Austauschkonsole für 300 MHz NMR-Spektrometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Routine 13C- und 29Si-Festkörper-NMR-Spektroskopie wurde in Form ihrer CP/MAS- und HPDEC/MAS- Experimente zur Charakterisierung unterschiedlicher Materialien in mehreren Projekten eingesetzt. So kamen diese Techniken bei der Entwicklung neuer chiraler Trennmaterialien für die chirale Chromatographie zum Einsatz. Bei Untersuchungen zum Heilungsprozess von Melamin-Formaldehydharzen war die 13C-Festkörper-NMR-Spektroskopie erfolgreich, da mit deren Hilfe Spezies identifiziert werden konnten, die bei der Ausbildung des Netzwerkes von Bedeutung sind. In einem weiteren Projekt werden über Templatgestützte Synthesen monodisperse, poröse µm-Silicapartikel zugänglich gemacht. Dazu werden Polymerbead-Schablonen bestehend aus Polymethacrylaten mit Makroporen entwickelt, welche als Template die gewünschte Morphologie der finalen Silicapartikel abbilden. Anschließend wird die Silicapartikel über einen Sol-Gel-Prozess direkt in den definierten Poren der Beads ausgebildet. Nach Modifizierung der Oberfläche der monodispersen Silicapartikel werden diese als Trägermaterialien für die HPLC getestet. Um die einzelnen Schritte zu optimieren, wurden zahlreiche 13C- und 29Si-Festkörper-NMR-spektroskopische Untersuchungen erforderlich. Die Synthesen von hierarchisch aufgebauten mesoporösen Organosilica-Silica-Core-Shell-Materialien als potentielle Drug-Release-Materialien sowie von monodispersen mesoporösen Silica-Nanopartikeln mit definierter Topologie sind weitere Projekte, die Festkörper-NMR-spektroskopische Untersuchungen erfordern. Die Verknüpfung von T- und Q-Gruppen sowie der Einbau der organischen Einheiten sind für den hierarchischen Aufbau der Materialien verantwortlich und wurde mit Hilfe der 13C- und 29Si-Festkörper-NMR-Spektroskopie bestimmt. Des Weiteren lieferte die 13C-CP/MAS-Festkörper-NMR-Spektroskopie Hinweise auf die verschiedenen Spezies, die sich auf der Oberfläche eines KIT-6-Materials beim Grafting von Titancatecholat an das periodische mesoporöse Silica gebildet haben. Bei Nitrid-Verbindungen wurden 27Al und 7Li MAS NMR-Untersuchungen eingesetzt, um Ordnung und Dynamik der Festkörperstrukturen zu ermitteln. Im Bereich der molekularen, kristallinen Verbindungen wurde das Spektrometer u.a. eingesetzt, um die Brücke zwischen Kristallstruktur und NMR-Spektroskopie an Lösungen zu bilden. Der röntgenamorphe und extrem pyrophore Feststoff Dimethylcalcium konnte mit Hilfe von 13C-CP/MAS NMR-Spektroskopie und Vergleich mit anderen Metall-Methyl-Verbindungen wie Methyllithium charakterisiert werden. Für ein Blei(II)hydrid konnte z.B. die außergewöhnliche 1H chemische Verschiebung des Hydridprotons (31.1 ppm) verifiziert werden, wobei der 2,5mm MAS Probenkopf für schnelle Rotation und geringe Probenmenge zum Einsatz kam. Die signifikant erhöhte Empfindlichkeit der neuen Konsole ermöglichte die Beobachtung von niedrig-koordinierten schweren Homologen des Kohlenstoffs, die sich durch sehr große Anisotropien der chemischen Verschiebung (Ω) auszeichnen und mit der bisherigen Ausstattung nicht gemessen werden konnten. Für Stannylene konnten 119Sn Signale mit Ω von bis zu 3000 ppm gemessen werden, für 207Pb eines Blei(II)allyls wurde sogar Ω = 7000 ppm beobachtet, was bisher der größten berichteten 207Pb Anisotropie entspricht (Lit.: Ω ≤ 4500 ppm).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Crystal Structure and Luminescence Investigations of the Nitridomagnesoaluminates Mg3AlnNn+2 with n = 1, 2, 3. European Journal of Inorganic Chemistry, 2017(20), 2727-2735.
Schmidt, Robert; Ströbele, Markus; Eichele, Klaus & Meyer, Hans‐Jürgen
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Heptacene: Characterization in Solution, in the Solid State, and in Films. Journal of the American Chemical Society, 139(12), 4435-4442.
Einholz, Ralf; Fang, Treliant; Berger, Robert; Grüninger, Peter; Früh, Andreas; Chassé, Thomas; Fink, Reinhold F. & Bettinger, Holger F.
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Low-Valent Lead Hydride and Its Extreme Low-Field 1H NMR Chemical Shift. Journal of the American Chemical Society, 139(19), 6542-6545.
Schneider, Julia; Sindlinger, Christian P.; Eichele, Klaus; Schubert, Hartmut & Wesemann, Lars
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Cyclic Distannene or Bis(stannylene) with a Ferrocenyl Backbone: Synthesis, Structure, and Coordination Chemistry. Inorganic Chemistry, 57(7), 4135-4145.
Henoch, Jessica; Auch, Armin; Diab, Fatima; Eichele, Klaus; Schubert, Hartmut; Sirsch, Peter; Block, Theresa; Pöttgen, Rainer & Wesemann, Lars
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Dimethylcalcium. Journal of the American Chemical Society, 140(6), 2373-2383.
Wolf, Benjamin M.; Stuhl, Christoph; Maichle-Mössmer, Cäcilia & Anwander, Reiner
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Hierarchical Mesoporous Organosilica–Silica Core–Shell Nanoparticles Capable of Controlled Fungicide Release. Chemistry – A European Journal, 24(28), 7200-7209.
Luo, Leilei; Liang, Yucang; Erichsen, Egil Severin & Anwander, Reiner
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N-Propyl-N′-2-pyridylurea-modified silica as mixed-mode stationary phase with moderate weak anion exchange capacity and pH-dependent surface charge reversal. Journal of Chromatography A, 1560, 45-54.
Bäurer, Stefanie; Polnick, Stefan; Sánchez-Muñoz, Orlando L.; Kramer, Markus & Lämmerhofer, Michael
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η3-Allyl Coordination at Pb(II). Organometallics, 38(2), 417-423.
Weiß, Sebastian; Auer, Maximilian; Eichele, Klaus; Schubert, Hartmut & Wesemann, Lars
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IR spectroscopy: Suitable method for determination of curing degree and crosslinking type in melamine–formaldehyde resins. Journal of Applied Polymer Science, 136(25).
Weiss, Stephanie; Urdl, Katharina; Mayer, Hermann A.; Zikulnig‐Rusch, Edith M. & Kandelbauer, Andreas
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Titanium(IV) Catecholate‐Grafted Mesoporous Silica KIT‐6: Probing Sequential and Convergent Immobilization Approaches. European Journal of Inorganic Chemistry, 2019(5), 682-692.
Sonström, Andrea; Schneider, David; Maichle‐Mössmer, Cäcilia & Anwander, Reiner
