis, MSc plus Thesis, Promotion mit Dissertation) abgeschreckt und können ihre wissenschaftliche Karriere mit einem Aufenthalt in Deutschland zügig und vor allem innerhalb eines für die Naturwissenschaften international vergleichbaren Systems angehen. Mit dem Aufbau des Liebig-Kollegs werden die Rahmenbedingungen deutlich verbessert, erklärt Prof. Schreiner: Der Aufenthalt an der JLU soll auf jeden Fall mindestens drei Monate, möglichst sogar sechs Monate dauern; es wird ein finanzielles Anreizsystem (über Reisemittel und Stipendien) geschaffen und über besondere Forschungsprojekte und Lehrangebote eine wissenschaftliche Perspektive im Rahmen des „PrePro-Chem“ geboten.

 

Eine „Undergraduate Summer School ” soll dazu dienen, besonders qualifizierte internationale BSc-Studierende im dritten Studienjahr („junior year“ im angelsächsischen System) für drei bis sechs Monate mittels Stipendien zu gewinnen. In dieser Zeit können sie entweder bereits in einer Arbeitsgruppe ihre BSc-Thesis oder ein summer projectanfertigen; letzteres wird ebenfalls mit einem schriftlichen Bericht und einem Vortrag abgeschlossen. Ein hochkarätig besetztes Gastdozentenprogramm wird das von der Fachgruppe Chemie  (Fachbereich 08 – Biologie und Chemie) der JLU organisierte Liebig-Kolleg ergänzen.

 

Die Fachgruppe Chemie wird voraussichtlich in der zweiten Hälfte des Jahres 2014 den Neubau Chemie beziehen, so dass in Zukunft auch eine hochmoderne bauliche Infrastruktur zur Verfügung steht. An Arbeitsmethoden ist an der JLU das gesamte Spektrum der Chemie (Anorganische und Analytische, Organische, Physikalische sowie Lebensmittelchemie und Didaktik der Chemie) vertreten. Modernste nasschemische, synthetische und instrumentelle Techniken werden angeboten und vermittelt.

 

Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/cms/fbz/fb08/Inst

 

 

Kontakt

Prof. Dr. Peter R. Schreiner, PhD

Institut für Organische Chemie

Heinrich-Buff-Ring 58, 35392 Gießen

Telefon: 0641 99-34300

E-Mail: prs@uni-giessen.de

Wissenschaftspreis der Deutschen Technion-Gesellschaft an Prof. Schreiner

Die Deutschen Technion-Gesellschaft würdigt Prof. Peter R. Schreiner mit ihrem Wissenschaftspreis, der alle zwei Jahre für besondere Verdienste um die wissenschaftlichen Zusammenarbeit zwischen dem Technion-lsrael lnstitute of Technology (Technion) und deutschen wissenschaftlichen Einrichtungen verliehen verliehen wird. Das Technion wurde 1912 gegründet und ist die älteste Universität in Israel. Der Preis wird in einer feierlichen Zeremonie im Mai 2014 in Berlin vergeben; Laudator wird der frühere Präsident des Technions, Prof. Yitzhak Apeloig sein. Prof. Schreiner pflegt seit rund 20 Jahren enge wissenschaftliche Beziehungen zu Wissenschaftlern in Israel.

Mit KPI: „Wege zu chemisch und topologisch reinen (Nano)diamanten“

Das Projekt befasst sich mit der rationalen Darstellung und vollständigen Charakterisierung Nanometer-großer Diamantpartikel durch die Kupplung der natürlich vorkommenden Diamantoide Triamantan, isomerer Tetramantane, Pentamantan und Hexamantan.

Im Gegensatz zu kommerziellen Nanodiamant-Mischungen, wie sie z. B. durch Sprengungen und Gasphasenabscheidung zugänglich sind, werden die darzustellenden Diamantpartikel aus chemischer und topologischer Sicht rein und vollständig charakterisierbar sein. Diese Homogenität erlaubt deren selektive Funktionalisierung und Untersuchungen zu Größen- bzw. Topologieabhängigkeiten ihrer außergewöhnlichen chemischen und elektronischen Eigenschaften, insbesondere am bislang nur wenig untersuchten Übergang vom Molekül zum Material bei immer größer werdenden Partikeln.

Die so erhaltenen Nanodiamanten sollen mit etablierten Projektpartnern aus der Physik im Hinblick auf Anwendungen im Bereich der organischen Elektronik als molekulare Feldemitter, Dioden und Dünnschicht-Feldtransistoren untersucht werden.

Forschergruppe mit den Physikern in Berlin: „Synthetisches Maßschneidern von Diamantoiden für Halbleiteranwendungen“

Die Forschergruppe FOR 1282 untersucht die elektronische Struktur von modifizierten und funktionalisierten Halbleiter-Nanoteilchen und Nanoteilchen-Aggregaten. Das Ziel besteht darin, ihre Strukturen, elektronischen und optischen Eigenschaften durch Dotierung, Substitution einzelner Gruppen und Hybridbildung mit Metallen in kontrollierter Weise einzustellen.

