Fakultät für Chemie und Mineralogie

Dekan	Professor Dr. Peter Welzel
Sitz Telefon Telefax E-Mail URL	Johannisallee 29, 04103 Leipzig (03 41) 97 36 000 (03 41) 97 36 099 crichter@rz.uni-leipzig.de http://www.uni-leipzig.de/chemie

Zur Forschungstätigkeit an der Fakultät

	Forschungstätigkeit an der Fakultät
	Habilitationen und Promotionen / Vorjahre
	Berichte der Institute und Einrichtungen

	Institut für Analytische Chemie
	Institut für Anorganische Chemie
	Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft
	Institut für Organische Chemie
	Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie
	Institut für Technische Chemie
	Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Zeitaufgelöste Spektroskopie
	Bereich Chemiedidaktik
	Institut für Nichtklassische Chemie e.V. an der Universität Leipzig (An-Institut)

Die Fakultät für Chemie und Mineralogie kann auf ein erfolgreiches Forschungsjahr 1999 zurückblicken. Sie bestimmt eine Vielzahl von Forschungsaktivitäten der Universität maßgeblich mit. Disziplin- und fakultätsübergreifend arbeiten naturwissenschaftliche und medizinische Bereiche an komplexen Forschungsschwerpunkten:

Graduiertenkollegs

Das Ziel des Kollegs besteht darin, ein interdisziplinär angelegtes Qualifizierungsvorhaben zu verwirklichen, welches eine größere Zahl von Doktoranden auf der Grundlage eines komplexen Forschungsprogramms und einer dazu inhaltlich abgestimmten Graduiertenausbildung über drei Förderzeiträume zu je 3 Jahren hinweg zur Promotion führt.

Das Forschungsprogramm enthält die Bearbeitungsschwerpunkte „Grenzflächen poröser Festkörper", „Halbleitergrenzflächen" und „Fluidgrenzflächen". Es bringt ein repräsentatives Arsenal an instrumentellen und theoretischen Methoden zum Einsatz und ist einer Vielfalt physikalischer Phänomene und chemischer Wandlungen an Grenzflächen aller möglichen Phasenkombinationen gewidmet.

Für die Doktoranden wird eine über drei Semester laufende Weiterbildung zu den Themenbereichen „Theoretische Grundlagen der Beschreibung von Grenzflächen", „Experimentelle Methoden für die Charakterisierung von Grenzflächen" und „Technische und analytische Anwendungen von Grenzflächenphänomenen" sowie eine Serie von Kolloquienveranstaltungen mit profilierten Gastwissenschaftlern gestaltet.

Beteiligte Einrichtungen: Aus der Fakultät für Chemie und Mineralogie die Institute für Physikalische und Theoretische Chemie, für Technische Chemie, für Analytische Chemie und für Organische Chemie sowie die Interdisziplinäre Arbeitsgruppe „Zeitaufgelöste Spektroskopie"; aus der Fakultät für Physik und Geowissenschaften das Institut für Experimentelle Physik I; das Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig.

Eingebundener Personenkreis: 20 antragstellende Hochschullehrer, 9 assoziierte Hochschullehrer, 3 Postdoktoranden (2 Stipendiaten und 1 assoziierter Postdoktoranden), 23 Doktoranden (darunter 14 Stipendiaten und 9 assoziierte, von anderen Förderprojekten gestützte Kollegiaten). 1999 konnten 11 Promotionsverfahren termingemäß und mit Erfolg abgeschlossen werden.

Die Förderung erfolgt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (65%) und den Freistaat Sachsen (35%).

Erster Bewilligungszeitraum: 01.10.1993 - 30.09.1996
Zweiter Bewilligungszeitraum: 01.10.1996 - 30.09.1999
Dritter Bewilligungszeitraum: 01.10.1999 - 30.09.2002

Graduiertenkolleg: „Mechanistische und Anwendungsaspekte nichtkonventioneller Oxidationsreaktionen"
Sprecherin: Prof. Dr. E. Hey-Hawkins (Institut für Anorganische Chemie)

Nichtkonventionelle Aspekte einer zentralen chemischen Reaktion, der Oxidation, werden in einem fach- und disziplinenübergreifenden Forschungsverbund bearbeitet und bilden das Rückgrat einer modernen und stimulierenden Doktorandenausbildung.

