Fakultät für Chemie und Mineralogie

Forschungstätigkeit an den Fakultäten

Die Fakultät für Chemie und Mineralogie kann auf ein erfolgreiches Forschungsjahr 2002 zurückblicken. Sie bestimmt eine Vielzahl von wichtigen Forschungsaktivitäten der Universität maßgeblich mit. Disziplin- und fakultätsübergreifend arbeiten naturwissenschaftliche und medizinische Bereiche an komplexen Forschungsschwerpunkten.

Komplexe Forschungsschwerpunkte der Fakultät

Graduiertenkolleg: "Physikalische Chemie der Grenzflächen"
Sprecher: Prof. Dr. R. Szargan (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie)

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 mögli-chen Phasenkombinationen gewidmet.

Für die Doktoranden werden 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 Kolloquien mit profilierten Gastwissenschaftlern gestaltet.

Beteiligte Einrichtungen: Aus der Fakultät für Chemie und Mineralogie die Institute für Phy-sikalische und Theoretische Chemie, für Technische Chemie, für Analytische Chemie und für Organische Chemie sowie die Interdisziplinäre Arbeitsgruppe "Zeitaufgelöste Spektro-skopie", aus der Fakultät für Physik und Geowissenschaften das Institut für Experimentelle Physik I, das Institut für Nichtklassische Chemie an der Universität Leipzig.

Eingebundener Personenkreis: 17 antragstellende Hochschullehrer, 11 assoziierte Hochschullehrer, 5 Postdoktoranden (3 Stipendiaten, 2 assoziierte Postdok.), 12 Doktoranden (darunter 11 Stipendiaten und 1 assoziierte, von anderen Förderprojekten gestützte Kolle-giaten). 2002 konnten 4 Promotionsverfahren termingemäß und mit Erfolg abgeschlossen werden.

Förderung 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
Ergänzungsbewilligung: 01.10. 2002- 30.09.2003

Graduiertenkolleg: "Mechanistische und Anwendungsaspekte nichtkonventioneller Oxidationsreaktionen"

Sprecherin: Prof. Dr. E. Hey-Hawkins (Instiut 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, Bisazidoiodosobenzen, 3-Hydro-peroxysultime und -sultame), ihre Anwendung in Synthesen, enzymatischen Oxidati-onsreaktionen (Cytochrom P450-unabhängige und abhängige Monooxygenasen), ein-schließlich der Charakterisierung und Strukturbestimmung der Enzyme sowie die Untersu-chung reaktiver Sauerstoffspezies in Lebewesen und bei entzündlichen Prozessen.

Das Graduiertenkolleg bietet den Stipendiaten und Kollegiaten ein forschungs-bezogenes Ausbildungsprogramm an, das die Kernfächer der Chemie (Anorganische Chemie, Orga-nische 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 Arbeitsgrup-pen.

Am Graduiertenkolleg sind 13 Hochschullehrer, Dozenten und Habilitanden, 1 assoziierter Hochschullehrer, 10 Stipendiaten, 1 Postdoktorand und 8 Kollegiaten aus der Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie, der Fakultät für Chemie und Mineralogie, der Medizinischen Fakultät sowie der Interdisziplinären Arbeitsgruppe "Zeitaufgelöste Spektroskopie" und des Institutes für Nichtklassische Chemie beteiligt.

Bewilligungszeitraum

1. Förderperiode: 01.10.1997 - 30.09.2000
2. Förderperiode: 01.10.2000 - 30.09.2003

SFB 294: "Moleküle in Wechselwirkung mit Grenzflächen"

Sprecher: Prof. Dr. D. Michel (Fakultät für Physik und Geowissenschaften)

Teilprojekt G 1
Prof. Dr. H. Papp

Untersuchungen von Elementarschritten der heterogenen Katalyse - Aufklärung des Reakti-onsmechanismus der n-Buten-Isomerisierung an Ferrierit und ähnlichen Zeolithen.

Der Mechanismus der Isomerisierung von n-Buten zu i-Buten an Zeolithen wird widersprüchlich diskutiert. Ergebnisse zeigen, dass an Ferrierit hauptsächlich ein monomoleku-larer Mechanismus abläuft, während an ZSM-5-Zeolithen je nach Temperatur und/oder Säurezentrenzahl ein biomolekularer bzw. monomolekularer Mechanismus vorherrscht.

