Inhalt


<h2> 3 <i>Leitartikel</i></h2>
<p>Neujahrsgruß des Präsidenten</p>
<p><i>M. Dröscher</i></p>


<h2>Magazin</h2>


<h2>11<i> Chemiekalender</i></h2>
<p>Meilensteine der Chemie 2010</p>
<p><i>H. Remane, W. Girnus </i></p>
<p>Die Berichte über besondere Ereignisse in der Chemie beginnen vor 350 Jahren.</p>


<h2>23 Naturstoffbibliotheken</h2>
<p>Mutanten können mehr</p>
<p><i>T. Knobloch, F. Taft, A. Kirschning</i></p>
<p>Neben der Total- und Semisynthese ist die Mutasynthese eine dritte, neue Variante, um Naturstoffe darzustellen. Sie greift direkt in die mikrobielle Biosynthese ein.</p>


<h2>29 <i>Solar Energy</i></h2>
<p>”I just love seeing all those solar panels“</p>
<p><i>C. Remenyi</i></p>
<p>Daniel G. Nocera is Henry Dreyfus Professor of Energy and Professor of Chemistry at the Massachusetts Institute of Technology. In 2009 the Time Magazine has chosen him for its list of the 100 people who most affect our world. Nachrichten aus der Chemie asked him, if solar energy is really the energy of the future.</p>


<h2>32 <i>Brennstoffzelle</i></h2>
<p>Eine Membran für Ethanol</p>
<p><i>J. Wygasch</i></p>
<p>Als Alternative zur Methanol-Brennstoffzelle gilt ihr Ethanol-Analogon. Der Wechsel des Alkohols ist aber nicht trivial und Konzepte sowie Materialien sind nicht 1:1 übertragbar. So benötigt die Ethanol-Brennstoffzelle beispielsweise andere Membranen.</p>


<h2>33 <i>Bioprozesstechnik</i></h2>
<p>Vom Pharmaprodukt zum Tissue Engineering</p>
<p><i>R. Pörtner</i></p>
<p>Zellkulturen produzieren Diagnostika, Impfstoffe und Therapeutika. An Zellen werden Wirkstoffe getestet und die regenerative Medizin erhofft sich mit Zellkulturen neue Therapien.</p>


<h2>Blickpunkt</h2>


<h2>36 <i>Synthese</i></h2>
<p>Das Glück der späten C-H-Oxidation</p>
<p><i>T. Harschneck, S. F. Kirsch</i></p>
<p>Strategien in der Naturstoffsynthese folgen vermehrt einem Prinzip mit einem späten Oxidationsschritt.</p>


<h2>40 <i>Chemie und Computer</i></h2>
<p>Open-Source-Workflows</p>
<p><i>T. Kuhn, C. Steinbeck, A. Zielesny</i></p>
<p>Umgebungen für regelmäßig auftretende Arbeitsabläufe in der Chemoinformatik.</p>


<h2>43 <i>Chemie und Computer</i></h2>
<p>Chemiewissen teilen und nutzen</p>
<p><i>B. Lippold</i></p>
<p>Mit dem Web 2.0 können Nutzer im Internet Informationen gestalten, sammeln und veröffentlichen.</p>


<h2>44 <i>Chemiewirtschaft</i></h2>
<p>Gut gewappnet in die nächste Dekade</p>
<p><i>K. Göbel</i></p>
<p>Wie wird die Chemieindustrie im Jahr 2020 dastehen? </p>


<h2>46 Thomas Seuß: Vergleichsversuche ja oder nein?</h2>


<h2>47 <i>Chemiewirtschaft</i></h2>
<p>Wohin mit den Beständen?</p>
<p><i>B. Schneider</i></p>
<p>Beschaffungs- und Produktionsprozesse verbessern, Lagerbestände reduzieren sowie Verbindlichkeiten und Forderungen effizient handhaben.</p>


<h2>50 <i>Analytik</i></h2>
<p>Im Fluss hergestellt: Strukturen aus Mikroreaktoren</p>
<p><i>P. S. Dittrich, B. Z. Cvetkovic</i></p>
<p>Die Synthese von Nanopartikeln und -schläuchen in Mikroreaktoren unter reproduzierbaren Bedingungen.</p>