Zentrale Punkte des Forschungsprogramms sind die Entwicklung neuer Oxidationsmittel (heterometallische Zweikernkomplexe, Benzenseleninpersäure, Bisazido-iodosobenzen, 3-Hydro-peroxysultime und -sultame, elektrophile Aminierung mit einem homochiralen Nitrenoid, O-Sulfonyl-oxim und einer Chlornitroso-Verbindung), ihre Anwendung in Synthesen, enzymatischen Oxidationsreaktionen (Cytochrom P450-unabhängige und abhängige Monooxygenasen), einschließlich der Charakterisierung und Strukturbestimmung der Enzyme sowie die Untersuchung reaktiver Sauerstoffspezies in Lebewesen und bei entzündlichen Prozessen.
Das Graduiertenkolleg bietet den Stipendiaten und Kollegiaten ein forschungsbezogenes Ausbildungsprogramm an, das die Kernfächer der Chemie (Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie), die Pharmazeutische Chemie, die Biochemie (einschließlich Molekularbiologie), die Biophysik und die Umweltchemie umfaßt. So wird den Stipendiaten und Kollegiaten, über die Fragestellung der eigenen Doktorarbeit hinaus, die Möglichkeit geboten, sich fachübergreifend und interdisziplinär weiterzubilden. Das Ausbildungsprogramm umfaßt Vorlesungen, Kolloquien mit profilierten Gastwissenschaftlern, ein Seminarprogramm und Methodenpraktika in den Labors der beteiligten Arbeitsgruppen.

Am Graduiertenkolleg sind 13 Hochschullehrer, Dozenten und Habilitanden, 1 Postdoktorand, 11 Stipendiaten und 6 Kollegiaten aus der Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie, der Fakultät für Chemie und Mineralogie sowie der Medizinischen Fakultät beteiligt.

Bewilligungszeitraum: 01.10.1997 - 30.09.2000

Teilprojekte im Sonderforschungsbereich 294

Teilprojekt D1: Untersuchungen von Elementarschritten der heterogenen Katalyse - Aufklärung des Reaktionsmechanismus der n-Buten-Isomerisierung an Ferrierit und ähnlichen Zeolithen
Prof. Dr. H. Papp (Institut für Technische Chemie)

Der Mechanismus der Isomerisierung von n-Buten zu i-Buten an Zeolithen wird widersprüchlich diskutiert. Erste Ergebnisse zeigen, daß an Ferrierit hauptsächlich ein monomolekularer Mechanismus abläuft, während an ZSM-5-Zeolithen eine Dimerisierung von iso-Buten zu C₈-Kohlenwasserstoffen in einer Folgereaktion auftritt.

Erster Bewilligungszeitraum: 01.01.1994 - 31.12.1996
Zweiter Bewilligungszeitraum: 01.01.1997 - 31.12.1999
Dritter Bewilligungszeitraum: 01.01.2000 - 31.12.2002

Innovationskollegs

Das Innovationskolleg wird getragen von Arbeitsgruppe aus drei Fakultäten (Chemie und Mineralogie; Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie; Medizin).

Wissenschaftliches Ziel ist es, zum Verständnis von Wechselwirkungen zwischen Wirkstoffen (chemischen Signalen) und ihren Zielstrukturen (Targets), denen in aller Regel hochselektive Erkennungsmechanismen zugrundeliegen, beizutragen.

Vier erfolgreiche Jahre liegen hinter dem Innovationskolleg. Für den Zeitraum 1996 bis 1999 liegen eine Fülle von wissenschaftlichen Ergebnissen und Aktivitäten vor in Form von:

• durchgeführten Tagungen (insgesamt 9 Tagungen und Workshops)
• Kolloquien (insgesamt 61, davon 50 Vortragende aus akademischen Institutionen, 11 aus der Industrie, 19 aus dem Ausland, 4 aus Osteuropa)
• Vorträgen mit Ergebnissen aus dem Innovationskolleg (50 Einladungen zu Kolloquiumsvorträgen, 38 Vorträge auf externen Kongressen, 66 Posterbeiträge, 107 Vorträge auf Veranstaltungen des Innovationskollegs)
• 2 abgeschlossenen Habilitationen
• 18 abgeschlossenen Promotionen

Am 23./24.06.1998 ist die Arbeit des Innovationskollegs durch eine Kommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft begutachtet worden. Diese Begutachtung nahm einen sehr positiven Verlauf, und Ende November kam die Nachricht von der DFG, daß die Mittel in praktisch vollem Umfang für die Fortsetzung der Arbeit des Innovationskollegs bewilligt worden sind. Das Innovationskolleg wird nun noch für 2 Jahre gefördert. Die Teilnehmer haben sich darauf verständigt, alle Anstrengungen zu unternehmen, aufbauend auf der bisherigen erfolgreichen Zusammenarbeit einen Antrag auf Einrichtung eines Sonderforschungsbereichs zu erarbeiten.