Hierfür ist ein detailliertes Verständnis der Modifikation notwendig, mit dem Ziel, Bausteine für neuartige Materialien mit einzigartigen optischen und elektronischen Eigenschaften zu identifizieren. Das experimentelle Programm der Forschergruppe umfasst die Untersuchung von größenselektierten Clustern in der Gasphase sowie deponierten Cluster-Nanostrukturen aus den technologisch wichtigen Elementen Kohlenstoff und Silizium.

Nanodiamanten (Diamantoide, AG Schreiner) deren Aggregate mit sp2-Funktionalitäten, Hybride mit Metallclustern sowie dotierte und modifizierte Kohlenstoff-Siliziumcluster werden experimentell mit spektroskopischen Methoden im IR- bis Röntgenbereich und mittels Tunnelmikroskopie charakterisiert.

Zwei neue LOEWE-Schwerpunkte mit maßgeblicher FB08-Beteiligung

Chemiker Prof. Dr. Peter R. Schreiner in Leopoldina gewählt

Mit Nanodiamanten zu effizienterer Energienutzung

Das US-amerikanische Department of Energy (DOE) fördert eine Forschergruppe der Stanford University in Zusammenarbeit mit der mit der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Peter R. Schreiner an der Justus-Liebig-Universität großzügig weiter. Die herausragenden Ergebnisse in der ersten dreijährigen Förderperiode haben nun zur Verlängerung der Förderperiode um weitere drei Jahre geführt. Das Fördervolumen beträgt rund 2.3 Mio US-$ für drei Arbeitsgruppen. In der neuen Förderperiode sollen Techniken entwickelt werden, um mittels Nanodiamanten Energieeinsparungen in elektrischen Modulen zu erreichen. Dies geschieht zum Beispiel durch die Beschichtung von Elektroden für beispielsweise organische Leuchtdioden mit funktionalisierten Nanodiamanten, um so die Übertragung der Elektronen wesentlich zu erleichtern. Ein ähnlicher Ansatz wird auch für neuartige Feldeffekttransistoren verfolgt, um diese leistungsstärker bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch zu machen. Weiterführende Details finden sich hier.

Evolution in der Organokatalyse

Das Titelbild der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Green Chemistry illustriert neueste „grüne“ (im Deutschen eher „nachhaltige“) Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppe Schreiner im Bereich der Organokatalyse. Wende und Schreiner fassen in ihrem Übersichtsartikel die neuesten Entwicklungen in der organischen Multikatalyse, d.h. der Verwendung unabhängiger Organokatalysatoren mit orthogonaler Reaktivität für mehrstufige Eintopf-Reaktionen zusammen. Ziel solcher Ansätze ist es, molekulare Komplexität in möglichst wenig Schritten aus einfachsten Ausgangsmaterialien zu erzeugen, ganz so, wie es die Natur vormacht. Dies gelingt mit Hilfe sogenannter Multikatalysatoren – typischerweise kurze Peptide mit unabhängig voneinander agierenden katalytischen Gruppen.

Prof. Schreiner neuer Associate Editor des Beilstein Journal of Organic Chemistry

Soeben hat Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen) seine Arbeit als Associate Editor des Beilstein Journal of Organic Chemistry (BJOC) aufgenommen. Das BJOC ist ein internationales, peer-reviewed, „open-access“ Journal, das Originalarbeiten zu allen Aspekten der Organischen Chemie publiziert. Alle Inhalte sind online frei verfügbar und werden ebenfalls frei zugänglich archiviert. Autoren können im BJOC kostenfrei publizieren – Dank großzügiger Finanzierung durch das Beilstein-Institut, einer non-profit-Einrichtung, die sich der Kommunikation und Information in der Chemie verpflichtet hat.

Tunnelkontrolle" als neue chemische Triebkraft durch AG Schreiner entdeckt

Eine neue Triebkraft chemischer Reaktionen haben Chemiker um Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen) gemeinsam mit Kollegen von der University of Georgia (Athens, USA) entdeckt: Sie konnten zeigen, dass die sogenannte Tunnelkontrolle chemische Reaktionen in eine Richtung lenken kann, die weder durch das etablierte Prinzip der kinetischen Kontrolle (in Richtung der Reaktion mit der geringsten Barriere) noch durch das der thermodynamischen Kontrolle (in Richtung der energetisch günstigsten Reaktion) vorhergesagt worden wären. Diese Ergebnisse haben die Forscher jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Sie könnten starken Einfluss darauf haben, wie Wissenschaftler chemische Umsetzungen verstehen und entwerfen – sei es in der Chemie, den Materialwissenschaften oder der Biochemie.