Bewilligungszeitraum: 01.01.2000 - 31.12.2002

Drittmittelgeförderte Forschung

EU-Projekt: Thematisches Netzwerk "Glow discharge spectroscopy for spectrochemical analysis"

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

Es wurden die analytischen Möglichkeiten von Glimmentladungen insbesondere im Hinblick auf ihre Einsatzmöglichkeiten für die Analyse neuer Werkstoffe und für Umweltfragestellungen untersucht. Insbesondere wurden Arbeiten zur Analyse von Aluminiumoxidpulvern unter Einsatz der Plasmaspektrometrie (Leipzig) und von Glimmentladungen (IFW e. V. Dresden) in Zusammenarbeit mit Partnern aus dem europäischen Ausland durchgeführt.

Glimmentladungen für die Direktanalyse keramischer Pulver
Prof. Dr. J. A. C. Broekaert
Bewilligungszeitraum: 01.01.1999 - 31.03.2002

EU-Projekt: "Fluorine a Unique Tool for Engineering Molecular Properties"

Sprecher: Prof. Dr. K. Burger (Institut für Organische Chemie)

Mit Hilfe neu konzipierter und bereits bekannter fluorierter "Building Blocks" werden Naturstoffe (Kohlenhydrate, Peptide, Glycopeptide, Depsipeptide etc.) und etablierte Wirkstof-fe modifiziert. Der "Fluoreffekt" (Änderung der metabolischen Stabilität, Änderung der Li-pophilie) soll in Abhängigkeit von der Platzierung und der Anzahl der vorhandenen Fluor-atome bestimmt werden.

Dipl.-Chem. M. Fioroni

01.11.1997 - 01.11.2001, Verlängerung bis 31.07.2002

DFG-Schwerpunktprogramm: "Strukturgradienten in Kristallen"

Sprecher: Prof. Dr. Schmahl (Institut für Mineralogie der Universität Bochum)

Teilprojekt: Modellierung von diffusionsinduzierten Entmischungen in Strukturgradienten

Prof. Dr. K. Bente (Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft) mit Prof. Dr. S. Luckhaus (Mathematisches Institut) und in Kooperation mit Prof. Dr. S. Müller (Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften)

seit 01.10.1998

DFG-Projekt-Paket: "Metallordnungsabhängige Struktur- und Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen von Mischkristallhalbleitern im System (Zn,Fe)S-CuInS2 (FZCIS)"

(9 Projekte, davon 1 Cottbus, 1 Freiberg und 7 Universität Leipzig)

Sprecher: Prof. Dr. K. Bente (Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft)

Zwei Teilprojekte: Prof. Dr. Bente mit Dr. Heuer und PD Dr. Wagner (Institut für Oberflächenmodifizierung e. V.)

seit 01.08.2000

Restaurationsprojekt: "Gletschersteinpyramide"

Sprecher: Prof. Dr. K. Bente (Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft)

Förderung: Regierungspräsidium Leipzig, Universität Leipzig, Vereinigung der Freunde und Förderer der Universität Leipzig

seit 01.01.2000

DFG-Forschergruppe: "Oxidische Grenzflächen"

Sprecher: Prof. Dr. I. Mertig (Universität Halle-Wittenberg)

Teilprojekt "Röntgenemissionsspektroskopie mit Synchrotronstrahlung an dünnen Schichten von Übergangsmetalloxiden"

Prof. Dr. R. Szargan, Prof. Dr. T. Chassé, S. Krasnikov, D. Wett (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie)

Ziel der Untersuchungen sind Beiträge zur Aufklärung (1) der lokalen und symmetriespezifischen elektronischen Struktur von epitaktisch gewachsenen ultradünnen Oxidschichten von 3d-Metallen im Bereich von Monolagen bis Vielfachlagen, (2) der Veränderungen der e-lektronischen Struktur der Oxidschichten und insbesondere ihres Grenzflächenbeitrages bei Metallabscheidung und Einbetten bzw. Vergraben der Schichten sowie (3) der elektronischen Eigenschaften der Oxidschichten wie Ladungstransferverhalten und d-d-Anregungen, Kristallfeld- und Bandlückenparameter.

Bewilligungszeitraum: 12.07. 2000 - 11.07.2003

Marie Curie Training Site: "NMR in Organic Chemistry"

Sprecher: Prof. Dr. S. Berger (Institut für Analytische Chemie)

Doktoranden aus EU-Staaten werden in der Methodik der NMR-Spektroskopie eingeführt.