Bewilligungszeitraum: 2. Phase, 01.01.1999 - 31.12.2000

Innovationskolleg: „Phänomene an den Miniaturisierungsgrenzen"
Sprecher: Prof. Dr. Wolfgang Grill (Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Institut für Experimentelle Physik II)

Teilprojekt K: „Dimensionsquantisierung in III-V-Heterostrukturen"
Dr. V. Gottschalch, Dr. R. Schwabe, PD Dr. B. Rheinländer, PD Dr. R. Pickenhain, G. Kirpal, G., I. Pietzonka, Prof. Dr. H. Schmidt

Schwerpunkt des Projektes ist das Studium der MOVPE-Wachstumsvorgänge zur Monolagenepitaxie von InAs, InP, GaP und AlP in verschiedenen A^III-B^V-Barrierenmaterialien. Bei solchen Schichtanordnungen ist prinzipiell von excitonischen Zuständen auszugehen. Die genaue Kenntnis der Lokalisierungsenergie der Excitonen und ihre strahlende Übergangswahrscheinlichkeit, die Oszillatorstärke, ist von genereller Bedeutung für die Nutzung entsprechender Dünnschichtanordnungen im optisch aktiven Gebiet von Laser- und Detektorspezialbauelementen. Erste Halbleiterlaser mit Monolagen im aktiven Gebiet konnten erfolgreich erprobt werden.

Bewilligungszeitraum: 1/96 - 12/2000

Teilprojekt L: „III-V-Halbleiter-Mikroresonatoren mit ultradünnen isovalenten Schichten"
PD Dr. B. Rheinländer, Dr. V. Gottschalch, Prof. Dr. K. Kreher, A. Singer, S. Hardt

Schwerpunkt des Projektes sind Untersuchungen der Kopplung von Resonatormoden mit Anregungszuständen in einzelnen und mehrfach wiederholten isovalenten Atomlagen in A^III-B^V- Halbleiter-Mikroresonatoren.

Die im Projekt zu beantwortende zentrale Frage ist: Lassen sich die Absorption und Emission von Photonen durch elektronische Übergänge in einer solchen Halbleiterschicht durch Kopplung an die Resonatormoden eines planaren Halbleiter-Mikroresonators auf ähnliche Weise verstärken, wie es von Quantengraben-Effekten bekannt ist?

Bewilligungszeitraum: 7/98 - 12/2000

Teilprojekt P: „Organische Nanometerschichten auf III-V-Halbleiteroberflächen"
Prof. Dr. T. Chassé, Dipl.-Phys. D. Zerulla (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie)

Ziele sind die Aufklärung der chemischen Bindungen von Alkanthiolatmolekülen auf Verbindungshalbleiteroberflächen, der Struktur der entstandenen selbstorganisierenden organischen Adsorbatschichten und des Einflusses der Oberflächenstruktur des kristallinen Substrates. Ein weiteres Ziel ist die definierte Strukturierung der organischen Monoschichten mittels elektronengestützter Methoden. Im Jahr 1999 wurden die Röntgenabsorptionsstudien von SAMs an (110)-Oberflächen von verschieden III-V-Halbleiter bei BESSY (Berlin) fortgesetzt. Es wurden signifikante Orientierungsabhängigkeiten von der Oberflächenstruktur gefunden. Mit einem UHV-STM gelang die Abbildung von Thiolmolekülen auf InP(110) in verschiedenen Phasen der Bildung der SAMs. Mittels STM konnten Gräben von 20nm lateraler Breite in die SAMs hergestellt und abgebildet werden.

Arbeitsgemeinschaft Halbleiterforschung

Methodische Kooperation (HRTEM) mit dem Innovationskolleg „Phänomene an den Miniaturisierungsgrenzen"

EU-Projekte

Sprecher: Prof. Dr. J. A. C. Broekaert (Institut für Analytische Chemie)

Es werden die Möglichkeiten von Glimmentladungen insbesondere mit Hinblick auf ihre Einsatzmöglichkeiten für die Analyse umweltrelevanter Proben und für die Analyse neuer Werkstoffe untersucht. Insbesondere werden die Arbeiten zur Analyse keramischer Pulver unter Einsatz der Plasmaspektrometrie (Leipzig) und von Glimmentladungen (IFW e.V., Dresden) sowie zur Bestimmung von Umweltschadstoffen in Zusammenarbeit mit der Universität von Oviedo (Spanien) durchgeführt.

