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   ISSN (Print) 0009-2851 - ISSN (Online) 1521-3781
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  • Die lebende anionische Polymerisation
    • Authors: Daniel Leibig; Jan Morsbach, Eduard Grune, Jana Herzberger, Axel H.E. Müller, Holger Frey
      Abstract: Vor sechzig Jahren entdeckte Michael Szwarc die lebende anionische Polymerisation. Trotz ihrer hohen synthetischen Anforderungen ist sie bis heute die präziseste Methode zur Herstellung von wohldefinierten Polymeren und inspirierte zahlreiche neue Polymerisationsmethoden. Maßgeschneiderte Blockcopolymere finden sich in den verschiedensten Anwendungen von High-End-Verpackungsmaterialien über die Elektronik bis hin zu Nanomedizin.Sixty years ago Michael Szwarc discovered the living anionic polymerization. Despite the stringent synthetic requirements it has become a key method to synthesize well-defined polymers and complex polymer architectures. Many new polymerization methods were inspired by the living anionic polymerization. Tailor-made block copolymers are used on large scale in a large variety of industrial applications ranging from packaging to electronic devices and nanomedicine.Die 1956 vom Chemiker Michael Szwarc unverhofft entdeckte „lebende” anionische Polymerisation entwickelte sich innerhalb kurzer Zeit zum Vorbild in vielerlei Hinsicht. Eine bis dahin für unmöglich gehaltene Kontrolle über die Kettenlänge und die Molmassenverteilung von Polymeren ebnete den Weg für zahlreiche neue Forschungsfelder und bald auch für eine Reihe technischer Produkte. Schnell wurde auch das schier unerschöpfliche Potenzial für komplexe Polymer-Architekturen erkannt. Auf der Basis von lebenden Polymersynthesen lassen sich durch gezieltes Design von Polymeren heutzutage Materialeigenschaften präzise einstellen. Andere moderne Techniken der Polymersynthese wurden von der lebenden anionischen Polymerisation inspiriert, um ein ähnlich hohes Maß an Kontrolle zu erreichen, so etwa die kontrollierte („lebende”) radikalische Polymerisation. Polymere aus lebenden Prozessen finden Anwendung als Kautschuke, in der Medizin, der Herstellung von Mikrochips, in High-End-Verpackungsmaterialien und zahlreichen weiteren Gebieten.
      PubDate: 2017-03-17T04:41:33.438246-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700774
       
  • Von Insekten, Chrysanthemen und Menschen
    • Authors: Klaus Roth; Elisabeth Vaupel
      Abstract: Getrocknete, pulverisierte Blütenköpfchen zweier Chrysanthemenarten (syn. Pyrethrum) enthalten Insektizide mit nahezu perfektem Toxizitätsprofil: Hochtoxisch für Insekten und nicht-toxisch für Säugetiere. Die chemischen Strukturen dieser Pyrethrine erwiesen sich als sehr komplex und es erforderte einige Jahrzehnte intensiver Forschungsanstrengungen bis man Abkömmlinge (Pyrethroide) herstellen konnte, die einfacher zugänglich, stabiler und immer noch wirksam waren. Heute stehen eine ganze Anzahl von Pyrethroiden für verschiedene Anwendungen in unseren Häusern, Gärten und in der Agrarwirtschaft zur Verfügung. Überraschenderweise ist der Naturstoff allerdings immer noch auf dem Markt und in vielen Haushaltsprodukten unersetzlich. Wie so oft ist die Natur ein großartiger, in diesem speziellen Fall sogar ein unübertroffener Chemiker.Flower buds of two Chrysanthemum (syn. Pyrethrum) species contain insecticides with an almost perfect toxicity profile: They are extremely poisonous to insects and non-toxic to mammals. The chemical structures of the so-called pyrethrins turned out to be very complex and it has taken several decades of intensive research efforts to develop derivatives (pyrethroids) that are easier to synthesize, more stable and still active. Today a variety of pyrethroids is available for different applications in our homes, gardens and in agriculture. But to our surprise, the natural product is still on the market and is an indispensable ingredient in many household insecticides. Obviously nature is a great chemist but, in this particular case, it is even unsurpassable.Von einer Million auf der Erde lebender Insektenarten betrachten wir etwa 10.000 als Schädlinge. Gegen sie kämpfen wir seit Menschengedenken mit allen Mitteln, wobei heute Insektizide aus Natur und Labor eine wichtige Rolle spielen. Egal ob wir sie in der Landwirtschaft oder im häuslichen Bereich anwenden, über ihren Einsatz wird hochemotional und endlos gestritten. Verfolgen wir das Schicksal von Pyrethrum, einem seit Jahrhunderten verwendeten Insektenvernichtungsmittel, mit all seinen Erfolgen und Rückschlägen.
      PubDate: 2017-03-16T06:56:32.830485-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700786
       
  • Geheimtinten
    • Authors: Matthias Ducci
      Abstract: Es wird die Entwicklung von Geheimtinten von der Antike bis in die Gegenwart exemplarisch beschrieben. Ein besonderer Fokus wird auf Rezepturen gelegt, die in ehemals als geheim eingestuften Dokumenten der CIA aufgeführt sind. Einige ausgewählte Tinten werden einem Praxistest unterzogen. Darüber hinaus werden weitere Geheimtinten vorgestellt, die mit Haushaltsprodukten hergestellt werden können. Abschließend werden aktuelle Forschungsergebnisse zur geheimen Nachrichtenübermittlung präsentiert.The development of secret inks from antiquity to the present is described. The primary focus is on recipes from formerly classified CIA documents. Selected inks are subjected to field tests. Furthermore, secret inks made from household pro ducts are introduced. Finally, some recent results on secret communication are presented.Das Schreiben geheimer Botschaften mit unsichtbaren Tinten, die erst mit Hilfe einer speziellen Entwicklerlösung oder durch Erwärmen ihre Sichtbarkeit entfalten, ist nicht nur für Kinder und Jugendliche von besonderer Faszination. Auch in Agentenfilmen ist dies ein beliebtes Stilmittel. In der realen Welt sind Geheimtinten beispielsweise in Nachrichtendiensten nach wie vor von Bedeutung. Im folgenden Beitrag wird ein naturwissenschaftlich-historischer Bogen über die Entwicklung und Verwendung von Geheimtinten von der Antike bis zur Gegenwart gespannt.
      PubDate: 2017-03-13T09:10:31.959835-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700785
       
