Zum Inhalt

Phosphatesterbindung in selbst-assemblierten Nanokäfigen: Neue Pub­li­ka­tion vereint experimentelle Untersuchungen mit theoretischer Modellierung

-
in
  • Neues aus der Fakultät 2022
Animated gif showing phosphate binding in a Pd2L4 cage © CleverLab​/​TU Dortmund

Der Ar­beits­kreis Clever entwickelt Strategien zur nicht-statistischen Mehrkomponenten-Bildung metallo-supramolekularer Komplexe, sogenannter heteroleptischer Käfige, im Nanomaßstab. Durch einen modularen Satz an Liganden konnte so eine Reihe von neuen heteroleptischen Pd2A2B2 Koordinationskäfigen synthetisiert werden. Auf der Basis nach innen ragender („endohedraler“) chemischer Funktionalitäten wurde erfolgreich die Bindung von Phosphatdiestern durch Wasserstoffbrückenbindung und π-π-Interaktionen in einem kompetitiven Lö­sungs­mit­tel realisiert.

Heteroleptische Pd2A2B2 Koordinationskäfige gezielt in nicht-statistischer Weise aus einer Bibliothek von Liganden und Pd(II) Kationen herzustellen ist durch den Einsatz von „form-komplementären“ Bau­stei­nen möglich (shape complementary assembly, SCA). Diese nanometergroßen Wirtsverbindungen besitzen asymmetrische Kavitäten für die Bindung von Gastmolekülen in Lösung. In dieser Arbeit wurden neben der strukturellen auch eine funktionelle Diversität realisiert, indem die Liganden A nach innen gerichtete Wasserstoffbrücken-Donorstellen aufweisen. Im modularen Baukastenprinzip konnten sowohl der Donor als auch Größe und elektronische Eigenschaften der Liganden B variiert werden, um eine Vielzahl neuartiger Käfigstrukturen zu erhalten.

In NMR Titrationen wurde die Aufnahme von aromatischen und aliphatischen Phosphorsäurediestern durch André Platzek (rechts im Bild) untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass die Bindung schwächer wird, wenn sowohl die Kavität verkleinert also auch die endohedralen Wasserstoffbrückendonoren maskiert werden. Die experimentellen Daten wurden zudem in Kollaboration mit der Arbeitsgruppe Schäfer, Ruhr-Universität Bochum, im Rahmen des DFG Graduiertenkollegs „Confinement-Controlled Chemistry“ GRK2376 durch „Molecular Dynamics“ (MD) Simulationen unterstützt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen die hauptsächliche, aber nicht die einzige Triebkraft zur Bindung der Phosphatester ist. Die erhaltenen Ergebnisse haben Relevanz für die Ent­wick­lung von selektiven Rezeptoren und enzymartigen Katalysatoren nach dem Vorbild der Natur.

Originalpublikation:

onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202209305

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.