Highlight in Nature Chemistry

Die erstmalige Darstellung einer Kohlenstoff-Schwefel Dreifachbindung in einem polyatomaren Molekül gelang der Arbeitsgruppe Schreiner mit dem ungewöhnlichen Molekül HCSOH, das formal das Addukt von Wasser an CS darstellt. Dieses Molekül konnte aus dem "Zwiebelaroma" H2CSO (Sulfin) photochemisch durch eine erlaubte [1,3]-Wasserstoffwanderung hergestellt und unter Bedinungen der Matrixisolation (ca. 10 K in festem Argon) spektroskopisch zweifelsfrei nachgewiesen werden. Die im Druck befindliche Originalarbeit in der "Angewandten Chemie" wurde von "Nature Chemistry" als highlight hervorgehoben. Mit der erstmaligen Darstellung einer CS-Dreifachbindung in einem polyatomaren Molekül werden die Grenzen unseres Verständnisses zur chemischen Bindung ausgelotet und erweitert.

Ehrenmitgliedschaft an Prof. Dr. Peter R. Schreiner verliehen

In Anerkennung seiner wissenschaftlichen Beiträge und Verbundenheit mit israelischen Wissenschaftlern wurde Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie) zum 42. Mitglied der Israel Chemical Society ernannt. Die Verleihung dieser auf Lebenszeit übertragenen Ehrung fand anläßlich des European Symposium on Organic Reactivity (ESOR XII) in Haifa statt. Herr Schreiner pflegt seit 1986 enge Beziehungen zu Israel und ist Beiratsmitglied eines Ausschusses der Minerva-Stiftung zur Unterstützung deutsch-israelischer Wissenschaftsprojekte. Er ist auch aktiv als Mitglied der Deutschen Technion-Gesellschaft des Israel Institutes of Technology in Haifa.

Prof. Schreiner übernimmt Vorsitz

Prof. Dr. Peter R. Schreiner, Institut für Organische Chemie, wurde zu Beginn des Jahres zum Vorsitzenden des Dechema-Ausschusses Kinetik und Reaktionsmechanismen" der Sektion Chemische Reaktionstechnik gewählt. Die Amtszeit beträgt fünf Jahre.

http://www.dechema.de/

AG Schreiner erforscht van-der-Waals-Kräfte

Neue Ergebnisse in der Erforschung der sogenannten van-der-Waals-Kräfte konnten die Chemiker der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Peter R. Schreiner (Institut für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen) in der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ veröffentlichen. Diese Kräfte sorgen nach dem Grundsatz „Stoffe ziehen sich immer an“ für das Zusammenhalten von Gasen und anderen Stoffen und ermöglichen es z. B. dem Gecko, nur mit unzähligen winzigen Härchen an seinen Füßen an spiegelglatten Oberflächen zu haften. Diese „Dispersionswechselwirkungen“ sind einzeln genommen jedoch schwach und lassen sich deshalb nur schlecht direkt bei chemischen Verbindungen berücksichtigen. Erstmals konnten die Gießener Forscher jetzt aber nachweisen, dass die van-der-Waals-Kräfte sogar extrem lange (und deshalb eigentlich schwache) Bindungen zwischen Kohlenstoffmolekülen stabilisieren können. Diese neuen Ergebnisse haben Bedeutung für die molekulare Erkennung, die Enzymkatalyse, neue Materialien und für das gezielte Design neuer chemischer Strukturen, die bis dato unerreichbar erschienen. Denkbar wären Anwendungen in der Nanotechnologie, aber auch in der Medizin. Derzeit sucht die Wissenschaft bereits nach Möglichkeiten, die „Gecko-Kräfte“ für den Menschen nutzbar zu machen.


Die Forschungsarbeiten der AG um Prof. Schreiner wurden durch Drittmittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und durch das US-amerikanische Energieministerium (DOE) gefördert.

Prof. P. R. Schreiner erhält begehrte "Schulich Visiting Professorship" am Technion - Israel Institute of Technology

Die Schulich Visiting Professorship am Technion-Israel Institute of Technology des akadamischen
Jahres 2011/12 wird auf Vorschlag der chemischen Fakultät des Technion an Prof. Peter R. Schreiner vergeben.

Die Gastprofessur ist ist benannt nach Seymor Schulich, einem wohlhabenden kanadischen Geschäftsmann und Philantrop, der sich zur Aufgabe gesetzt hat, Exzellenz in Forschung und Lehre mit dem Großteil seines Eigenkapitals zu fördern.

Prof. Schreiner folgt damit John F. Hartwig (Urbana-Champaign, 2009) und Geoffrey W. Coates (Cornell U., 2010) und wird im akademischen Jahr 2011/12 einen Monat am Technion verbringen.

AG Schreiner präpariert ungewöhnliches Molekül

Der AG Schreiner ist es gelungen, Hydroxymethylen (Hydroxycarbene, H-C-OH) herzustellen und eindeutig zu identifizieren. Dieses Molekül spielt eine Schlüsselrolle zum Verständnis grundlegender organischer Reaktionen und bei der Bildung einfacher Zucker im extraterrestrischen Raum sowie auf der frühzeitlichen Erde. Die entsprechende Arbeit ist soeben in Nature 2008, 453, 906 erschienen.
 
Weitere Information: Prof. Dr. Peter R. Schreiner