  • Tetracycline
    • Authors: Bernd Schäfer
      Abstract: Eine der letzten großen und dramatischen Lungenpest-Epidemien ereignete sich 1994 in Surat, einer 4 Millionen-Metropole an der Westküste Indiens [1, 2]. Die WHO verzeichnete 6344 Verdachtsfälle, 234 Pestkranke und über 50 Tote. Aus Angst vor der Krankheit flüchteten schätzungsweise über eine Million Menschen aus der Stadt. Dass es dennoch nicht zu einer massiven Ausbreitung der Seuche über den Subkontinent und der Welt kam, ist vermutlich nur der vergleichsweise geringen Virulenz des konkreten Pest-Stamms (Yersinia pestis) und des schnellen und massiven Einsatzes von Tetracyclin zu verdanken: Die Unicef lieferte 11 Millionen Tetracyclin-Kapseln nach Indien. Die Tabletten wurden kostenlos an die Bevölkerung von Surat verteilt und die indische Regierung stockte den Vorrat an Tetracyclin um fünf Tonnen auf [3].
      PubDate: 2017-03-08T09:16:01.864393-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700710
       
  • COSY- und HSQC-NMR-Spektroskopie
    • Authors: Matthias Findeisen; Hans Ullrich Siehl, Stefan Berger
      Abstract: Der gegenwärtige Stand der Routine 2D COSY- und HSQC-NMR Spektroskopie wird geschildert. Nach einer knappen Einführung in die zu Grunde liegende Theorie des 2D-NMR werden die Pulssequenzen für COSY und HSQC erläutert. Anhand eines Beispiels aus der Naturstoffchemie wird die Vorgehensweise bei der Analyse dieser Spektren erläutert.The present state of the routine 2D COSY- and HSQC-NMR spectroscopy is reported. After a short introduction into the basic theory of 2D NMR the pulse sequences of COSY and HSQC are explained. Using an example from natural product chemistry the procedures during the analysis of these 2D NMR spectra are demonstrated.Im ersten Artikel dieser Serie [1] haben wir gezeigt, wie mit den 1H- und 13C-NMR-Spektren eines Naturstoffs vernünftige Strukturfragmente erlangt und sogar eine wahrschein liche Summenformel entwickelt werden können. In dem vorliegenden Bericht wollen wir diese Strukturfragmente mit Hilfe der zweidimensionalen COSY- und HSQC-NMR-Spektroskopie zunächst bestätigen und dann zu einer schlüssigen Strukturformel zusammenfügen. Die endgültige Absicherung mittels 2D HMBC-NMR sowie die Klärung stereochemischer Details durch 2D NOESY erfolgt dann in einem dritten Artikel.
      PubDate: 2017-03-08T08:10:35.664721-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700769
       
  • Die enantiomeren Carvone von Krause Minze und Kümmel
    • Authors: Juliane Titus; Hans-Ullrich Siehl, Klaus-Peter Zeller, Stefan Berger, Dieter Sicker
      Abstract: (R)-(–)-Carvon ist das Leitaroma von Krause Minze. (S)-(+)-Carvon dominiert den Geschmack von Echtem Kümmel. Ein sensorischer Unterschied zwischen Enantiomeren ist rational erklärbar. Hier ist er besonders markant. Beide Pflanzen haben alte Spuren in unserer Kultur hinterlassen. Diese zum chiral pool gehörenden Monoterpenketone sind nützliche Ausgangsstoffe für die Synthese komplexerer chiraler Naturstoffe. (S)-(+)-Carvon wurde durch fraktionierte Vakuumdestillation aus Kümmelöl gewonnen. (R)-(–)-Carvon erforderte nach der Destillation von Krause Minze-Öl noch eine Säulenchromatografie. Alle analytischen Spektren sind vollständig entweder im Hauptteil oder in der supporting information wiedergegeben. Die NMR- sowie die Massenspektren werden eingehend interpretiert und mit theoretischen Berechnungen der 13C-chemischen Verschiebungen verglichen.(R)-(–)-Carvone is the leading flavour of spearmint. (S)-(+)-Carvone dominates the taste of caraway. A sensory difference between enantiomers can be explained rationally. In this case it is especially striking. Both plants gave old marks to our culture. These monoterpene ketones belong to the chiral pool. They are useful source substances for the synthesis of more complex chiral natural products. (S)-(+)-Carvone was obtained by fractional vacuum distillation from caraway fruit oil. (R)-(–)-Carvone from oil of spearmint required a column chromatography after distillation. All analytical spectra were recorded and are reproduced either in the main part or in the supporting information. The NMR- and mass-spectra have been interpreted and compared with theoretical calculations of the 13C chemical shifts. The project is a follow up of the recent book ”Classics in Spectroscopy“ by S. Berger und D. Sicker (Wiley-VCH 2009).(R)-(–)-Carvon, das Leitaroma von Krause Minze und (S)-(+)-Carvon, das den Geschmack von Echtem Kümmel dominiert, sind optische Antipoden. Selten ist der sensorische Unterschied zwischen zwei Enantiomeren so markant wie hier. Gern wird dies deswegen damit vorgeführt. Wie kann man Krause Minze und Kümmel verwenden' Wer galt einmal als ”Kümmeltürke“' Wer fand die Isoprenregel' Wie isoliert man ein Carvon' Was sagen uns die Spektren beider Carvone' Weshalb sind beide zum chiral pool gehörende, cyclische vinyloge Monoterpenketone nützliche Ausgangsstoffe für die Synthese viel komplexerer chiraler Naturstoffe' Darum geht es hier.
      PubDate: 2017-03-08T03:55:58.823055-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700784
       