Prof. Dr. S. Berger

Bewilligungszeitraum: 15.10.2000 - 14.10.2004

Marie Curie Training Site: "Homogeneous and Heterogeneoues Catalysis"

Sprecher: Prof. Dr. H. Papp (Institut für Technische Chemie)

sonstige Beteiligte: Prof. Dr. E. Hey-Hawkins, Prof. Dr. J. Sieler, Prof. Dr. G. Wendt (Institute für Technische Chemie und Anorganische Chemie)

Im Rahmen der Marie Curie Training Site wird Doktoranden aus EU-Ländern die Möglichkeit gegeben, einen Teil ihrer Dissertation, die sich mit homogener oder heterogener Katalyse beschäftigen sollte, an der Fakultät für Chemie und Mineralogie durchzuführen.

Bewilligungszeitraum: 01.10.2000 - 30.09.2004

INTAS (International Association for the promotion of co-operation with scientists from the New Independent States of the former Soviet Union):
Hybrid Phosphines as Building Blocks for Novel Effective Catalysts: Design of New Early-Late Oligonuclear d-Metal Precatalysts and Water-Soluble Precatalysts for Mono- and Biphasic Polymerisations

Sprecherin: Prof. Dr. E. Hey-Hawkins (Institut für Anorganische Chemie)

Im Rahmen dieses Gemeinschaftsprojektes werden neuartige homogene Katalysatoren auf der Basis von Hybrid-Phosphan-Liganden entwickelt. Hierzu werden unterschiedliche funktionalisierte Hybrid-Phosphan-Liganden ausgehend von primären Phosphanen und funktionalisierten Halogeniden oder Aldehyden in Gegenwart funktionalisierter Amine, speziell Aminosäuren, umgesetzt. Die so erhaltenen funktionalisierten Hybrid-Phosphan-Liganden sollen zwei Aspekte kombinieren: Wasserlöslichkeit und die Fähigkeit zur Koordination von mindestens zwei unterschiedlichen (harten und weichen) Übergangsmetallen. Ziel ist es, hocheffektive stereoselektive Katalysatoren für ein- und zweiphasige Reaktionen, wie Olefinmetathese, Polymerisation und Copolymerisation von ,-Caprolactonen, Ethylencarbonat und Olefinen mit CO und chirale Polymerisation von L-(-)-Lactiden, die zur Bildung biolo-gisch abbaubarer Polymere führen, zu erhalten.

Die Eigenschaften der funktionalisierten Hybrid-Phosphan-Liganden sowie der hiermit erhaltenen Übergangsmetallkomplexe, mechanistische Untersuchungen zur Katalyse und Untersuchungen der Intermediate sind Gegenstand des Projektes.

Bewilligungszeitraum: 01.07.2001 - 30.06.2004

IPP (Internationales Promotionsprogramm) "Forschung in Grenzge-bieten der Chemie"

Koordinatorin: Prof. Dr. E. Hey-Hawkins (Institut für Anorganische Chemie)

Unter diesem Titel steht der internationale Promotionsstudiengang an der Fakultät für Chemie und Mineralogie der Universität Leipzig, der als Internationales Promotionsprogramm (IPP) vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) aus Mitteln des BMBF gefördert wird. Das Ziel des Pro-gramms besteht darin, die Attraktivität der Promotion an der Fakultät zu steigern, die Promotionsdauer klar zu begrenzen und einer zunehmenden Internationalisierung Rechnung zu tragen. Das Programm ist stark interdisziplinär ausgerichtet unter Beteiligung aller Insti-tute der Fakultät sowie von Vertretern des Biotechnologisch-Biomedizinischen-Zentrums (BBZ), des Instituts für Biochemie und von außeruniversitären Einrichtungen. Das fachliche Profil des Promotionsprogramms konzentriert sich neben grundlagenbezogener Forschung und umweltrelevanten Themen auf die Schwerpunkte Materialwissenschaften, Grenzflächen und Chemie/ Biowissenschaften.

Bewilligungszeitraum: 01.07.2002 - 30.06.2005

BMBF-Verbundprojekt "Instrumentierung zur Röntgenfluoreszenzspektroskopie mit Synchrotronstrahlung"

Koordinator: Prof. Dr. R. Szargan (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoreti-sche Chemie)

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 Rönt-genabsorptionsspektren 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 Universi-tätsinstitute (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. Or-bitalsymmetrien verwendet werden. Ziel der Arbeiten sind neuartige Informationen zur ge-ometrischen und elektronischen Struktur von hochgeordneten Dünnstschichten auf Metall- und Halbleitersubstraten, zur Grenzflächenstruktur vergrabener Schichten in Halbleiterma-terial und zur Elektronenstruktur hochkorrelierter Materialien.