<h2>54 Fürs Laboratorium</h2>


<h2>Notizen</h2>
<p> 6 <b>C hemie  Wirtschaft</b></p>
<p>10 <b>Forschung und Bildung</b></p>


<h2>Journal</h2>
<p>56 <b>Impressum, Interskriptum</b></p>
<p>57 <b>Personalnachrichten</b></p>
<p>61 <b>Korrespondenz</b></p>
<p>62 <b>Rezensionen</b></p>
<p>66 <b>Tagungskalender</b></p>
<p>67 <b>Tocus</b></p>
<p>69 <b>Fonds-Stipendiatentreffen </b></p>
<p>70 <b>Theoretische Chemie</b></p>
<p>73 <b>Solid State Chemistry </b>76 <b>Fortbildungskalender 2010</b></p>
<p>78 <b>50 Jahre Mitgliedschaft</b></p>
<p>81 <b>Fachgruppen und Arbeitskreise</b></p>
<p>84 <b>Jungchemikerforum</b></p>
<p>86 <b>Neuaufnahmen</b></p>
<p>87 <b>Die GDCh vor Ort</b> </p>


<h2>Karriere</h2>
<p>92 <b>Den Kernen auf der Spur</b></p>
<p>96 <b>Stellenanzeigen</b></p>
<p><b>Titelbild: </b>Im Jahr 1896 in einem Labor des Bayer-Stammwerks Elberfeld. [zu. S. 11] <i>(Foto: Lanxess)</i></p>
<p>Zukunft der Chemiewirtschaft I Seite 44</p>
<p>Knorpelersatz I Seite 33</p>
<p>Mikroreaktoren I Seite 50</p>



Artikel

3 Leitartikel Neujahrsgruß des Präsidenten M. Dröscher Magazin 11 Chemiekalender Meilensteine der Chemie 2010 H. Remane, W. Girnus Die Berichte über besondere Ereignisse in der Chemie beginnen vor 350 Jahren. 23 Naturstoffbibliotheken Mutanten können mehr T. Knobloch, F. Taft, A. Kirschni...

Notizen


<h2>Feldfrei orientierte Moleküle</h2>
<p>Moleküle zu orientieren, ist eine fundamentale Voraussetzung, um die Stereoselektivität von Reaktionen und von ultraschnellen Abbildungsverfahren wie Röntgen- oder Elektronenbeugung zu untersuchen. Während die Orientierung in starken elektrischen Feldern bereits lange angewandt wird, ist es nun erstmals möglich, CO-Moleküle im feldfreien Raum zu orientieren, wie eine Arbeit von De et al. in Phys. Rev. Lett. demonstriert. Feldfreie Orientierung ist wichtig, um die Eigenschaften der freien Moleküle ohne Beeinflussung zu untersuchen. Die Autoren gaben dazu den CO-Molekülen mit überlagerten, kohärenten und nichtresonanten Femtosekundenlaserpulsen bei 800 nm und 400 nm einen kurzen Impuls, der kurz nach dem Laserpuls eine Orientierung bewirkt. Allerdings ist der Orientierungsgrad mit &lt;cosè&gt; = 0,07 noch sehr gering — besonders wenn man ihn mit den sehr viel höheren Orientierungsgraden in kürzlich erschienenen Arbeiten, z. B. von Ghafur et al. (&lt;cosè&gt; = 0,74), zur Orientierung mit gemischten Laser- und dc-elektrischen Feldern vergleicht. <i>JK</i></p>
<p>[Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 153002]</p>
<p>[Nat. Phys. 2009, 5, 289] </p>