Glimmentladungen für die elementspezifische Detektion, Direktanalyse keramischer Pulver
Dipl.-Chem. M. Wende, Prof. Dr. J. A. C. Broekaert

Bewilligungszeitraum: 1. Januar 1999 - 31. Dezember 2001

EU-Projekt: „Aldehyde"
Sprecher: Prof. Dr. W. Engewald (Insitut für Analytische Chemie)

Die simultane Spurenbestimmung von Aldehyden und Ketonen in verschiedenen Umweltmatrizes erfolgt vorwiegend nach der DNPH-Methode, bei der die Carbonylverbindungen in Gegenwart von Säure mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin zu den entsprechenden Hydrazonen umgesetzt werden, die dann mittels HPLC bestimmt werden.

Gegenstand des EU-Projektes, an dem 9 Partner aus 6 Ländern beteiligt sind, ist die Überwindung bestehender Schwachpunkte dieses Verfahrens, die sich aus Interferenzen mit Ozon oder Stickoxiden bzw. aus der Vielfalt der möglichen ungesättigten Carbonylverbindungen ergeben. Von der Leipziger Gruppe wird ein von der HPLC unabhängiges gaschromatographisches Bestimmungsverfahren erarbeitet und erprobt, wobei neue Dosiertechniken zum Einsatz kommen.

Bewilligungszeitraum: 12/1997 - 11/2000

DFG-Schwerpunktprogramme

Teilprojekt: Rastersondenmikroskopische Manipulation und Charakterisierung elektrokatalytischer Zentren
Dr. G. Wittstock, Prof. Dr. R. Szargan (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie)

Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von elektrokatalytischen Reaktionen an einzelnen reaktiven Zentren mit Abmessungen im Nanometerbereich. Dies erfolgt mit einem Instrument, das den Betrieb eines Rastertunnelmikroskops in Elektrolytumgebung (ECSTM) und eines elektrochemischen Rastermikroskops (SECM) quasi-simultan verbindet und zur Zeit bei uns entwickelt wird. Mit diesem Gerät sollen lokale Reaktivitätsinformationen einzelnen topographischen Merkmalen zugeordnet werden. Die mit diesem Instrument zu untersuchenden Modellsysteme basieren auf geordneten Alkanthiolschichten auf Goldoberflächen, in denen durch Coadsorption, sequentielle Belegung oder durch die STM-Spitze Defekte induziert werden. Diese Defekte sollen durch Metallabscheidung verstärkt werden. Je nach der Art und Größe der abgeschiedenen Metallcluster entstehen Strukturen unterschiedlicher Reaktivität. Einzelne der so erzeugten Cluster sollen durch an der SECM-Sonde erzeugte Oxidationsmittel wieder aufgelöst werden. Durch Kombinationen dieser Strategien wird die Präparation individueller katalytischer Zentren angestrebt. Sie sollen nachfolgend mit STM bezüglich der Topographie und mit SECM in Bezug auf ihre Reaktivität charakterisiert werden.

Bewilligungszeitraum: 29.09.1997 - 29.09.2001

DFG-Schwerpunktprogramm: „Strukturgradienten in Kristallen"
Teilprojekt: Modellierung von diffusionsinduzierten Entmischungen in Strukturgradienten
Prof. Dr. K. Bente (Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft), Prof. Dr. St. Luckhaus (Mathematisches Institut) in Kooperation mit Prof. Dr. St. Müller (MPI für Mathematik in den Naturwissenschaften)

seit 01.10.1998

Universitätsverbund Leipzig-Halle-Jena

Universitätsverbund Leipzig-Halle-Jena

Zusammenarbeit und Ergänzung in der Forschung sowie der methodischen Ausrüstung auf dem Gebiet der Hochschulmineralogie