Bewilligungszeitraum: 01.03.1998 - 31.03.2004

BMBF-Verbundprojekt 03 WKI 10: Wachstumskern INNOCIS

Koordinator: Dr. G. Lippold (Soloarion GmbH, Leipzig)

Teilprojekt: "Prozess- und Schichtoptimierung von transparenten leitfähigen Oxidschichten und Cu-(In,Ga)-(Se,S)-Solarabsorberschichten für neuartige, flexible Dünnschichtsolarzel-len mit Röntgenanalytik"

Prof. Dr. R. Szargan, Prof. Dr. T. Chassé, L. Zhang (Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie)

Es wird eine prozessbegleitende Schichtanalytik zur Optimierung von Cu(Ga,In) (S,Se)2-basierenden, kostengünstigen Dünnschichtsolarzellen (CIGSS) auf flexiblen Trägermateria-lien aufgebaut und zur Prozessoptimierung eingesetzt. Schwerpunkte sind die Optimierung der PVD-Abscheidungsprozesse für die Einzelschichten, das Erfassen und die Kontrolle von Interdiffusionsprozessen, Untersuchungen zum Ersetzen von CdS- durch ZnS-Pufferschichten sowie zu Einflüssen von technologisch bedingten Diskontinuitäten im Ge-samtprozess.

Materialwissenschaftlich benötigte Schlüsselinformationen zu den Elementverteilungen sollen für die Technologieoptimierung mittels einer aufzubauenden Röntgenfluoreszenzanalytik in Verbindung mit oberflächenempfindlicher Elektronenspektroskopie und Tiefenprofiltechniken gewonnen werden. Zusätzliche Informationen zur chemischen Bindung, der lokalen Struktur und den elektronischen Eigenschaften sollen ex situ durch Messungen mit hochauflösender Photoemission gewonnen werden, ergänzt durch AFM-Messungen für die Schichtmorphologie.

Die Ergebnisse fließen unmittelbar in die Prozess- und Produktoptimierung der Dünnschichtsolarzellen bei der Solarion GmbH ein.

Publikationen, Graduierungsarbeiten und Tagungen

Die 2002 erzielten Forschungsergebnisse wurden in Fachzeitschriften (s. Liste der wissenschaftlichen Publikationen), in Graduierungsarbeiten (23 Dissertationen) zusammengefasst (s. Liste der akademischen Graduierungen) sowie auf Kongressen, Symposien und bei Kol-loquiumsvorträgen vorgestellt. Der Jahresbericht 2002 der Fakultät für Chemie und Mine-ralogie gibt darüber detailliert Aufschluss.

Forschungsgebiete der Einrichtungen der Fakultät

Das umfangreiche Forschungsspektrum der Fakultät umfasst folgende Themen:

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
• Untersuchungen zur Solvatation und Diffusion organischer Moleküle

Arbeitskreis Broekaert
Arbeitsgruppe Matysik

• In Verbindung mit der Kapillarelektrophorese stehen methodische Entwicklungen und Anwendungen der elektrochemischen Detektion im Vordergrund. Ein Schwerpunkt dieser Arbeiten konzentriert sich auf Untersuchungen in nichtwässrigen Medien. Weiterhin werden potentiometrische und amperometrische Einwegsensoren entwickelt.

Arbeitskreis Engewald

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

Institut für Anorganische Chemie

Festkörperchemie/Materialwissenschaften
Arbeitskreis Prof. Dr. H. Krautscheid

• Synthese mehrkerniger und polymerer Halogeno-, Pseudohalogeno- und Chalkogenokomplexe als Übergang zwischen Komplex und Festkörperphase;
• Komplexverbindungen der schweren Hauptgruppenelemente
  Charakterisierung durch Röntgenstrukturanalyse und spektroskopische Methoden; Eigenschaften in Abhängigkeit von Clustergröße, Verknüpfung und Dimensionalität

Halbleiterchemie
Arbeitskreis Dr. V. Gottschalch

• AIIIBV-Halbleiterepitaxie: MOVPE (metal-organic vapour phase epitaxy) von (GaIn)(Nas) and (BgaIn)As layer structures

Arbeitskreis Prof. Dr. J. Sieler

• Synthese und strukturelle Charakterisierung neuer poröser Netzwerke mittels koordinativer Bindung und Wasserstoffbrückenbindung
• Synthese von Katalysatoren zur CO2-Aktivierung