<h2>Oxathiazol-2-one gegen Tuberkulose</h2>
<p>Oxathiazol-2-one, die den Tuberkuloseerreger Mycobacterium tuberculosis sogar in einer Phase abtöten können, in der keine Replikation stattfindet, haben Lin et al.gefunden. Die Wirkung beruht auf der irreversiblen Hemmung des bakteriellen Proteasoms. Ansonsten zeigen die Oxathiazol-2-one aber praktisch keine Zytotoxizität. Die Autoren kombinierten massenspektrometrische Untersuchungen und Röntgenstrukturanalysen und zeigten, dass das katalytische Threonin durch den Inhibitor cyclocarbonyliert wird. Da die Oxathiazol-2-one aber die proteolytische Aktivität des humanen Proteasoms praktisch unangetastet lassen, eröffnet sich möglicherweise eine neue Strategie gegen Tuberkulose. <i>NS</i></p>
<p>[Nature 2009, 461, 621]</p>


<h2>Prion-Protein wirkt antibiotisch</h2>
<p> Das Prion-Protein (PrPc) wirkt antibiotisch gegen ein breites Spektrum pathogener Mikroorganismen wie E. coli, Staphylococcus aureus und Candida, wie Pasupuleti et al. nun zeigen. Die Autoren hatten dies zuerst als Hypothese formuliert, da der kationische N-Terminus von PrPc. in Ladung und Hydrophobizität antimikrobiellen Peptiden ähnelt. Der Wirkmechanismus beruht vermutlich darauf, dass die Membran der Zielzellen zerstört wird, wie die Autoren anhand der vollständigen Lyse von Bakterien und Modellmembranen demonstrierten.</p>
<p>Hauptschauplatz der bekannten Pathologie des Prion-Proteins war bisher das neuronale System, in dem PrPc verstärkt exprimiert wird. Es kommt jedoch im gesamten menschlichen Organismus auf allen Zelloberflächen vor und seine genaue physiologische Funktion ist unklar. Die neuen Befunde und die Tatsache, dass die Expression von PrPc bei Schäden in der menschlichen Haut hochreguliert wird, deuten auf eine bisher unbekannte Rolle von PrPc in der Immunabwehr hin. <i>JA</i></p>
<p>[PLoS One 2009, 4, e7358]</p>


<h2>C-S: Einfach, zweifach oder dreifach</h2>
<p>Hinweise auf einen weiteren Vertreter der bisher seltenen Verbindungen mit formaler C-S-Dreifachbindung haben Schreiner et al. erhalten. Sie pyrolysierten das Dimer des Thioformaldehyd-S-Oxids (Sulfins), eines schweren Ketenanalogons, im Hochvakuum, und bestrahlten es anschließend mit UV-Licht in einer Edelgasmatrix. Vergleiche der mit Coupled-Cluster-Methoden berechneten mit den gemessenen IR-Spektren sowie der mit Dichtefunktionalmethoden abgeschätzten mit den gemessenen UV-Spektren dienen den Autoren als Nachweis der Struktur H-C'S-O-H. Die Bindungssituation erlaubt jedoch keine klare Zuordnung des Bindungstyps. Kriterien wie Kernabstände und Schwingungsfrequenzen sowie NBO-Analyse deuten eher auf eine C-S-Dreifachbindung hin, gewinkelte Struktur, Ladungsverteilung, Wiberg-Bindungsindex und Werte der invertierten Kraftkonstantenmatrix legen hingegen eine C-S-Doppelbindung nahe. Nur der Einfachbindungscharakter, der von einer carbenartigen Struktur herrühren würde, spielt den Analysen zufolge keine Rolle. <i>RB</i></p>
<p>[Angew. Chem. 2009, 121, 8277]</p>


<h2>Lithiumionenleiter mit geordneter 3D-Struktur</h2>
<p>Lithium-Ionen-Akkumulatoren benötigen Polymerelektrolyte, die gelöst sind in aprotischen Lösungsmitteln wie Propylencarbonat. Elliott et al. haben dazu nun ein neues Polymer mit internen, dreidimensional verknüpften Nanoporen entwickelt. Das Lithiumsalz des Monomers bildet in Propylencarbonat lyotrope Mesophasen, die photopolymerisierbar sind und freistehende Filme bilden. Diese Filme zeigen Leitfähigkeiten von ca. 10—4 Scm—1 bis —35 °C und übertreffen damit bisherige Elektrolyte auf Basis von Polyethylenoxid. <i>OW</i></p>
<p>[J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15972] </p>