BMBF-Verbundprojekt

Das beantragte Vorhaben umfaßt eine Instrumentierung für Röntgenemissionsspektroskopie mit winkelaufgelöster und energetisch durchstimmbarer Anregung und winkelaufgelöster Registrierung, die in Kombination einer Vorrichtung zur Aufnahme von Röntgenabsorptionsspektren und einer Präparationskammer neue Anwendungen der intensiven Röntgenstrahlung einer Synchrotronquelle der dritten Generation wie BESSY II erschließen soll. Die Vorteile der winkel- und polarisationsaufgelösten Röntgenemissionsspektren (element-, kanten- und symmetriespezifische sowie gegebenenfalls resonante Anregung und relativ große Austrittstiefe) sollen von den kooperierenden Nutzern der beteiligten Universitätsinstitute (Berlin, Dresden, Leipzig, Würzburg) sowie Forschungseinrichtungen der Max-Planck- und der Leibnizgesellschaft zur Untersuchung charakteristischer Phänomene bei resonanter Photoemission und zur Bestimmung lokaler partieller Zustandsdichten bzw. Orbitalsymmetrien verwendet werden. Ziel der Arbeiten sind neuartige Information zur geometrischen und elektronischen Struktur von hochgeordneten Dünnstschichten auf Metall- und Halbleitersubstraten, zur Grenzflächenstruktur vergrabener Schichten in Halbleitermaterial und zur Elektronenstruktur hochkorrelierter Materialien.

Das umfangreiche Forschungsspektrum der Fakultät umfaßt folgende Themen:

Institut für Analytische Chemie

Institut für Analytische Chemie

Arbeitskreis Berger

• Methodenentwicklung für die NMR-Spektroskopie, Entwicklung von Pulssequenzen mit selektiven Pulsen und Feldgradienten
• Mechanistische Untersuchungen im Bereich der physikalisch-organischen Chemie und der metallorganischen Chemie
• Konformationsuntersuchungen an Proteinen mittels 3D-NMR

Als atomspektroskopische Themen wird an der Entwicklung, Charakterisierung sowie am analytischen Einsatz von Plasmen als Quellen für die Emissions- und Massenspektrometrie gearbeitet. Es wurden Methoden zur Element- und Speziesanalyse für umweltrelevante Proben und Materialien, die für die Entwicklung neuer Werkstoffe von Bedeutung sind, erarbeitet. Bei den Arbeiten zum Thema der elektrochemischen Methoden steht die Untersuchung neuartiger elektrochemischer Detektoren für Fließsysteme zentral.

• Chromatographische Vielkomponenten- und Spurenanalyse organischer Verbindungen
• Anwendung chromatographischer Methoden in der Umweltanalytik
• Kombination von adsorptiver Spurenanreicherung / Thermodesorption und GC-MS organischer Verbindungen aus Rauchgasen und Luft - Untersuchungen im Emissions- und Immissionsbereich
• Weiterentwicklung von Probevorbereitungs- und Injektionstechniken in der Wasseranalytik - Solid Phase Micro Extraction, Large Volume Injection Pyrolyse-GC/MS
• Kopplungen von HPLC mit API-Massenspektrometrie-Techniken (ESI-MS(MS),APCI-MS(MS) - Analytik hydrophiler/polarer Schadstoffe wie PSBM, Tenside, Pharmaka (Metabolite)

• Untersuchung der Verwitterungsprozesse von Braunkohlen und die Folgen für die Flutung von Braunkohlerestlöcher
• Umweltanalytik von fluor- und chlororganischen Verbindungen, die bei technischen Prozessen als Abprodukte anfallen und in die Umwelt gelangen können
• Fragmentierungsverhalten von organischen Molekülen unter verschiedenen Ionisierungbedingungen im Massenspektrometer

Institut für Anorganische Chemie

Institut für Anorganische Chemie

Bereich Koordinationschemie

• Reaktionen koordinierter Liganden werden vorzugsweise zur Synthese von neuen chalkogen- und stickstoffhaltigen Chelatbildnern und ihren Übergangsmetallchelaten genutzt. Es erfolgt eine umfassende strukturelle Charakterisierung der Verbindungen.
• Die Bestimmung von Komplexstabilitätskonstanten mittels potentiometrischer und titrationskalorimetrischer Methodik, extraktive Metallionenanreicherung bzw. -abtrennung und elektrochemische Untersuchungen mit ligandmodifizierten Elektroden werden durchgeführt.