Organometallchemie/Photochemie
Arbeitskreis Prof. Dr. E. Hey-Hawkins

• Anorganische Molekülchemie, Organometallchemie: Synthetische metallorganische/anorganische Chemie, Reaktivität von Übergangsmetallkomplexen mit funkti-onalisierten Liganden der Elemente der 3. und 5. Hauptgruppe, Alkali- und Erdal-kalimetallphosphanide, Borverbindungen, Aluminiumverbindungen, Phosphorver-bindungen, heterodinukleare Zweikern-Komplexe, Katalyse; präparative HPLC luft-empfindlicher Verbindungen; spektroskopische (IR, NMR) und röntgenstrukturanaly-tische Methoden.

Strukturchemie
Arbeitskreis Prof. Dr. R. Kirmse

• Synthese von CuII-Komplexen mit 13C-, 15N- und 19F-markierten N-Acyl-thio(seleno)harnstoff-Liganden und EPR-Untersuchungen (einschließlich ENDOR/ ESEEM) an diesen Verbindungen eingebaut in Einkristalle/Pulver der entsprechen-den Ni(II), Pd(II), Zn(II) und Cd(II)-Komplexe.
• Synthese und EPR/ENDOR an CuII, AgII- und AuII-Komplexen mit Thiakronenethern unterschiedlicher Größe ([9]anS3, [12]anS4) und ungesättigter Dichalkogenoliganden.
• Synthese und EPR an paramagnetischen Rhenium- und Technetiumkomplexen; Untersuchungen zu Ligandenaustauschreaktionen und Einbau geeigneter Komplexe (Os-Komplexe) in diamagnetisch verdünnte Pulver bzw. -Einkristalle, um mittels EPR/ENDOR Aussagen zur chemischen Bindung ableiten zu können.

Koordinationschemie
Prof. Dr. L. Beyer

• Die Synthese von chalkogen- und stickstoffhaltigen, mehrzähnigen, bioaktiven Liganden und deren Übergangsmetallchelaten und ihre strukturelle und elektrochemische Charakterisierung
• Chemiegeschichte

Institut für Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaft

• Materialwissenschaftliche und anwendungsorientierte Grundlagenforschung zu So-larzellen, Baustoffen und Supraleitern
• Struktur- und Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen von kristallinen Materialien inkl. von Mineralien
• Methodische Arbeiten zur Röntgen, Neutronen und Elektronenbeugung (einschließlich des Kosseleffektes) an Pulvern, Dünnschichten und Kompaktmaterial
• Umweltmineralogie und -analytik, Werk - und Baustoffentwicklung, Baudenkmalrestauration
• Keramische Bauelemente in der Elektronik
• Experimentelle und mathematische Modellierung von Festkörperentmischungen
• Beugungseigenschaften nichtperiodischer und nichtidealer Strukturen
• Realstruktur metallischer Meteorite

Institut für Organische Chemie

Naturstoffchemie und Bioorganische Chemie
Prof. Dr. A. Giannis

• Synthese und biologische Untersuchung von Inhibitoren der Angiogenese: Benzodiazepine und Piperazinone als RGD-Mimetika
• Design und Synthese von Inhibitoren der Methionin-Aminopeptidase-Typ 2 : Synthese von Fumagillin- und Ovalicin-Analoga
• Lipidstoffwechsel:
• Synthese und biologische Untersuchung von Scyphostatin- und Ceramid-Analoga als Sphingomyelinase-Inhibitoren
• Cell-Signalling, Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTK); Neuartige Inhibitoren von RTKs
• Modulatoren der Protein-Lipidierung: Inhibitoren der Protein-Palmitoyl-Thioesterase
  Sialinsäure-Biosynthese: Kohlenhydrat-Analoga als Inhibitoren der Sialinsäure-Biosynthese
• Entwicklung von Modulatoren der Histondeacetylase und der Histonacetyltrans-ferase
• Polymer-gebundene Reagenzien und neue Oxidationsmittel (Hypervalente Iod-Reagenzien)
• Assays zur Bewertung der biologischen Aktivität: Chorioallantois-Membran-Assay (CAM-Assay), Zell-Proliferations- und Migrations-Assay (HUVEC), Zellbasierter avb3-Assay, Sphingomyelinase-Assay; Apoptose. RTK-ELISAs wie: VEGF-R (flt-4 und KDR), EGF-R, Erb2-R, Tie2, IGF1-R