  • Hauptdarsteller Lösungsmittel
    • Abstract: Die allermeisten chemischen und biologischen Reaktionen spielen sich in einer Flüssigkeit ab. Aber welchen Einfluss hat das Lösungsmittel auf den Ablauf extrem unterschiedlicher Phänomene wie die Synthese von enantiomerenreinen Produkten oder die Funktion von Enzymen' Die Frage nach der Rolle des Solvens in einer chemischen Reaktion wird schon lange diskutiert. Bis vor kurzem wurde sie mit einem makroskopischen und empirischen Ansatz untersucht. Der Exzellenzcluster RESOLV nähert sich dem Problem mikroskopisch in einem Bottom-up-Ansatz.Alle Aufsätze in diesem Heft sind dem Thema Solvatationsforschung gewidmet: Das Lösungsmittel wird zum Hauptakteur und ist nicht nur einfach passive Masse. Dabei gibt es zwei Artikel, die aus der Reihe zu fallen scheinen: der Aufsatz zur Ausbildung der Doktoranden sowie der über die didaktische Konzeption der den Cluster begleitendenden Ausstellung.So erfahren wir neben viel chemischer Forschung auch, wie ein Exzellenzcluster funktioniert. Alle Artikel zu unserem Themenschwerpunkt tragen als Wiedererkennungsmerkmal den stilisierten blauen Tropfen.Die allermeisten chemischen und biologischen Reaktionen spielen sich in einer Flüssigkeit ab. Aber welchen Einfluss hat das Lösungsmittel auf den Ablauf extrem unterschiedlicher Phänomene wie die Synthese von enantiomerenreinen Produkten oder die Funktion von Enzymen' Die Frage nach der Rolle des Solvens in einer chemischen Reaktion wird schon lange diskutiert. Bis vor kurzem wurde sie mit einem makroskopischen und empirischen Ansatz untersucht. Der Exzellenzcluster RESOLV nähert sich dem Problem mikroskopisch in einem Bottom-up-Ansatz.Alle Aufsätze in diesem Heft sind dem Thema Solvatationsforschung gewidmet: Das Lösungsmittel wird zum Hauptakteur und ist nicht nur einfach passive Masse. Dabei gibt es zwei Artikel, die aus der Reihe zu fallen scheinen: der Aufsatz zur Ausbildung der Doktoranden sowie der über die didaktische Konzeption der den Cluster begleitendenden Ausstellung.So erfahren wir neben viel chemischer Forschung auch, wie ein Exzellenzcluster funktioniert. Alle Artikel zu unserem Themenschwerpunkt tragen als Wiedererkennungsmerkmal den stilisierten blauen Tropfen.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:15.548263-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790002
       
  • Lösungsmittel im Fokus der Forschung
    • Authors: Katrin Sommer; Martina Havenith
      Pages: 3 - 3
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.410188-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790003
       
  • Inhalt: Chemie in unserer Zeit 1/2017
    • Pages: 4 - 5
      PubDate: 2017-02-02T06:07:16.884172-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790004
       
  • Surfer im Käfergewand
    • Authors: Larissa Tetsch
      Pages: 6 - 6
      Abstract: Bei der Beutejagd fällt der Komma-Schmalräuber (Stenus comma) manchmal ins Wasser. Um den dort lauernden Feinden zu entkommen, scheidet er am Hinterleib Alkaloide aus, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Dies induziert einen Oberflächendruck, der den Käfer Richtung Ufer treibt. Zusätzlich erschwert das zähflüssige Verhalten des Alkaloidfilms seine Verfolgung.Bei der Beutejagd fällt der Komma-Schmalräuber (Stenus comma) manchmal ins Wasser. Um den dort lauernden Feinden zu entkommen, scheidet er am Hinterleib Alkaloide aus, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Dies induziert einen Oberflächendruck, der den Käfer Richtung Ufer treibt. Zusätzlich erschwert das zähflüssige Verhalten des Alkaloidfilms seine Verfolgung.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:18.754451-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790005
       
  • Mikroben oxidieren Methan und reduzieren zugleich Metallkationen
    • Authors: Sylvia Feil
      Pages: 7 - 7
      Abstract: Erstmals konnte die anaerobe Oxidation von Methan durch Mikroorganismen in einer Süßwasserkultur verknüpft mit der Reduktion von Metallkationen durchgeführt werden. Dieser neu entdeckte Weg könnte ein Hinweis auf die frühesten Anpassungen des Lebens auf der Erde sein.Erstmals konnte die anaerobe Oxidation von Methan durch Mikroorganismen in einer Süßwasserkultur verknüpft mit der Reduktion von Metallkationen durchgeführt werden. Dieser neu entdeckte Weg könnte ein Hinweis auf die frühesten Anpassungen des Lebens auf der Erde sein.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:18.123854-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790010
       
  • Frisst du mich, so stirbst du – Bakterien verteidigen sich gegen
           Amöben
    • Authors: Sylvia Feil
      Pages: 8 - 8
      Abstract: Bodenbakterien konkurrieren nicht nur mit anderen Bakterien und Pilzen um Lebensraum, sie müssen sich auch vor Fraßfeinden wie Amöben schützen. Die bakteriellen Alkaloide Pyreudion A-D wurden als amöbizide Verbindungen erkannt und strukturell untersucht [1].Bodenbakterien konkurrieren nicht nur mit anderen Bakterien und Pilzen um Lebensraum, sie müssen sich auch vor Fraßfeinden wie Amöben schützen. Die bakteriellen Alkaloide Pyreudion A-D wurden als amöbizide Verbindungen erkannt und strukturell untersucht.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:16.140115-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790011
       
  • Organosiliciumverbindungen leicht gemacht
    • Authors: Michael Groß
      Pages: 9 - 9
      Abstract: Ein nur an drei Positionen verändertes Enzym kann effizient und selektiv Kohlenstoff mit Silicium verknüpfen.Ein nur an drei Positionen verändertes Enzym kann effizient und selektiv Kohlenstoff mit Silicium verknüpfen.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:15.414627-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790012
       
  • Wie funktioniert eigentlich ein Touchscreen'
    • Authors: Kai Litzius
      Pages: 10 - 11
      Abstract: Touchscreens haben eine enorme Bedeutung für moderne Medien (Abbildung 1). Der prägnanteste Vorteil dieser Technologie ist wohl die Kombination eines intuitiven Ein- und Ausgabegerätes in einem kompakten Design, das dem Nutzer erlaubt, durch Wischen, Ziehen und Tippen direkt mit dem System zu interagieren und umgekehrt. Aber wie funktioniert ein solches System, welche Bautypen sind verfügbar und wieso funktionieren einige Touchscreen-Bauarten mit Fingern, nicht aber mit normalen Stiften' Diese Fragen werden wir hier näher behandeln.Touchscreens haben eine enorme Bedeutung für moderne Medien. Der prägnanteste Vorteil dieser Technologie ist wohl die Kombination eines intuitiven Ein- und Ausgabegerätes in einem kompakten Design, das dem Nutzer erlaubt, durch Wischen, Ziehen und Tippen direkt mit dem System zu interagieren und umgekehrt. Aber wie funktioniert ein solches System, welche Bautypen sind verfügbar und wieso funktionieren einige Touchscreen-Bauarten mit Fingern, nicht aber mit normalen Stiften' Diese Fragen werden wir hier näher behandeln.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.900689-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790000
       
  • Klimawandel in Deutschland
    • Pages: 11 - 11
      Abstract: Wie wird der Klimawandel unsere Lebensbedingungen verändern' Eine Antwort auf diese Frage will das wissenschaftliche Kompendium “Klimawandel in Deutschland: Entwicklung, Folgen, Risiken und Perspektiven” geben, das vor kurzem erschienen und per Open Access frei zugänglich ist. Es fasst fächerübergreifend die aktuelle Forschungslage zusammen und ordnet die unterschiedlichen Positionen ein. Neben Inhalten des fünften IPCC-Sachstandsberichts flossen weitere wissenschaftliche Arbeiten und Fallstudien ein. Eines der Ergebnisse ist, dass selbst eine globale Erwärmung von nur 1,5–2°C in Deutschland zu Veränderungen in allen Naturräumen, Wirtschaftssektoren und sämtlichen Lebensbereichen führen wird.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.743716-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790001
       
