Ionenpaaren auf der Spur
DFG fördert Graduiertenkolleg um Chemikerin Ruth Gschwind mit insgesamt 5,5 Millionen Euro
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert das Graduiertenkolleg „Ionenpaareffekte in molekularer Reaktivität“ um Professorin Dr. Ruth M. Gschwind ab 1. April 2021 für viereinhalb Jahre mit einer Gesamtsumme von 5,5 Millionen Euro: Das Projekt hat die Aufklärung von Ionenpaarstrukturen und ihren Reaktionsmechanismen zum Ziel.
Prof. Dr. Ruth M. Gschwind, wie sie ein NMR-Röhrchen mit Ionenpaaren in das Spektrometer gibt
Veronica Scheidler
„Ein Projekt, das durch fachliche Exzellenz und Interdisziplinarität überzeugt“, gratuliert Universitätspräsident Professor Dr. Udo Hebel, der sich über den Erfolg der UR-Chemiker:innen freut. Ausgangspunkt der Forscher:innen sind Ionenpaare, die in allen Bereichen der Chemie genutzt werden und die Eigenschaften von metallorganischen Reagenzien, anorganischen Clustern und ganzen Katalyseklassen bestimmen. Allerdings ist die Vorhersage der Strukturen von Ionenpaaren in Lösung auf allen Stufen einer Reaktion eine echte Herausforderung, weil viele Strukturen mit ähnlichen Energien existieren können; diese können sich auch noch flexibel ineinander umwandeln. Experimentelle Zugänge zu Ionenpaarstrukturen in Lösung mittels Spektroskopie sind daher selten und sehr anspruchsvoll. Auch die genaue Beschreibung durch theoretische Berechnungen im Computer ist schwierig und oft nicht genau genug. Deshalb können bis heute Reaktionen mit Ionenpaaren nicht designt oder vorhergesagt werden. Sie werden immer noch klassisch durch Versuch und Irrtum entwickelt.
Die Aufklärung von Ionenpaarstrukturen und ihren Reaktionsmechanismen ist deshalb ein zentrales Ziel des Graduiertenkollegs (GRK). Im Weiteren werden die direkten Bindungsbrüche, das Herzstück jeder chemischen Reaktion, mit experimentellen und computerchemischen Methoden untersucht. Ein dritter Ansatz überträgt verfeinerte Ionenpaarkonzepte auf unterschiedliche chemische Disziplinen, um neue und verbesserte Reaktionen zu entwickeln, vor allem in der Katalyse. Die Perspektiven der unterschiedlichen chemischen Disziplinen auf Ionenpaare sind oft abweichend und komplementär. Die physikalischen Wechselwirkungen sind jedoch dieselben. Ein interdisziplinäre Team des GRK aus Spektroskopiker:innen, Theoretiker:innen und Synthetiker:innen untersucht Ionenpaare aus unterschiedlichsten chemischen Bereichen, um einen maximalen Transfer von Konzepten zu erreichen.
Das interdisziplinäre Ausbildungsprogramm des GRK konzentriert sich auf die individuelle Qualifizierung der Studierenden; dabei unterstützen ein strukturiertes GRK-Programm und eine projektorientierte exzellente Forschungsumgebung. „Transferierbare Ionenpaarkonzepte für die Vorhersage und Kontrolle von Strukturen, Reaktivitäten und Stereoselektivitäten im Rahmen einer exzellenten interdisziplinären Doktorand:innenenausbildung zu erarbeiten“ – so beschreibt Sprecherin Ruth Gschwind die Vision ihres Kollegs, an dem weitere neun Wissenschaftler:innen der Universität Regensburg (Prof. Dr. Robert Wolf, Prof. Dr. Oliver Reiser, Prof. Dr. Julia Rehbein, Prof. Dr. Patrick Nürnberger, Prof. Dr. Nikolaus Korber, Prof. Dr. Dominik Horinek, Prof. Dr. Burkhard König, Dr. Jonathan Bauer) und ein Forscher der LMU München (Prof. Dr. Hendrik Zipse) beteiligt sind.
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