Prof. Dr. M. Vogel

• Untersuchungen zur enzymatischen Baeyer-Villiger-Oxidation polymergebundener Cyclohexanone mit Cyclohexanon-Monooxygenase unter Cofaktorregenerierung mit Formiat-Dehydrogenase

Prof. Dr. P. Welzel

• Synthese, Wechselwirkung zwischen biologisch aktiven Substanzen und ihren Ziel-strukturen (Rezeptoren oder Enzyme), interdisziplinäre Zusammenarbeit
• Der Striga-Keimungsfaktor Strigol - Synthese, Struktur-Wirkungsbeziehungen
• Das die Adenylylcyclase stimulierende Diterpen Forskolin - Synthese neuartiger Strukturanaloga, Struktur-Wirkungsbeziehungen.
• Moenomycin-Antibiotika - Synthese, Struktur-Wirkungsbeziehungen, Untersuchung des Mechanismus der Transglycosylierungsreaktion bei der Biosynthese des Pepti-doglycans (Stützsubstanz der Bakterienzellwand). Entwicklung einer neuen Klasse von Antiinfektiva.

Prof. Dr. H. Wilde/Prof. Dr. D. Sicker

• Benzoxazinoide Acetalglucoside - Isolierung aus Pflanzen, Synthese von Agluconen und Acetalglucosiden, Beiträge zur Aufklärung von pflanzlichen Biosynthesewegen durch Synthese heterocyclischer Verbindungen als vermuteter Zwischenstufen der Benzoxazinonbiosynthese, Strukturaufklärung und Synthese pflanzlicher Detoxifikati-onsprodukte phytotoxischer Allelochemikalien
• 2-Oxo-D-gluconsäure - Eine fermentativ zugängliche 2-Oxoaldonsäure als Edukt für die Synthese bioaktiver Saccharid-Heterocyclus-Kombinationen, Zucker-aminosäuren und Zucker-Tenside

Aminosäuren, Peptide, Heterocyclen
Prof. Dr. K. Burger

• Stereokonservative und stereoselektive Synthese von seltenen und nicht-natürlichen Amino-, Hydroxy-, Keto- und Mercaptosäuren und deren Einbau in Konjugate
• Synthese von Turnmimetika und neuen Scaffolds
• Entwicklung neuer Methoden zur Synthese von Glycopeptiden
• Untersuchungen zum Einfluss der Fluorsubstitution auf das Profil biologisch aktiver Verbindungen
• Untersuchungen der Sekundärstruktur modifizierter Peptide
• Synthese von Suizid-Inhibitoren - Auf der Suche nach neuen Antibiotika
• Design und Synthese von Modellpeptiden, die die NMR-spektroskopische Untersuchung von Konformationsumwandlungen erlauben.
• Untersuchungen von Wechselwirkungen von Peptiden und Peptidkonjugaten mit hydrophoben Medien

Dr. B. Koksch

• Untersuchung des Wechselwirkungsmusters fluoralkylierter Aminosäuren mit natürlichen Aminosäuren
• Entwicklung neuer, hochpotenter Inhibitoren der HIV-1-Infektion
• Modifizierung biologisch aktiver Peptide
• Entwicklung neuer Methoden zum enzymkatalysierten Einbau sterisch gehinderter Aminosäuren in Peptide

Prof. Dr. B. Schulze

• Synthese von Heterocyclen via sequentielle Reaktionen und Ringtransformationen heterocyclischer Verbindungen mit dem Ziel der Entwicklung neuer Leitstrukturen für Wirkstoffe und Materialien
• Heterocyclen als Bausteine für Makromoleküle sowie in Oxidationsreaktionen
• S,N-heteroaromatische Kationen in Oxidationsreaktionen für hydroperoxy-funtionali-sierte Sultame und Sultime als Sauerstofftransferreagenzien
• Fluorierte Heterocyclen und heterocyclische Naturstoffe

Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

Physikalische Chemie I
Prof. Dr. H. Morgner

Forschungsfelder:

• Charakterisierung der molekularen Struktur von fluiden Grenzflächen auch in Ab-hängigkeit von 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
• Entwicklung von thermodynamischen Berechnungsmethoden der Grenzflächeneigenschaften (Grenzflächenspannung, Grenzflächenprofile und relative Anreiche-rung an der Grenzschicht)
• Thermodynamische Charakterisierung und Vorausberechnung der Adsorption flüssiger mehrkomponentiger Mischungen an den Grenzflächen Flüssigkeit/ Festkörper und Flüssigkeit/ Luft bzw. Dampf
• Charakterisierung der unterschiedlichen Grenzflächen flüssig/Luft, flüs-sig/ flüssig und fest/flüssig durch Ober- und Grenzflächenspannungen sowie Randwinkelmessungen
• Charakterisierung der katalytischen Aktivität und Selektivität von Zeolithen
• Charakterisierung der molekularen Struktur von Adsorbatkomplexen in Zeolithen
• Reaktivität in Wasser/Amphiphil-Grenzschichten - Einfluss von Mikrostrukturänderungen auf die Reaktivität

Methoden:

• MIES (Metastable Induced Electron Spectroscopy) an Flüssigkeitsoberflächen
  ARUPS/ARXPS: Messung von Tiefenprofilen an fluiden Grenzflächen
• ICISS und NICISS: Elementspezifische Tiefenprofile an Flüssigkeitsoberflächen und Polymeren
• Elektronenspektrometer MAX 100, ausgestattet mit XPS, UPS, MIES, ISS, SPA/LEED
• Tensiometrie (Platte, Ring, maximaler Blasendruck, rotierender Tropfen), Kontaktwinkel-Meßsystem
• DSC, Rotationsviskometer, HPLC, Densiometrie, Polarisationsmikroskopie
• Adsorptionsvolumetrie ASAP 2010 zur geometrischen und energetischen Charakte-risierung von Festkörpern
• Laborreaktoren in Kombination mit Gaschromatographie
• Apparatur zur temperaturprogrammierten Desorption (TPD) mit QMS-Kopplung
• FTIR- und NIR-FT-Raman-Spektrometer (System 2000R) mit temperaturprogrammierbarer diffuser Reflektionseinheit (Praying Mantis) (Mitnutzung)
• Simultane Thermische Analyse (STA-QMS-System 409/403, Netzsch) (Mitnutzung)
• Reaktivität in Wasser/Tensid-Grenzschichten, Beeinflussung der Reaktivität bei Strukturänderungen wässriger Tensid-Lösungen
• UV/VIS-Spektroskopie in Absorption und Emission (stationär und zeitaufgelöst)

• Chemische Reaktivität, elektronische und geometrische Struktur von Festkörperoberflächen: Chemische Modifizierung und laterale Strukturierung von Chalkogeniden mit besonderen magnetischen und optoelektronischen Eigenschaften, AIIIBV-Halbleitern und Metallen durch Schichtabscheidung mit Molekularstrahlquellen, Oxidation, Adsorption, elektrochemische sowie photo- und elektronenstrahlinduzierte Reaktionen
• Erschließung neuer spektroskopischer und mikroskopischer Anwendungsgebiete: Winkel- und polarisationsaufgelöste Röntgenemissionsspektroskopie mit Hilfe von Synchrotronstrahlung;
• Theoretische Interpretation von Röntgenanregung und Elektronenbeugung (Kooperation): Dichtefunktionaltheorie-Simulationen zur Bestimmung von Bindungsenergien, Modellrechnungen zur Röntgenanregungsprozessen im XANES-Bereich
• Wechselwirkung von Sondenmolekülen mit Zeolithen: Charakterisierung von Ad-sorbatstrukturen auf der Basis reflexionsspektroskopischer Messungen und beglei-tender GF-Matrix- bzw. quantenchemischer Rechnungen

• Untersuchungen zur elektronischen und geometrischen Struktur und zur Stabilität und Reaktivität von Ein- und Mehrkern-Koordinationsverbindungen. Untersuchungen zum Mechanismus von Reaktionen an Übergangsmetallzentren. Untersuchun-gen zur Struktur, Stabilität und Reaktivität von Adsorbatkomplexen von Molekülen an Oberflächen.
• Struktur, Energiespektren und magnetische Eigenschaften von eindimensionalen (1-D Stapel) und zweidimensionalen (adsorbiert auf Graphit) molekularen Ensemblen von Polymethinradikalen vom Wurster's und Weitz Typ. Photoschaltung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Polymeren.
• "Potentialflächenanalyse" chemischer Systeme in interdisziplinärer Kooperation mit Dr. Quapp/Institut für Mathematik: Interpretation chemischer Reaktionen und Schwingungsspektren; Ionenpaarbildung in H-Brückensystemen und Rolle von p- und s-Komplexen im Mechanismus der elektrophilen aromatischen Substitution.
• Quantenchemische Untersuchungen zu adsorptiven und reaktiven Prozessen an Halbleitergrenzflächen (Ätzen von III-V-Halbleitern durch Halogene und Halogen-wasserstoffe; Bildung, Stabilität, strukturelle und elektronische Eigenschaften von GaBAs- und GaInBAs-Mischkristrallen).