  • Chemie, völlig für die Katz' C6H10O7Glucuronsäure
    • Authors: Klaus Roth
      Pages: 12 - 17
      Abstract: Moleküle und ihre Beziehung zu uns Menschen sollen in dieser Rubrik vorgestellt werden, die daher auch “Moleküle und Menschen” heißt und den Berliner “Molecule Man” des US-amerikanischen Bildhauers Jonathan Borofsky (*1942) als Logo trägt. Er selbst sagt über sein Kunstwerk: “Für mich steht diese 30 m hohe Aluminium-Skulptur von drei, sich im Mittelpunkt treffenden Figuren nicht nur für die Leichtigkeit unserer eigenen massiven Körper, sondern die drei, im Zentrum miteinander verbundenen Figuren stehen für die Vereinigung der Moleküle aller Menschen, um unsere Existenz zu erschaffen.” Unser erstes Molekül ist die Glucuronsäure.Moleküle und ihre Beziehung zu uns Menschen sollen in dieser Rubrik vorgestellt werden, die daher auch “Moleküle und Menschen” heißt und den Berliner “Molecule Man” des US-amerikanischen Bildhauers Jonathan Borofsky (*1942) als Logo trägt. Er selbst sagt über sein Kunstwerk: “Für mich steht diese 30 m hohe Aluminium-Skulptur von drei, sich im Mittelpunkt treffenden Figuren nicht nur für die Leichtigkeit unserer eigenen massiven Körper, sondern die drei, im Zentrum miteinander verbundenen Figuren stehen für die Vereinigung der Moleküle aller Menschen, um unsere Existenz zu erschaffen.” Unser erstes Molekül ist die Glucuronsäure.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:15.60052-05:0
      DOI: 10.1002/ciuz.201700790
       
  • Solvatationsforschung ermittelt Rolle des Solvens
    • Authors: Emiliano Feresin; Martina Havenith
      Pages: 18 - 24
      Abstract: Die Frage nach der Rolle des Wassers – und des Lösungsmittels im Allgemeinen – in chemischen Prozessen wurde bis vor kurzem mit makroskopischen und empirischen Ansätzen untersucht, die die Solvenseffekte sehr stark vereinfachen. Daher wurden viele wichtige Vorgänge, z.B. biologische Prozesse und katalytische Reaktionen an Grenzflächen, nicht ausreichend im molekularen Detail untersucht. Der Exzellenzcluster RESOLV nutzt die aktuellsten Fortschritte der experimentellen und theoretischen Methoden und hat damit seit 2012 die Solvatationswissenschaft, Solvation Science, als neues, interdisziplinäres Forschungsfeld etabliert, das einen Bottom-up-Ansatz auf der molekularen Ebene verfolgt. Aktuelle Ergebnisse zeigen, dass Solvensmoleküle in die Kontrolle, Vermittlung und Steuerung der allermeisten Prozesse, z.B. die Synthese von enantiomerenreinen Produkten, enzymatische Reaktionen oder die heterogene Katalyse, involviert sind.The question that pertains the role of water – and of a solvent – in a chemical process goes back to the Greek philosophers. Up until recently it has been tackled with a macroscopic and empirical approach, which tends to oversimplify solvent effects. Therefore many important events – e.g. biological processes, catalytic processes at the interfaces – have not been sufficiently investigated at the molecular detail. Profiting from the latests advances in experimental and computational approaches, the Ruhr based Cluster of Excellence RESOLV has launched since 2012 Solvation Science as a new cross-disciplinary field that investigates the solvent effects from a bottom-up, molecular level approach. Results so far show that solvent molecules are involved in controlling, mediating or even steering the most various processes like for example the synthesis of enantiomeric pure products, enzymatic reactions, or heterogeneous catalysis.Die allermeisten chemischen und biologischen Reaktionen spielen sich in einer Flüssigkeit ab. Aber welchen Einfluss hat das Lösungsmittel auf den Ablauf extrem unterschiedlicher Phänomene wie die Synthese von enantiomerenreinen Produkten oder die Funktion von Enzymen' Die Frage nach der Rolle des Solvens in einer chemischen Reaktion wird schon lange diskutiert. Bis vor kurzem wurde sie mit einem makroskopischen und empirischen Ansatz untersucht. Der Exzellenzcluster RESOLV nähert sich dem Problem mikroskopisch in einem Bottom-up-Ansatz.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.123546-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700781
       
  • Das Innere der Zelle: Ein komplexes Lösungsmittel
    • Authors: Matthias Heyden; Simon Ebbinghaus, Roland Winter
      Pages: 26 - 33
      Abstract: Bisher erlauben nur wenige, meist komplexe Techniken, Biomoleküle in zellulärer Umgebung zu untersuchen. Doch es ist klar, dass es in einigen Fällen deutliche Unterschiede zwischen einem verdünnten Puffer und dem komplexen zellulären Milieu geben kann. Diese Unterschiede zu verstehen und sie im biologischen Kontext zu bewerten, wird Aufgabe zukünftiger Studien und Modelle sein. Dabei können neue Techniken wie In-Zell-NMR oder FReI helfen, krankheitsrelevante Mechanismen aufzudecken und neue Therapeutika bzw. Therapie-Ansätze zu entwerfen und zu testen. Es wird deutlich, dass die Zelle als komplexes Lösungsmittel nicht nur eine passive Umgebung darstellt, sondern wichtiger Bestandteil biomolekularer Prozesse ist. Die Kenntnis der biochemischen Anpassungen des zellulären Milieus, die Organismen entwickeln, um extreme Lebensräume zu erobern, hilft, die Lebensvorgänge unter Extrembedingungen besser zu verstehen sowie für biotechnologische Anwendungen nutzbar zu machen.The interior of a living cell is very distinct from dilute aqueous solutions that are often used to study the function of proteins and enzymes experimentally. Here, we discuss novel experimental techniques and modeling approaches that provide a deeper understanding of the effects of crowding, intermolecular interactions, and the influence of osmolytes in realistic biological environments, including cells. Further, we discuss adaptation mechanisms involving in-cell solvation environments to extreme conditions, such as high pressure in the deep sea, and their relevance to biotechnology.Obwohl die Entdeckung des Lösungsmitteleinflusses auf chemische Reaktionen mehr als 150 Jahre zurückliegt, ist ein tieferes Verständnis der Ursachen erst in den letzten Jahrzehnten möglich geworden. Bedeutend waren hierbei zunehmende Kenntnisse über die Mechanismen chemischer Reaktionen, über das Wirken lösungsmittelvermittelter zwischenmolekularer Kräfte und über die innere Struktur von Flüssigkeiten. Mitentscheidend war aber auch die Entwicklung einer ganzen Palette hochauflösender experimenteller Techniken, theoretischer Modelle sowie von Methoden zur Simulation chemischer Prozesse auf Computerplattformen mit kontinuierlich steigender Rechenleistung. Gleichwohl ist man von einer quantitativen und prädiktiven Erfassung des Solvenseinflusses auf die Geschwindigkeit und die Gleichgewichtslage chemischer Reaktionen meist noch weit entfernt. Noch schwieriger ist es, das komplexe Lösungsmittel im Inneren lebender Zellen zu beschreiben, in denen die essentiellen biochemischen Prozesse des Lebens ablaufen. Grund hierfür ist die außerordentliche Komplexität der Struktur und Dynamik der molekularen Umgebung in biologischen Systemen mit einer Vielzahl von Molekülen mit unterschiedlichsten chemischen und physikalischen Eigenschaften. Erste Ansätze einer Beschreibung des zellulären Milieus und einige seiner Besonderheiten werden im Folgenden erörtert.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:16.583594-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700777
       
