Organische Nanoröhren aus übergroßen Aramid-Helices

• Applicant: Professor Dr. Andreas Kilbinger
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 170381562

Das Projekt beschreibt die Synthese von großen helikalen Polymeren, die über Polykondensation von komplexen formtreuen nanoskopischen oligomeren Objekten aufgebaut werden sollen. Die Größe und Geometrie dieser Objekte soll über Sequenzkontrolle von linearen und gewinkelten Monomeren definiert werden. Die Kontrolle der Monomersequenz wird durch Festphasen-geträgerte Synthese und Einsatz von Peptid- Syntheseautomaten erfolgen. Dies soll in Analogie zu bereits veröffentlichten Synthesen einfacherer linearer Oligomere geschehen. Die formtreuen Objekte stellen doppelsträngige Leiter-Oligomere dar, wobei einer der beiden Stränge durch die kovalenten Bindungen zwischen den Monomeren dargestellt wird, der andere über Wasserstoffbrückenbindungen zwischen benachbarten Monomereinheiten. Die doppelsträngige Verknüpfung bewirkt, dass die gewünschte Konformation auch die energetisch günstigste ist, die somit in Lösung bevorzugt ausgebildet wird. Durch Variation der Alkyloxy-Substituenten sowie der Monomersequenz sollte es möglich sein, Polarität und Funktionalität der inneren und äußeren Grenzfläche der helikalen Röhren gezielt und voneinander unabhängig zu modifizieren. Der Helix-Durchmesser wird über die Länge der oligomeren Objekte sowie über den Winkel der Winkelelemente eingestellt. Es wird erwartet, dass racemische Mischungen von Helices gebildet werden. Der Innenraum der helikalen Röhren kann potentiell als Wirt für molekulare Gäste dienen oder einen nanoskopisch dimensionierten Reaktor darstellen. Die Kontrolle des Röhrendurchmessers sowie der Innen- und Außenpolarität der helikalen Röhre könnte es ermöglichen, selektiv Gastmoleküle einzufangen. Als mögliche Anwendungen könnten sich die Anreicherung von Analyten bzw. die größenchromatographische Trennung von Substanzgemischen anbieten.

• DFG Programme: Research Grants