Entwicklung und Anwendung eines ab initio Photo-Nanoreaktors

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Meisner
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419817859

Durch die automatisierte Untersuchung von chemischen Reaktionen können komplexe Reaktionsnetzwerke erstellt und unbekannte Syntheserouten identifiziert werden. Ein entscheidender Vorteil ist hierbei, dass die Entdeckung chemischer Reaktivität ohne a-priori-Annahmen abläuft und damit von der Expertise des Benutzers unabhängig ist. In diesem Projekt wird das in der Gruppe von Todd Martínez enwickelte Konzept des ab-initio-Nanoreaktors auf elektronisch angeregte Zustände erweitert, so dass auch photochemische Reaktionen berücksichtigt werden können. Der hierbei entwickelte ab-initio-Photo-Nanoreaktors wird es ermöglichen, photochemische Reaktivität von Molekülen systematisch zu untersuchen. Für die Untersuchung der angeregten Zustände werden moderne, durch Graphikkarten beschleunigte Elektronenstrukturmethoden wie CASSCF und FOMO-CASCI verwendet. Zur Beschreibung der nicht-adiabatischen Molekulardynamik kann ab initio-Mutiple-Spawning (AIMS) verwendet werden. Die Kapazitäten des neuen ab initio-Photo-Nanoreaktors werden mit bekannten photochemischen Reaktionen wie [2+2]-Photocycloadditionen und Photoisomerisierungen von mehrfach ungsättigten Molekülen getestet. Mögliche Anwendungen stellen die Untersuchung von metallkatalysierten Cycloadditionen und die photochemische Synthese von stark gespannten Ringsystemen wie Kubanen und Ladderanen dar.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Todd J. Martínez, Ph.D.