  • Über den Drehwert Einblicke in die Solvathülle gewinnen
    • Authors: Christian Merten
      Pages: 34 - 36
      Abstract: Der optische Drehwert einer chiralen Verbindung ist mehr als nur eine Konstante. Wie andere physikalische Eigenschaften auch ist der Drehwert abhängig von den Bedingungen, unter denen er gemessen wird. Am Beispiel von Propylenoxid wurde gezeigt, dass diese vermeintlich einfache molekulare Eigenschaft im Experiment durch das Verhalten des Lösungsmittels in seiner Umgebung stark verfälscht werden kann. Besonders die chirale Anordnung der Solvathülle hat hierbei einen substantiellen Anteil am experimentell gemessenen Drehwert.The optical rotation of a chiral molecule is more than just a constant. Just like any other physical property, it depends on the exact environmental conditions under which it is measured. Introducing the example of propylene oxide, we show how this supposedly simple molecular property is significantly affected by the behavior and arrangement of the surrounding solvent environment.Der optische Drehwert eines chiralen Moleküls wird oft zusammen mit anderen Eigenschaften wie dem Schmelzpunkt als Reinheitskriterium genannt. Experimente haben jedoch gezeigt, dass das Lösungsmittel einen enormen Einfluss auf den Drehwert haben kann. Im Falle von Propylenoxid geht dies so weit, dass der Messwert gar nicht mehr vom chiralen Molekül selbst, sondern von der Struktur des Lösungsmittels bestimmt wird.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:16.967046-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700771
       
  • Halogenbrücken in der Organokatalyse
    • Authors: Stefan Huber
      Pages: 37 - 39
      Abstract: Halogenbrücken sind nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen elektrophilen Halogensubstituenten und Lewis-Basen. Mehrere Komponenten sind für die Gesamtenergie der Wechselwirkung relevant, insbesondere elektrostatische Anziehung, Ladungstransfer und Dispersionskräfte. In diesem Artikel wird der Einsatz von Halogenbrücken in der Organokatalyse beschrieben: Ein halogenbrücken-basierter Katalysator abstrahierte in einer Testreaktion Chlorid von einem Substrat unter Ausbildung einer reaktiven Carbeniumzwischenstufe. Andere mögliche Aktivierungsmodi wurden durch mehrere Vergleichsexperimente ausgeschlossen.Halogen bonding is a noncovalent interaction between electrophilic halogen substituents and Lewis bases. Its overall interaction energy is composed of several contributions, namely electrostatics, charge-transfer and dispersion. This article describes the use of halogen bonding in organocatalysis featuring a test reaction in which the halogen-based catalyst abstracts chloride from the substrate to form a reactive carbenium species. Other potential modes of activation were ruled out be several comparison experiments.Die unterschiedliche Farbe von elementarem Iod in verschiedenen Lösungsmitteln ist jedem Chemiker wohlvertraut: In nichtkoordinierenden Lösungsmitteln wie Pentan löst sich Iod mit violetter Farbe, in Lewis-basischen Lösungsmitteln wie Wasser hingegen kommt es zu einer Farbverschiebung hin zu einem bräunlich-orangen Farbton. Die diesem Effekt zugrundeliegende Wechselwirkung wird als Halogenbrücke bezeichnet. Sie wird seit etwa 20 Jahren gezielt zum Aufbau von Festkörperstrukturen eingesetzt und findet in den letzten Jahren zunehmend auch Anwendung in Lösung.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:16.41812-05:0
      DOI: 10.1002/ciuz.201700770
       
  • Solvatation von Carbenen
    • Authors: Stefan Henkel
      Pages: 40 - 43
      Abstract: Carbene sind wichtige Reaktionsintermediate, deren Reaktivität in Lösung maßgeblich durch den Spinzustand bestimmt wird. Dieser wiederum wird auch durch das Lösungsmittel der Reaktion beeinflusst. So konnte gezeigt werden, dass eine einzelne Wasserstoffbrückenbindung mit Methanol den Spinzustand eines Carbens und damit auch das Reaktionsverhalten ändern kann. Die Aufklärung solcher Solvatationsprozesse ist essenziell für ein grundlegendes Verständnis von Reaktionen in Lösung.Carbenes are important reaction intermediates and their reactivity in solution is governed by their spin state. On the other hand, the spin state of a carbene is also influenced by the solvent. It could be shown that a single hydrogen bonding interaction with methanol can change the spin state and thus the reactivity of a carbene. The elucidation of such solvation processes is essential for a detailed understanding of reactions in solution.Carbene sind wichtige reaktive Zwischenstufen. Die Erforschung von Lösungsmittelwechselwirkungen erlaubt es, das Solvatationsverhalten und die damit verbundene Reaktivität von Carbenen in Lösung auf molekularer Ebene zu verstehen.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:18.220521-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700782
       
