5157 – Supramolekulare Chemie

*Im SS 2021 findet der Kurs als Online-Vorlesung statt. Bei Interesse bitte dem Link http://connect.studium.kit.edu/teams/join/qrbPzm6eB3 in MS Teams beitreten oder senden Sie eine Email an "frank.biedermann@kit.edu"* Die Supramolekularen Chemie untersucht die nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen Molekülen und Molekülverbänden mit der Zielsetzung die Organisation von komplexen Funktionseinheiten, wie sie z.B. in der Natur vorkommen (Enzyme, Rezeptoren, DNS), besser zu verstehen und synthetische Analoga zu schaffen. Daneben sind auch technische Anwendungen, z. B. für selbstheilende Materialien, medizinisch einsetzbare Sensoren für die moderne Diagnostik, intelligente Wirkstoffdepots und molekulare Maschinen mittels Supramolekularer Chemie realisierbar, was unter anderem mit Nobelpreisen in 1987 und 2016 gewürdigt wurde. Die Supramolekularen Chemie (supra = „darüber“) ist also eine fächerübergreifende, recht junge Disziplin die sich auf die Erkenntnisse der klassischen AC, OC und PC stützt und des Weiteren als Bindeglied zwischen den Material- und Lebenswissensschaften fungiert. Der Supramolekularen Chemie kommt auch eine wichtige Rolle für die „Bottom-up“ Nanotechnologie zu. Ein Hauptschwerpunkt der Vorlesung liegt auf der Beschreibung verschiedener nichtkovalenter Bindungsmotive und deren Zusammenwirken, was exemplarisch an verschiedenen Wirt-Gast, Protein-Ligand und selbst-aggregierenden Systemen dargestellt wird. Die Teilnehmer sollten im Anschluss an die Vorlesungsreihe diese Prinzipien beschreiben und auf neue Situationen übertragen können. Besonderem Augenmerk kommt System in Wasser zu, da diese die mit Abstand größte biologische/praktische Relevanz haben, und weil sie aufzeigen, wie supramolekulare Studien auf „klassische“ (bio)chemische Sichtweisen und Konzepte rückwirkten und diese zum Teil in Frage stellten. Experimentelle Methoden, mit denen die Stärke dieser Wechselwirkung bestimmt werden können und die die strukturelle Charakterisierung der resultierenden „Supramoleküle“ erlauben, werden vorgestellt, sodass die Teilnehmer die geeigneten Charakterisierungsverfahren in ihren aktuellen/zukünftigen Forschungsprojekten wählen können. Beispiele für oben genannte diagnostische/technische Anwendungsmöglichkeiten werden in der Vorlesung besprochen, um einen Ausblick auf die sich abzeichnende, weitreichende Bedeutung supramolekularer Systeme zu geben. Für Studenten besteht die Möglichkeit einer Abschlussprüfung zur Erlangung von Leistungspunkten.