<h2>DNA-Methylom embryonaler Stammzellen</h2>
<p>Die Methylierung von Cytosinresten der DNA spielt als zentrale epigenetische Modifikation eine wesentliche Rolle bei der Genregulation, der Entwicklung des Organismus und bei Krankheiten. Dabei werden nur solche Cytosine durch die menschlichen DNA-Methyltransferasen methyliert, die man innerhalb von Cytosin-Guanosin-(CG)-Dinukleotiden findet. Seit mehr als vierzig Jahren wird über DNA-Methylierung als Auslöser vererbbarer DNA-Modifikationen diskutiert, aber erst in den letzten Jahren erkannte man zunehmend ihre fundamentale Bedeutung. Lister et al. haben nun erstmals Genkarten für methyliertes Cytosin in hoher Auflösung für humane embryonale Stammzellen und Fibroblasten erstellt. Wie erwartet, fanden sie deutliche Unterschiede im Methylierungsmuster zwischen den beiden Zelltypen. Höchst erstaunlich war jedoch, dass fast ein Viertel der Cytosin-Methylierung von embryonalen Stammzellen nicht an CG-Dinukleotiden stattfand. Damit unterscheiden sich vermutlich die Mechanismen der Methylierung in Stammzellen und differenzierten Zellen grundlegend. Die Nicht-CG-Methlyierung der embryonalen Stammzellen verschwand, wenn die Zellen ausdifferenzierten und ließ sich in induzierten pluripotenten Stammzellen wieder herstellen. <i>JA</i></p>
<p> [Nature 2009, doi:10.1038/nature08514]</p>


<h2>Ferromagnetisches AlN durch Scandiumdotierung</h2>
<p>Um verdünnte magnetische Halbleiter (dilute magnetic semiconductors, DMS) herzustellen, werden Halbleiter meist mit magnetischen Übergangsmetallionen, in Einzelfällen aber auch mit diamagnetischen Ionen dotiert. Die Dotierung von AlN mit Scandium(III)-Ionen (2 %) beschreiben nun Ma, Cui und Mitarbeiter. Die Verbindung ist bei Raumtemperatur ferromagnetisch. Erklärt wird dies mit einer hohen Al-Fehlstellenkonzentration, da die Energie, die für die Bildung der Al-Fehlstellen benötigt wird, stark herabgesetzt ist. Die Autoren geben sie mit 3,56 eV anstelle von 6,41 eV für reines AlN an. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigen ferner, dass sich AlN:Sc in Form hexagonaler Prismen mit Wurtzitstruktur und Abmessungen von 80 bis 180 nm bildet. Im Elektronenmikroskop sind sie zu eindimensionalen Strängen ausgerichtet. <i>KMB</i></p>
<p>[Angew. Chem., doi: 10.1002/ange.200905634]</p>


<h2>Gezähmt, aber nicht träge</h2>
<p>Wie sich ein dreiwertiges Siliciumkation als Lewis-saurer Katalysator für intermolekulare Diels-Alder-Reaktionen einsetzen lässt, beschreiben Oestreich et al. Bisher standen einer Verwendung dieser Substanzklasse die hohe Lewis-Acidität und damit verbunden die irreversible Koordination dieser Verbindungen an Substrat oder Lösungsmittel im Wege. Ausschlaggebend für den Erfolg der neuen Methode ist das Katalysatordesign: Ein elektronenreiches Metall im Ligandengrundgerüst stabilisiert das Silyliumion intramolekular und zähmt es damit. Dieser Komplex umgeht so die Probleme und katalysiert die Diels-Alder-Reaktion unterschiedlicher 1,3-Diene mit a,b-ungesättigten Carbonylverbindungen bereits bei Temperaturen von —78 bis —30 °C. <i>BP</i></p>
<p>[Angew. Chem. 2009, 121, 9241]</p>