Synthetische metallorganische/anorganische Chemie, Reaktivität von Übergangsmetallkomplexen mit funktionalisierten Liganden der Elemente der 3. und 5. Hauptgruppe, Alkali- und Erdalkalimetallphosphanide, Borverbindungen, Aluminiumverbindungen, Phosphorverbindungen, heterodinukleare Zweikern-Komplexe, homogene Katalyse; spektroskopische (IR, NMR, MS) und röntgenstrukturanalytische Methoden

Photokatalytische, photo- und sonochemische Reaktionen von Koordinationsverbindungen

• Synthese und Strukturbestimmung von Alkylaluminiumalkoxiden als Vorstufen zur Herstellung neuer Oxidphasen des Aluminiums
• Röntgenkristallstrukturanalysen von organischen und Metallkomplexverbindungen

A^IIIB^V-Halbleiterepitaxie: Untersuchungen zum Einsatz alternativer Quellen bei der MOVPE-Darstellung (metal-organic vapour-phase epitaxy) von Laserstrukturen, -artigen und geordneten Schichtstrukture n.

EPR-, ENDOR- und HYSCORE-Untersuchungen an ausgewählten paramagnetischen Verbindungen

Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft

Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft

• Angewandte materialwissenschaftlich orientierte und Grundlagenforschung zu elektrischen Leitern und zur Solarzellentechnik
• Kristallstruktur- und Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen von Halb- und Supraleitern, sowie von Mineralien
• Experimentelle und mathematische Modellierung von Festkörperentmischungen
• Umweltmineralogie und -analytik, Werk- und Baustoffentwicklung
• Untersuchung der Beugungseigenschaften nichtperodischer und nichtidealer Strukturen
• Untersuchungen zur Realstruktur metallischer Meteorite
• Methodische Arbeiten zur Röntgenbeugung einschließlich des Kosseleffektes und zur Röntgenbeugungsanalyse an Pulvern und Dünnschichten

Institut für Organische Chemie

Institut für Organische Chemie

Naturstoffchemie und Bioorganische Chemie

• Synthese, Wechselwirkung zwischen biologisch aktiven Substanzen und ihren Zielstrukturen (Rezeptoren oder Enzyme), interdisziplinäre Zusammenarbeit
• Herzaktive Steroide - Studium der Wechselwirkung mit der Natrium-Kalium-ATPase durch Affinitätsmarkierung
• Der Striga-Keimungsfaktor Strigol - Synthese, Struktur-Wirkungsbeziehungen
• Das die Adenylylcyclase stimulierende Diterpen Forskolin - Synthese, Struktur-Wirkungsbeziehungen, Versuche, Informationen über den Wirkungsmechanismus zu erlangen
• Moenomycin-Antibiotika - Synthese, Struktur-Wirkungsbeziehungen, Untersuchung des Mechanismus der Transglycosylierungsreaktion bei der Biosynthese des Peptidoglycans (Stützsubstanz der Bakterienzellwand). Entwicklung einer neuen Klasse von Antiinfektiva
• Untersuchungen zur enzymatischen Baeyer-Villiger-Oxidation mit Cyclohexanon-Monooxygenase unter Cofaktorregenerierung mit Formiat-Dehydrogenase
• Riechstoffe und chirale Synthesebausteine aus einfachen natürlichen Terpenen
• Benzoxazinoide Acetalglucoside - Isolierung aus Gramineae, Synthese von Agluconen und Acetalglucosiden, Arbeiten zur molekularen Wirkung und Allelopathie, Synthese ihrer pflanzlichen Detoxifikationsprodukte
• 2-Oxo-D-Gluconsäure - Nutzung eines fermentativ zugänglichen Synthesebausteins als neuer Kohlenhydratbaustein für die Synthese von Heterocyclen und reaktiven Zwischenprodukten

Aminosäuren, Peptide, Heterocyclen

• Stereokonservative und stereoselektive Synthese von seltenen und nicht-natürlichen Amino-, Hydroxy-, Keto- und Mercaptosäuren und deren Einbau in Konjugate.
• Modifizierung biologisch aktiver Peptide und Depsipeptide
• Synthese von Turnmimetika und neuer Scaffolds
• Untersuchungen zum Einfluß der Fluorsubstitution auf das Profil biologisch aktiver Verbindungen
• Organische Chemie und Bioorganische Chemie an der Schnittstelle zu Biologie und Medizin: Synthese chemisch modifizierter physiologisch aktiver Peptide
• Peptid-Protein-Wechselwirkungen
• Entwicklung neuer Synthesewege für Heterocyclen via sequentielle Reaktionen und Ringtransformationen heterocyclischer Verbindungen mit dem Ziel der Entwicklung neuer Leitstrukturen für Wirkstoffe und Materialien
• Heterocyclen als Bausteine in der Synthesechemie, u. a. für Makromoleküle und Polymere sowie in Oxidationsreaktionen
• Fluorierte Heterocyclen und heterocyclische Naturstoffe

Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Physikalische Chemie I

Prof. Dr. H. Morgner

• Charakterisierung der molekularen Struktur von fluiden Grenzflächen auch in Abhängigkeit der Zeit mit Methoden der Oberflächenanalytik
• Struktur organischer Schichten auf Festkörpersubstraten (Oberflächenanalytik)
• Sauerstoffadsorption an Metallen und Oxidbildung (Oberflächenanalytik)
• Computersimulation (Molecular Dynamics), Thermodynamische Beschreibung von Grenzflächen, Diffusion
• Charakterisierung der unterschiedlichen Grenzflächen flüssig/Luft, flüssig/flüssig und fest/flüssig durch Ober- und Grenzflächenspannungen sowie Randwinkelmessungen
• Experimentelle und theoretische Untersuchungen des Phasenverhaltens im System: Kohlenhydrattensid + Wasser + Öl + Cotensid
• Entwicklung von thermodynamischen Berechnungsmethoden der Grenzflächeneigenschaften (Grenzflächenspannung, Grenzflächenprofile und relative Anreicherung an der Grenzschicht)

• Untersuchungen zur Charakterisierung der katalytischen Aktivität und Selektivität von Zeolithen
• Charakterisierung der molekularen Struktur von Adsorbatkomplexen in Zeolithen
• Reaktivität in Wasser/Tensid-Grenzschichten, Beeinflussung der Reaktivität bei Strukturänderungen wässriger Tensid-Lösungen
• Geometrische und energetische Charakterisierung von porösen Festkörpern mit Adsorptionsmethoden
• Modellierung von Adsorptionsgleichgewichten in mikroporösen Festkörpern mit Computersimulation

• Chemische Reaktivität, elektronische und geometrische Struktur von Festkörperoberflächen: chemische Modifizierung und laterale Strukturierung von Chalkogeniden, A^IIIB^V-Halbleitern und Metallen durch Schichtabscheidung mit Molekularstrahlquellen, Adsorption, elektrochemische sowie photo- und elektronenstrahlinduzierte Reaktionen
• Erschließung neuer spektroskopischer und mikroskopischer Anwendungsgebiete: Winkel- und polarisationsaufgelöste Röntgenemissionsspektroskopie mit Hilfe von Synchrotronstrahlung; Erschließung des Submikrometerbereiches von Reaktivitätsinhomogenitäten
• Theoretische Interpretation von Röntgenanregung und Elektronenbeugung (Kooperation): Dichtefunktionaltheorie-Simulationen, quasiatomare Modellrechnungen

• Untersuchungen zur elektronischen und geometrischen Struktur und zur Stabilität und Reaktivität von Ein- und Mehrkern-Koordinationsverbindungen. Untersuchungen zum Mechanismus homogen-katalytischer Reaktionen an Übergangsmetallzentren und zur Aufklärung von Struktur, Stabilität und Reaktivität von Adsorbatkomplexen von Molekülen an Oberflächen
• Struktur, Energiespektren und magnetische Eigenschaften von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Defekten und von eindimensionalen (1-D-Stapel) und zweidimensionalen (adsorbiert auf Graphit) molekularen Ensemblen dieser Verbindungen
• Mathematische Bestimmung von Eigenschaften der Potentialhyperfläche chemischer Systeme und deren Einfluß auf chemische Reaktionen und Schwingungsspektren. Aufklärung des Mechanismus chemischer Reaktionen
• Quantenchemische Untersuchungen zu adsorptiven und reaktiven Prozessen an Halbleitergrenzflächen

Institut für Technische Chemie

Institut für Technische Chemie

• Heterogen katalytische Umsetzung von Kohlenwasserstoffen
• Umweltkatalyse (Entstickung von Abgasströmen)
• Untersuchung von Elementarschritten der heterogenen Katalyse
• Heterogene Katalyse an Oxid- und Phophatkatalysatoren für die oxidative Dehydrierung von Paraffinen
• Katalytische Nachverbrennung von organischen Verbindungen in Abluftströmen
• Synthese, Modifizierung und Charakterisierung von Katalysatoren und Adsorbentien
• Oberflächenanalytische Untersuchung von Katalysatoren
• Untersuchungen zu adsorptiven Trenn- und Reinigungsprozessen
• Herstellung, Charakterisierung und Modifizierung von Adsorbentien
• Trennung und Reinigung von Stoffgemischen durch Adsorption
• Entwicklung eines Virtuellen Praktikums für Technische Chemie

Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Zeitaufgelöste Spektroskopie

Interdisziplinäre Arbeitsgruppe Zeitaufgelöste Spektroskopie

• Elementarprozesse der Ionisation und Oxidation von organischen Substanzen und der Wirkungsmechanismen von Antioxidantien in niedermolekularen Systemen und Polymeren
• Elektronentransferprozesse in polaren und unpolaren niedermolekularen Lösungen
• Studium von oxidativen Prozessen in Lipiden und Modellmembranen
• Radikalreaktionen in biologischen Modellsystemen
• Methodische Weiterentwicklung zeitauflösender spektroskopischer Methoden und Meßverfahren

Bereich Chemiedidaktik

Bereich Chemiedidaktik

• Fachdidaktisches Erschließen von Inhalten der Chemie für Lehrkomplexe des gymnasialen Chemieunterrichts
• Untersuchungen zur systematischen Ausprägung chemischer Grundbegriffe im Unterricht unter Berücksichtigung spezieller Ergebnisse der internationalen TIMMS-Forschungsstudie
• Konzeptionelle Überlegungen für interdisziplinäre Untersuchung zu „Entwicklung fachspezifischer und fächerübergreifender Problemlösekompetenz bei Schülern im naturwissenschaftlichen Unterricht durch die Ausbildung von Experimentierkompetenz und entsprechenden didaktischen Qualifikationen bei Lehramtsstudenten"
• Auswahl und Strukturierung von chemischen Unterrichtsinhalten, die einen verstärkten Alltagsbezug für Schüler aufweisen
• Erarbeitung von Lehrmaterialien (Schulbuch, Arbeitsheften, Experimentierheften, Lehrerhandreichungen)

Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig

Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig

• Bestimmung von kinetischen und thermodynamischen Stoffdaten bis zu hohen Drücken
• Mikrowellen- und ultraschallunterstützte Extraktion von Wertstoffen z. B. aus biologischen Matrices / Biomassereststoffen oder nachwachsenden Rohstoffen in herkömmlichen und überkritischen Lösungsmittel
• Stoffgewinnung bzw. Abtrennung von Produkten mit reinen und modifizierten überkritischen Fluiden
• Modifikation von Lignocellulose
• Abbau von Schadstoffen im Grundwasser durch ultraschallunterstützte katalytische Oxidation und Aquasonolyse
• Chemische Charakterisierung von Hochtemperaturstählen vor ihrem Einsatz in industriellen Anlagen anhand von Referenzreaktionen bei hohen Temperaturen
• Bewertung von technischen Einsatzprodukten für Steamcracker anhand der Koksbildung im Reaktor und im Wärmeaustauscher
• Einsatz von Hochfrequenzenergie und Bodenluftabsaugung zur Sanierung mineralölkontaminierter Böden
• Untersuchungen zur Bodenerwärmung mit Hochfrequenzenergie zur Unterstützung mikrobiologischer Sanierungsverfahren
• Stimulierung von chemischen Reaktionen durch Mikrowellen- und Ultraschallenergie
• Gasadsorption an mikroporösen Festkörpern bis zu hohen Drücken, Ermittlung von Teilbeladungen in mehrkomponentigen Systemen
• Untersuchungen der Eigenschaften tensidgestützter komprimierter Gase
• Isobare Abscheidung von Stoffen aus überkritischen Fluidphasen
• Untersuchung geochemischer und umweltrelevanter Prozesse in natürlich und anthropogen beeinflußten Sphären
• Lokalisierung von Schadstoffquellen durch Kombination von Stoff- und Isotopenuntersuchungen auch im Spurenbereich
• Methodisches zur Gaschromatographie an engen und nichtkonventionellen Kapillarsäulen
• Verbesserung der Selektivität von Analysenmethoden durch Säulenkopplungen und Säulenschaltungen
• Entwicklung analytischer Methoden zur Schadstoffbestimmung in Althölzern, Böden, Problemwässern

Zusammenfassung

Die 1999 erzielten Forschungsergebnisse wurden in Fachzeitschriften publiziert (s. Liste der wissenschaftlichen Publikationen), in Graduierungsarbeiten (2 Habilitationsschriften, 47 Dissertationen) zusammengefaßt (s. Liste der akademischen Graduierungen) sowie auf Kongressen, Symposien und bei Kolloquiumsvorträgen vorgestellt. Der Jahresbericht 1999 der Fakultät für Chemie und Mineralogie gibt darüber detailliert Aufschluß.