• Heterogen katalytische Umsetzung von Kohlenwasserstoffen
• Umweltkatalyse - Entstickung von Abluftströmen
• Untersuchung von Elementarschritten der heterogenen Katalyse
• Oberflächenanalytische Untersuchung von Katalysatoren
• Entwicklung eines Virtuellen Praktikums für Technische Chemie

Prof. Dr. G. Wendt

• Heterogen katalytische Umsetzung von Kohlenwasserstoffen
• Untersuchungen an Oxidkatalysatoren für die oxidative Dehydrierung von Paraffinen und die Oligomerisierung von Olefinen
• Umweltkatalyse - Totaloxidation von flüchtigen organischen Verbindungen in Abluftströmen
• Festkörperbasen als Katalysatoren
• Synthese, Modifizierung und Charakterisierung von Katalysatoren und Adsorbentien

Prof. Dr. W.-D. Einicke

• Synthese, Modifizierung und Charakterisierung von Katalysatoren und Adsorbentien
• Trennung und Reinigung von Stoffgemischen durch Adsorption
• Trennung und Reinigung von Stoffgemischen durch Membranprozesse

Prof. Dr. U. Stottmeister

• Biotechnologisch erzeugte Oxo- und Hydroxycarbonsäuren als Bausteine für die Synthesechemie
• Nutzung der mikrobiologischen Methanoxidation für die "Bioprävention"

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

• Fachdidaktisches Erschließen von Inhalten der Chemie für Lehrkomplexe des gymnasialen Chemieunterrichts
• Auswahl und Strukturierung von chemischen Unterrichtsinhalten, die einen verstärk-ten Alltagsbezug für Schüler aufweisen
• Erarbeitung von Lehrmaterialien (Schulbuch, Arbeitsheften, Experimentierheften, Lehrerhandreichungen)

Institut für Nichtklassische Chemie e.V. 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 her-kömmlichen und überkritischen Lösungsmitteln
• 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
• Kinetische Charakterisierung von Hochtemperaturstählen vor ihrem Einsatz in indus-triellen Anlagen anhand von Referenzreaktionen bei hohen Temperaturen
• Bewertung von technischen Einsatzprodukten für Steamcracker anhand der Koksbildung im Reaktor und im Wärmeaustauscher
• Untersuchungen zur Bodenerwärmung mit Hochfrequenzenergie zur Sanierung mi-neralölkontaminierter Böden im Feldmaßstab
• 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 bzw. überkritischer Fluide
• Untersuchung geochemischer und umweltrelevanter Prozesse in natürlichen und anthropogen beeinflussten Sphären
• Lokalisierung von Schadstoffquellen durch Kombination von Stoff- und Isotopenuntersuchungen auch im Spurenbereich
• Isotopenvariationen der leichten Elemente als natürliche Tracer
• Entwicklung analytischer Methoden zur Schad- bzw. Wertstoffbestimmung in Althöl-zern, Böden, Problemwässern und Naturstoffen

Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum

Prof. Dr. R. Hoffmann

• Entwicklung massenspektrometrischer Methoden zur Analyse posttranslationaler Modifikationen auf Peptid- und Proteinebene
• Analyse des Phosphorylierungsmusters des Tau-Proteins von Mensch und Kalb
• Nachweis von O-Phosphorylierungen in Kollagenen

Dr. A. Sinz

• Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen und der Interaktionsseiten innerhalb von Proteinkomplexen mit Hilfe von chemischem Cross-Linking und massenspektrometrischen Methoden (ESI-FTICR-MS, MALDI-TOF-MS)
• Etablierung der Nano-HPLC / Nano-ESI-FTICR-MS-Kopplung für die Proteomanalytik
• Studium von nicht-kovalenten Peptid/Metall-Komplexen mit Hilfe der ESI-FTICR-Massenspektrometrie

Prof. Dr. N. Sträter

• Strukturanalyse von biologischen Makromolekülen mittels Röntgenbeugung an Einkristallen
• Katalysemechanismen dinuklearer Metallohydrolasen
• Domänenbewegung und Enzymfunktion
• Strukturbestimmung pharmakologisch oder biotechnologisch relevanter Proteine