<h2>Peptid hemmt Notch</h2>
<p>Den Notch-Transkriptionsfaktor-Komplex direkt zu hemmen, ist den Gruppen von Verdine und Bradner gelungen. Sie nutzten dazu ein a-helikales Peptid, das durch eine Ringschlussmetathese von zwei Seitenketten konformationell stabilisiert ist. Übermäßige Notch-Aktivierung tritt bei einigen Krebsarten auf, eine selektive Hemmung bietet deshalb neue Therapieansätze. Dass das synthetisierte Peptid dazu geeignet ist, zeigten die Autoren sowohl in Zellkulturen als auch in der Maus: In beiden Fällen bewirkte das Peptid Notch-spezifische wachstumshemmende Effekte. <i>MK</i></p>
<p>[Nature 2009, 462, 182]</p>


<h2>Attosekunden für jedermann</h2>
<p>Wie man aus leicht zugänglichen Laserpulsen der Länge 28 fs isolierte Attosekundenpulse mit einer Dauer von 148 as (1 as = 10—18 s) erzeugen kann, haben Feng und Kollegen demonstriert. Sie stellen ein relativ einfaches und robustes Verfahren vor, das die elliptische Polarisation des treibenden fs-Laserpulses ausnutzt, um statt eines ganzen as-Pulszugs nur einen einzelnen isolierten as-Puls zu erzeugen. Ihr Verfahren öffnet zudem einen Zugang zu verstärkten fs-Pulsen. Damit sollten sehr viel intensivere Attosekundenpulse möglich sein als bisher. Attosekundenpulse erlauben, zumindest prinzipiell, die direkte Untersuchung und Kontrolle der Dynamik von Elektronen in Atomen und Molekülen. <i>JK</i></p>
<p>[Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 183901]</p>


<h2>Neue Ordnung im Seidenfibroin</h2>
<p>Proteinfibrillen bestehen aus b-Faltblättern, die parallel oder senkrecht zur Faserlängsachse gestapelt sein können — ersteres ist bei der Seide, letzteres beim Amyloid der Fall. Dass beim Seidenfibroin auch die bisher unbekannte senkrechte Anordnung möglich ist, hat die Gruppe um Yang und Shao jetzt gezeigt: Aus Ethanol-Wasser-Mischungen erhielten sie senkrecht gestapelte b-Faltblätter, aus Wasser unter Einwirkung von Scherkräften dagegen die parallele Anordnung. Letzteres entspricht dem natürlichen Spinnprozess in den Drüsen der Seidenspinnerraupe. <i>OW</i></p>
<p>[Chem. Commun. 2009, 7506]</p>


<h2>Ein abnormales Carben</h2>
<p> Ein heterocyclisches, imidazolbasiertes Carben (1), dessen Carbenfunktion sich an der C5-Position befindet, haben die Gruppen um Bertrand und Frenking hergestellt und kristallographisch charakterisiert. Die bisher am häufigsten genutzten derartigen Carbene weisen dagegen den Carben-Kohlenstoff zwischen den beiden Stickstoffatomen an C2-Position auf. (1) entsteht durch Deprotonierung des entsprechenden Imidazoliumsalzes mit KHMDS. Die Verbindung bleibt einige Tage stabil und geht typische Carbenreaktionen wie Koordination an Metalle, Carboxylierungen oder C-H-Aktivierungen ein. Stabile Carbene sind nach wie vor ein aktuelles Forschungsgebiet, da sie sich sehr gut als Liganden oder Organokatalysatoren einsetzen lassen. <i>UJ</i></p>
<p>[Science 2009, 326, 556]</p>