  • Hydratisierung von und auf Oberflächen
    • Authors: Karina Morgenstern
      Pages: 44 - 50
      Abstract: Die Methode der Rastertunnelmikroskopie erlaubt es, die Eisbildung auf Oberflächen von einzelnen Wassermolekülen bis zu geschlossenen Wasserschichten auf molekularer Ebene abzubilden und so die Eisbildung zu verstehen. Durch Variation der Wachstumsbedingungen werden die verschiedensten Eisformen gebildet, amorphe wie kristalline. Diese Studien eröffnen die Möglichkeit, die Solvatisierung sowohl von Oberflächen als auch einzelner adsorbierter Moleküle und den Einfluss der Solvatatisierung auf Photoreaktionen auf molekularer Ebene zu untersuchen und so zum Verständnis des Einflusses des Lösungsmittels auf Reaktionen in dem hochaktuellen Gebiet der Solvatationswissenschaften beizutragen.Scanning tunneling microscopy offers the opportunity to image water ice formation on surfaces on the molecular scale, from single water molecules up to closed water layers. The variation of the growth conditions leads to a large variety of ice structure, both amorphous and crystalline ones. Our studies open up the possibility to investigate solvation of surfaces as well as of single adsorbed molecules and the influence of this solvation on photo reactions on the molecular scale. The results will contribute to understanding the influence of solvents onto reactions within the hot topic of solvation science.Die Bildung von Eis auf Oberflächen ausgehend von einzelnen Wassermolekülen bis zu geschlossenen Wasserschichten lässt sich mit der Rastertunnelmikroskopie auf molekularer Ebene abbilden. Diese Studien ermöglichen es, die Rolle der Solvatatisierung auf Reaktionen zu untersuchen und so den Einfluss des Lösungsmittels besser zu verstehen.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.491777-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700767
       
  • Die Graduiertenschule Solvation Science
    • Authors: Nina Winter; Marcus Petermann
      Pages: 52 - 57
      Abstract: Die GSS bietet ihren Mitgliedern eine exzellente Infrastruktur für ihre Forschung im Promotionsprozess und ein internationales und interdisziplinäres Ausbildungsprogramm auf dem Gebiet der Solvatationswissenschaft. Mit 30 % internationalen Mitgliedern und einem Ausbildungsprogramm auf Englisch wird Internationalität und interkulturelle Vielfalt aktiv gelebt. Die GSS-Mitglieder, die in unterschiedlichen Gebieten der Chemie, Physik, Biologie und der Verfahrenstechnik arbeiten, tauschen sich auf regelmäßigen Veranstaltungen und Workshops aus und lernen dabei von Beginn der Promotion an eine interdisziplinäre Denkweise kennen.The GSS offers its members an excellent infrastructure for their PhD research and a unique, international and interdisciplinary training program in the area of Solvation Science. With 30% international members and a training program in English internationality and intercultural diversity is part of everyday life in the GSS. The about 100 GSS members, working in the fields of chemistry, physics, biology and engineering, discuss their work during regular events and workshops and thereby learn to think interdisciplinary from the beginning of their PhD thesis.Wie wird der wissenschaftliche Nachwuchs heutzutage ausgebildet' Wie können die Randbedingungen einer Promotion den veränderten Anforderungen von Hochschule und Gesellschaft gerecht werden' Welche Kompetenzen und Fähigkeiten sollen dabei erlernt und wie können diese vermittelt werden' Solche und ähnliche Fragen werden im Bereich der Hochschulpolitik zunehmend diskutiert. Eine Antwort darauf versucht die Ausbildung von Doktoranden in Graduiertenschulen zu geben. Welche Ziele die Doktorandenausbildung im Exzellenzcluster RESOLV verfolgt und wie diese umgesetzt werden, wird hier dargestellt.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:15.898071-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700776
       
  • Forschung trifft Öffentlichkeit
    • Authors: Christian G. Strippel; Katrin Sommer, Tom Kohlbauer
      Pages: 58 - 64
      Abstract: Öffentlichkeitsarbeit (Public Outreach) zu aktueller Forschung sollte es zum Ziel haben, sowohl die Inhalte dieser Forschung als auch die Wege der Erkenntnisgewinnung zu thematisieren. In der Ausstellung “Völlig losgelöst” begleiten Besucher Wissenschaftler des RESOLV Cluster of Excellence auf eine metaphorische Reise in unbekannte Welten. Den Besuchern wird die naturwissenschaftliche Erkenntnisgewinnung explizit, implizit und erfahrungsbasiert nahegebracht. Die Forschungsarbeiten in RESOLV werden einerseits als Beispiele für Vorgehensweisen in den Naturwissenschaften allgemein präsentiert. Andererseits erhalten die Besucher Einblicke in konkrete Forschungsvorhaben. An einer Experimentierstation können die Besucher selbst erfahren, welche Schwierigkeiten und Freuden mit der eigenständigen Umsetzung eines Forschungsvorhabens verbunden sind. Hier wird zusätzlich ein Einblick in die fachdidaktische Forschung an dem Projekt gegegen.Public outreach about current research should aim to talk about scientific contents as well as about ways of scientific inquiry. Visitors of the exhibition “Völlig losgelöst” accompany researchers from RESOLV Cluster of Excellence on a metaphorical journey into unknown worlds. The visitors engage explicitly, implicitly and through experiences with scientific inquiry. Research projects from RESOLV are used as examples of universal ways of scientific inquiry on the one hand. On the other hand, visitors can gain insights into specific projects. They can also experience the difficulties and joys of scientific inquiry first hand in a mobile laboratory. First results from the science education research on this project are presented as well.‘Völlig losgelöst’ steht da. Wie in dem Lied von Peter Schilling. Was soll das denn' Geht es hier nicht um Chemie' Schön sieht das ja aus, mit diesen blauen und grünen Nebelwolken und den kleinen Raumschiffen. Aber was das alles mit Naturwissenschaft zu tun hat'So oder so ähnlich könnten die Gedanken eines Besuchers beim Betreten der Ausstellung lauten. Mit einer Mischung aus Neugier, wachem Denken und dem Wunsch nach Unterhaltung sollen die Besuchergruppen sich auf den Weg machen, um Teil der Forschungsreise von RESOLV zu werden.
      PubDate: 2017-02-02T06:07:18.401114-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201700783
       
  • Die Stellknöpfe der Entwicklungsuhr
    • Authors: Michael Groß
      Pages: 68 - 69
      Abstract: Stammzellen kommen immer wieder in die Nachrichten, etwa als Wundermittel für eine zukünftige Ersatzteilmedizin, aber auch als Angriffsziel für neuartige Krebstherapien. Viel zu unscharf ist allerdings noch das Verständnis des eigentlichen Wesens der Stammzellen: Ist ihre wundersame Totipotenz oder Pluripotenz eine intrinsische Eigenschaft oder wird sie auch von der Umwelt, der so genannten Stammzellnische geprägt'Stammzellen kommen immer wieder in die Nachrichten, etwa als Wundermittel für eine zukünftige Ersatzteilmedizin, aber auch als Angriffsziel für neuartige Krebstherapien. Viel zu unscharf ist allerdings noch das Verständnis des eigentlichen Wesens der Stammzellen: Ist ihre wundersame Totipotenz oder Pluripotenz eine intrinsische Eigenschaft oder wird sie auch von der Umwelt, der so genannten Stammzellnische geprägt'
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.993402-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790006
       
