SFB 1349:  Fluor-Spezifische Wechselwirkungen: Grundlagen und Anwendungen

• Fachliche Zuordnung: Chemie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387284271

Gegenstand des SFB 1349 ist es, die komplexen Interaktionen zu verstehen, zu steuern und zu nutzen, die von fluorierten Baueinheiten in chemischen Systemen ausgehen können und als Fluor-Spezifische Wechselwirkungen bezeichnet werden. Dies beinhaltet Systeme mit H∙∙∙F Wechselwirkungen, mit Akzeptor-kontrollierten Eigenschaften, z.B. in fluorierten Lewis-Säuren, sowie die Wechselwirkungen mit fluorigen Systemen wie sie zwischen (per-)fluorierten Alkylgruppen auftreten können. Dabei unterscheiden sich die Wechselwirkungen auf molekula-rer Ebene signifikant von denen im Kollektiv, aufgrund sich gegenseitig beeinflussender, nicht-additiver Effekte an Oberflächen oder in flüssigen Phasen. Deshalb reicht die Größenhierarchie der untersuchten Systeme vom Ein-zelmolekül über verschiedene Ensembles in kondensierter Phase bis hin zu Grenzflächen. Die Einflüsse der unter-suchten Wechselwirkungen auf eine breite Palette physikochemischer Eigenschaften und chemischer Reaktivitä-ten stehen im Fokus des SFB. Dies beinhaltet die Auswirkungen Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen auf die Eigenschaften funktioneller Materialien, die Mechanismen katalytischer Prozesse sowie auf die Funktion biochemischer Systeme und die Wirkung von Pharmaka. Dazu wird komplementär und synergistisch die große Expertise der beteiligten Arbeitsgruppen in Synthese/Biosynthese, Analytik/Spektroskopie und Theorie/Modellierung verknüpft, um das Verständnis Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen, ihres konzeptuellen Unterbaus und ihrer zahl-reichen Konsequenzen systematisch auszubauen und in funktionelle Systeme zu übersetzen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

• A01 - Steuerung von C-F-Bindungsaktivierung und Fluorierungsreaktionen durch Fluor-Spezifische Wechselwir-kungen in der Koordinationssphäre von Metall-Verbindungen (Teilprojektleiter Braun, Thomas )
• A03 - Pentafluorphosphate und andere hyperfluorierte Fragmente als Biomimetika von Phosphopeptiden, Phos-phoproteinen und von Pyrophosphaten (Teilprojektleiter Rademann, Jörg )
• A04 - Steuerung von Proteinfaltung und Peptid-Selbstorganisation durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen (Teilprojektleiterin Koksch, Beate )
• A05 - Modellierung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen in Proteinumgebung (Teilprojektleiterin Keller, Bettina )
• A07 - Einfluss von Fluoridionen auf Fluid-Schmelz-Mineral-Wechselwirkung in Lagerstätten-bildenden Prozes-sen (Teilprojektleiter John, Timm )
• A08 - Fluor-Spezifische Wechselwirkungen zur Detektion und reversiblen Immobilisierung perfluorierter Verbindungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Emmerling, Franziska ;  Hecht, Stefan )
• A09 - Nichtlineare Infrarot-Kurzzeitspektroskopie zur Charakterisierung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen: Struktur, Dynamik und katalytische Determinanten von H∙∙∙F-Netzwerken an Fluorido-Komplexen und Metallopeptiden (Teilprojektleiter Horch, Marius )
• B01 - Kooperierende Lewis-Paare auf Basis von fluorhaltigen Aluminium- und Bismut-Akzeptoreinheiten (Teilprojektleiter Limberg, Christian )
• B03 - Fluor-Spezifische Wechselwirkungen ausgehend von F2, HF und F– (Teilprojektleiter Hasenstab-Riedel, Sebastian )
• B04 - Fluorierte Aluminium-Verbindungen als Lewis-Säuren zur Aktivierung kleiner Moleküle (Teilprojektleiter Braun, Thomas ;  Hasenstab-Riedel, Sebastian )
• B06 - Theoretische Untersuchung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen in kondensierten Metallfluoriden und Polyfluoranionen (Teilprojektleiterin Paulus, Beate )
• B08 - Einstellung der Oxidationskraft organischer Elektronenakzeptoren durch Wechselwirkung mit fluorierten Brønsted- und Lewis-Säuren (Teilprojektleiter Malischewski, Moritz )
• C02 - Quantenchemische Untersuchungen Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen: Bindungsanalysen, fortgeschrittene Solvensmodelle und spektroskopische Eigenschaften (Teilprojektleiter Kaupp, Martin )
• C04 - Mikroskopische Mechanismen der Superhydrophobizität und Superlubrizität fluorierter Oberflächen (Teilprojektleiter Netz, Roland )
• C05 - Fluorierte Verbindungen als schwingungsspektroskopische Grenzflächensensoren (Teilprojektleiter Heberle, Joachim )
• C06 - Fluor-Spezifische Wechselwirkungen an Grenzflächen (Teilprojektleiter Böttcher, Christoph ;  Haag, Rainer ;  Schalley, Christoph A. )
• C07 - Zugang zu abbaubaren perfluorierten Polycarbonaten per Ringöffnungscopolymerisation (Teilprojektleiter Plajer, Ph.D., Alex )
• C08 - Evaluierung von neuartigen Adsorbermaterialien für umweltrelevante perfluorierte Verbindungen (Teilprojektleiter Haag, Rainer ;  Meermann, Björn )
• C09 - Fluor-Spezifische Wechselwirkung für die Erhöhung der zellulären Aufnahme von Proteinen und Wirk-stoffkonjugaten in lebende Zellen (Teilprojektleiter Hackenberger, Christian )
• DMGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hopkinson, Matthew ;  Malischewski, Moritz ;  Paulus, Beate )
• Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Hasenstab-Riedel, Sebastian )

Abgeschlossene Projekte

• A02 - Photokatalytisches Lumineszenz‐Quenching als Werkzeug zur Untersuchung von C-F‐Aktvierungsreaktionen initiiert durch Wasserstoffbrückenbindungen oder Lewis‐Säuren (Teilprojektleiter Hopkinson, Matthew )
• A06 - Fluor-Spezifische Wechselwirkungen in fluorierten Koordinationspolymeren für die Elektrokata-lyse – Protonenleitung und katalytische Aktivität für Brennstoffzellen und die Wasserelektrolyse (Teilprojektleiterinnen Emmerling, Franziska ;  Roth, Christina )
• B02 - Kontrolle der Spinzustände an Metallzentren durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen in der zweiten Koordinationssphäre (Teilprojektleiter Sarkar, Biprajit )
• B05 - Steuerung der H2- und CO2-Aktivierung durch Fluor-Spezifische Wechselwirkungen an Lewis-aciden Grenzflächen (Teilprojektleiter Frei, Elias )
• B07 - Kontrolle der Spinzustände von organometallischen Fe(IV)-Verbindungen mittels Wechselwirkungen zu Fluorid und Fluorid-basierten Liganden (Teilprojektleiter Malischewski, Moritz )
• C01 - Indigoschalter zur Quantifizierung Fluor‐Spezifischer Wechselwirkungen (Teilprojektleiter Hecht, Stefan )
• C03 - Charakterisierung Fluor-Spezifischer Wechselwirkungen in der Gasphase (Teilprojektleiter Pagel, Kevin )

• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Beteiligte Hochschule: Humboldt-Universität zu Berlin; Technische Universität Berlin
• Beteiligte Institution: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM); Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP); im Forschungsverbund Berlin e.V.
• Sprecher: Professor Dr. Sebastian Hasenstab-Riedel