<h2>Körpereigene Antikörper gegen HIV</h2>
<p>Während exogene Antikörper in der Therapie bereits etabliert sind, gibt es bisher kaum Ansätze, die körpereigene Antikörper nutzen. Diese wären jedoch preiswerter und hätten weniger Nebenwirkungen. Die Gruppe um Spiegel hat bereits im Blutkreislauf vorhandene Antikörper verwendet und gezeigt, dass diese potenziell gegen HIV wirken. Sie nutzten dazu ein Derivat des HIV-Wirkstoffs BMS-378806. Das rational-synthetisierte Derivat verfügt über einen neuen, dualen Wirkmechanismus: Neben der von BMS-378806 bereits bekannten Hemmung der Infektion gesunder Zellen sorgt er auch für die Lyse bereits HIV-infizierter Zellen. <i>MK</i></p>
<p>[ J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16392]</p>
<p><i>Jörg Andrä, Borstel</i></p>
<p><i>Robert Berger, Frankfurt</i></p>
<p><i>Klaus Müller-Buschbaum, München</i></p>
<p><i>Ullrich Jahn, Prag</i></p>
<p><i>Markus Kaiser, Dortmund</i></p>
<p><i>Jochen Küpper, Berlin</i></p>
<p><i>Bernd Plietker, Stuttgart</i></p>
<p><i>Norbert Schaschke, Bielefeld</i></p>
<p><i>Andreas Schnepf, Karlsruhe</i></p>
<p><i>Oliver Weichold, Aachen</i></p>


<h2>— — — Komplexchemie mit anionischen Siliciumclustern</h2>
<p>Die Synthesechemie der Polyanionen der 14. Gruppe, der Zintl-Ionen, war bisher auf Ge, Sn und Pb beschränkt. Sie auf Silicium zu erweitern, ist nun Korber et al. gelungen. Sie setzten K6Rb6Si17 mit [Ni(CO)2(PPh3)2] in flüssigem Ammoniak in Gegenwart von 18[Krone]-6 um und erhielten den ersten Übergangsmetallkomplex eines Silicid-Clusteranions {[Ni(CO)2]2(μ-Si9)2}8— (1). Er entsteht in Form roter Kristalle zusammen mit komplexierten Gegenionen und Ammoniakmolekülen. Wie die meisten Ammoniakate sind die Kristalle temperaturlabil. Sie zersetzen sich oberhalb von —20°C und setzen Ammoniak frei. Dabei geht zwar die Kristallstruktur verloren, (1) bleibt jedoch erhalten. Die präparativ aufwendige Synthese und Strukturbestimmung von (1) könnte der erste Schritt in eine reichhaltige Koordinationschemie von Silicium-Clusteranionen sein, nachdem in den letzten Jahren mehrere spektakuläre molekulare Clusterverbindungen der Gruppe-14-Atome beschrieben wurden — darunter Au3Ge459— mit 45 Tetrelatomen . <i>AS</i></p>


<h2>— — — Katalytische Alkylierung von Alkenen mit Alkoholen</h2>
<p>Die katalytische C-C-Verknüpfung durch C-H-Aktivierung ist eine der attraktivsten Methoden, um funktionalisierte Verbindungen zu synthetisieren. Das Methodenarsenal dazu ist jedoch bisher nur wenig entwickelt. Tu und Mitarbeiter berichten jetzt von einer Reaktion, die Alkohole (1) eisenkatalysiert aktiviert und mit Olefinen (2) zur Reaktion bringt. Mit einer breiten Palette von Substraten entstehen funktionalisierte Alkohole (3). Die Reaktion verläuft über einen Wasserstofftransfer von (1) zum Eisen, der folgenden Addition des koordinierten oder freien Hydroxyalkyl-Radikals an das Alken und der abschließenden Reduktion des entstandenen Radikals. <i>UJ</i></p>


<h2>— — — Synergistische Effekte für die Metallierung</h2>
<p>In einer alkalimetallvermittelten Metallierung (Zinkierung) haben Mulvey et al. stabiles, a-deprotoniertes THF und THP erhalten. Bisher litten Metallierungen von THF und THP — etwa mit Organolithiumreagenzien — daran, dass die Produkte instabil waren. So kam es bei in a-Position deprotoniertem THF zur Ringöffnungsfragmentation (3+2-Cycloreversion). Nach der neuen Methode bildet sich bei der Reaktion von NaTMP mit ZnR2 (R = CH2SiMe3) in Gegenwart von TMEDA ein primärer Komplex (1). Dieser deprotoniert THF oder THP selektiv am a-C-Atom und es entsteht der stabile Komplex (2). Dieses bimetallische Reagenz eröffnet neue Synthesewege: So lässt sich (2) mit Elektrophilen zu substituierten cyclischen Ethern umsetzen. <i>AS</i></p>



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