  • Korrigendum zu Chiuz 6/2016, S. 416
    • Pages: 69 - 69
      PubDate: 2017-02-02T06:07:18.715247-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790007
       
  • Es gibt kein schlechtes Wetter'...
    • Authors: Deike Hatscher; Sandra Knirsch
      Pages: 70 - 70
      PubDate: 2017-02-02T06:07:17.818352-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790008
       
  • Vorschau auf Heft 2/2017
    • Pages: 71 - 71
      PubDate: 2017-02-02T06:07:15.816047-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201790009
       
  • 1H- und 13C-NMR-Spektroskopie
    • Authors: Matthias Findeisen; Hans-Ullrich Siehl, Stefan Berger
      Abstract: Der gegenwärtige Stand der Routine 1D 1H- und 13C-NMR-Spektroskopie wird geschildert. Nach einer knappen Einführung in die zu Grunde liegende Theorie werden die zurzeit verfügbaren Spektrometer und Softwaresysteme diskutiert. Anhand eines Beispiels aus der Naturstoffchemie wird die Vorgehensweise bei der Analyse der Spektren erläutert.The present state of the routine 1D 1H- and 13C-NMR spectroscopy is reported. After a short introduction into the basic theory the current spectrometer and software systems are discussed. Using an example from natural product chemistry the procedures during the analysis of the NMR spectra are explained.Ohne Zweifel ist die NMR-Spektroskopie die leistungsfähigste Methode zur Strukturaufklärung chemischer Verbindungen, da sie punktgenaue Informationen über jedes Atom eines Moleküls liefern kann, während alle anderen spektroskopischen Methoden über weite Bereiche des Moleküls mitteln. Jedoch ist damit auch der größte Nachteil der NMR-Spektroskopie verbunden, nämlich ihre geringe Empfindlichkeit im Vergleich zu den anderen Formen der Spektroskopie. Gegenwärtig wird weltweit versucht, dies durch Methoden der Hyperpolarisation zu mildern. In diesem Aufsatz berichten wir zum Stand der Routine 1D 1H- und 13C-NMR-Spektroskopie im Bereich kleiner löslicher Moleküle (MW < 1000) wie sie alltäglich in Universitäts- und Industrielaboratorien stattfindet.
      PubDate: 2016-11-15T03:51:04.359431-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600747
       
  • Micellen als chemische Nano-Laboratorien
    • Authors: Heinz Langhals
      Abstract: Das Konzept, chemische Lehr-Versuche zu einem aktuellen Forschungsgebiet ohne Einsatz jeglicher Gefahrstoffe zu entwickeln, hat zu beladenen nanomicellaren Strukturen in Wasser mit potentieller Verwendung in der Kosmetik geführt, etwa für Sonnenschutz und der Behandlung von Sonnenbrand. Solche micellaren Systeme in Wasser können “Nano-Laboratorien” bilden, z.B. um lipophile funktionale Substanzen auch in Wasser einsetzen zu können. Dies wurde am Beispiel von Fluoreszenzfarbstoffen und pH-Indikatoren demonstriert. Schließlich wurden supramolekulare Funktionaleinheiten in solchen Strukturen stabilisiert und zur Funktion gebracht. Solche Micellen lassen sich vielfältig für Versuche in der chemischen Grundausbildung bis zur Ausbildung von fortgeschrittenen Studenten verwenden.Loaded nanomicellar structures in water with potentional application in cosmetics such as sun protection and care of sunburn were developed on establishing chemical experiments for teaching without requiring hazardous chemicals, however, concerning an actual field of research. Such micellar systems in water may form “nano laboratories”, for example for the application of lipophilic substances in water. This is demonstrated for fluorescent dyes and lipophilic pH indicators. Finally, supramolecular functional units were stabilized in such structures inducing their operation by interaction. Such micelles may be variously applied in chemical didactics beginning from tests for demonstration, and moreover, for basic and advanced chemical education of students.Unter Verwendung von Nanomicellen und dem auf Kamille basierenden Azulen wird ein einfach auszuführender Chemieversuch vorgestellt, der ohne jegliche Gefahrstoffe auskommt. Seine Weiterentwicklung führt zu wasserbasierendem Sonnenschutz, lipophilen pH-Indikatoren in der wässrigen Phase und zum Konzept von Nano-Chemielaboratorien.
      PubDate: 2016-10-31T06:40:23.375075-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600738
       
  • Tribolumineszenz
    • Authors: Herbert Brandl; Eric Täuscher, Dieter Weiß
      Abstract: Der Beitrag gibt einen Überblick zum Thema Tribolumineszenz. Es wird die geschichtliche Entwicklung der Forschung dargestellt, gleichzeitig werden neuere Entdeckungen angesprochen sowie einige wissenschaftliche Grundlagen vermittelt. Ein umfangreicher experimenteller Teil soll dazu anregen, selber Experimente auf diesem wenig beachteten Gebiet der Chemie durchzuführen.The present publication is a review article about the triboluminescence phenomenon. The historical development of triboluminescence research is reported. New discoveries about triboluminescence were mentioned and some scientific details are discussed. A comprehensive experimental part should stimulate interested persons on his hardly known area of chemistry.Wissenschaftliche Entdeckungen durchlaufen oftmals Höhen und Tiefen und unterliegen Modeerscheinungen. Ein gutes Beispiel dafür ist das Phänomen der Tribolumineszenz. Anfangs eine Laborkuriosität, dann ein intensiv untersuchter Gegenstand der chemisch-physikalischen Forschung und schließlich, als technisch und wirtschaftlich verwertbare Ergebnisse ausblieben, nachlassendes Interesse. Obwohl es heute zumindest einige technische Anwendungen gibt, ist das Wissen über Tribolumineszenz und die Kenntnis von Stoffen, bei denen sie beobachtet werden kann, fast vollständig aus der wissenschaftlichen Grundbildung verschwunden.
      PubDate: 2016-10-26T03:51:05.198773-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600731
       
  • Metallkomplexe als Antikrebsmittel
    • Authors: Fritz E. Kühn; Andrea Schmidt
      Abstract: Seit 1978 wird Cisplatin weltweit als Chemotherapeutikum gegen Krebs eingesetzt. Neben den entwickelten Resistenzen leiden Krebspatienten dabei jedoch an starken Nebenwirkungen. In der Tumorforschung wurden verschiedene Strategien entwickelt, um die Schattenseiten des Platinkomplexes zu beseitigen. Bereits Platinkomplexe der zweiten Generation weisen geringere Nebenwirkungen auf. Metallorganische Komplexe und Koordinationsverbindungen mit unterschiedlichen Metallen zielen sowohl auf das klassische Zielmolekül DNS als auch auf in Krebszellen überexprimierte Proteine und Enzyme ab. Bestimmte Wirkstofftransportsysteme werden spezifisch in Tumorgewebe angereichert und Antikrebsmittel können somit gezielt in Krebszellen wirken.The platinum complex cisplatin is in worldwide use since 1978 as anticancer agent. Disadvantages of the cisplatin therapy are both drug resistance and severe side effects. To avoid these drawbacks several strategies have been developed in tumor research. Patients treated with second-generation platinum complexes experience already less severe side effects. Organometallic and coordination complexes with different metals can be used to target DNA as well as overexpressed proteins and enzymes in cancer cells. In contrast, delivery systems for anticancer drugs target cancer cells, while being selectively accumulated in tumor tissue.Die Entwicklung von neuen Krebsmedikamenten mit einer höheren Wirksamkeit gegenüber krankem Gewebe und einer geringeren Toxizität gegenüber gesundem ist dringend notwendig. Trotz des beträchtlichen Erfolges in der Anwendung weist das in der Therapie längst etablierte Cisplatin erhebliche Nebenwirkungen auf. Verschiedene andere Metallkomplexe als Therapeutika sowie Transportsysteme für bereits zugelassene Krebsmittel werden derzeit untersucht. Dieser Artikel widmet sich den gegenwärtigen Strategien in der auf anorganischen und metallorganischen Verbindungen ausgelegten Tumorforschung und berichtet über die mit neuen Stoffen erreichten Verbesserungen.
      PubDate: 2016-09-15T06:21:59.712392-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600756
       
  • Die Wiederentdeckung der Wöhlk-Probe
    • Authors: Klaus Ruppersberg; Julia Hain
      Abstract: Die Wöhlk-Probe ist eine Nachweisreaktion für Lactose und Maltose aus dem Jahre 1904. Sie wurde zunächst klinisch für die Analyse von zuckerhaltigem Urin verwendet. Im Schulunterricht kann sie auf einfache Weise den Lactosegehalt von Milchprodukten zeigen; dies ist insofern interessant, da viele Menschen mit einer Unverträglichkeit auf Milchzucker reagieren. Der genaue Reaktionsmechanismus der Wöhlk-Reaktion (ähnlich: Umikoff-Reaktion, Wöhlk-Malfatti-Nachweis, Fearon's Test) ist trotz vieler Bemühungen noch unbekannt.Woehlk's test is a detection reaction for lactose and maltose from 1904. It was first used clinically for the analysis of sugars in urine. In science education the test can show in a simple way the lactose content of dairy products. This is interesting because many people react intolerant to lactose. The exact reaction mechanism of Woehlk reaction (similarly: Umikoff reaction, Woehlk-Malfatti-proof, Fearon's test) is still unknown despite many efforts.Wie kann man im Chemieunterricht den Lactosegehalt von Milchprodukten anschaulich, überzeugend und mit einfachen Mitteln sichtbar machen' Hierzu eignet sich hervorragend die fast in Vergessenheit geratene Wöhlk-Probe, die im Jahr 1904 von ihrem Entdecker Alfred Wöhlk an der Pharmazeutischen Lehranstalt Kopenhagen beschrieben wurde. Allerdings hüllt sich damals wie heute der lachsrote Farbstoff in ein scheinbar unlösbares Geheimnis, denn er lässt sich nicht mit organischen Lösungsmitteln ausschütteln und konnte bislang noch nicht sicher identifiziert werden.
      PubDate: 2016-09-13T05:40:10.240885-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600744
       
  • Elektronentheorie auf dem Smartphone
    • Authors: Patrick Giel; Florian Müller-Plathe, Michael C. Böhm
      Pages: 65 - 67
      Abstract: Mit einem neuen Lehrwerkzeug lassen sich Hückel-Molekülorbital-Rechnungen durch eine zeichnerisch-spielerische Eingabe auf einem Smartphone schnell und einfach durchführen. Die App gibt die üblichen Resultate von Hückel-Rechnungen graphisch oder numerisch aus. Fortgeschrittene können die App auch für Möbius-Ringe und π-Systeme mit Heteroatomen nutzen, ebenso für die Analyse von Pauli-Antisymmetrie-Restriktionen in Monozyklen. Das Tool gestattet nicht nur den Einsatz in der Lehre, sondern erlaubt auch eine schnelle Bearbeitung wissenschaftlicher Fragestellungen, und sei es nur die Abschätzung, ob sich aufwändigere quantenchemische Rechnungen lohnen.We introduce a new tool for the performance of Hueckel molecular orbital calculations on a smartphone using a simple graphical input. It produces all routine output expected from a Hueckel calculation. Advanced users may also study things like Moebius rings, hetero systems, or Pauli-antisymmetry constraints in monocycles. In short, in addition to its main use in teaching, the app can also be employed for fast estimate in research, be it only to assess whether the application of state-of-the-art quantum chemical calculations may be warranted.Klassische Simulationen und quantenchemische Rechnungen werden in der chemischen Forschung und in der Lehre immer wichtiger. Über diese Entwicklung wurde auch in dieser Zeitschrift bereits berichtet (T. Engel, Chemoinformatik, Chemie in unserer Zeit 2014, 48, 440–449). Zwei Methoden aus der Frühzeit der Quantenchemie sind aus der Lehre nicht mehr wegzudenken: das Modell des Teilchens im Kasten und die Hückel-Molekülorbital (HMO)-Theorie für konjugierte π-Systeme. Quantenchemie allgemein, auch einfache HMO-Rechnungen, schrecken jedoch viele Studierende und experimentelle Chemiker ab. Ein einfacher, intuitiver Zugang zu den Ergebnissen dieser Methoden, wie ihn die Nutzer von Apps und mobilen Endgeräten kennen, erleichtert den Einstieg in die Theorie der chemischen Bindung und steigert so sicher auch das Interesse an der Computer-Chemie allgemein. Dieses Lehrwerkzeug ist von Interesse in Übungen zur chemischen Bindung, zur UV-Spektroskopie oder bei der Behandlung aromatischer Systeme, sei es in der grundständigen universitären Lehre oder im Oberstufenunterricht.
      PubDate: 2016-11-07T04:51:08.247623-05:
      DOI: 10.1002/ciuz.201600761
       
 
 
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