Einkristall-Röntgendiffraktometer

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507807574

Die Fakultät für Chemie und chemische Biologie (CCB) der TU Dortmund kann nur auf zwei Einkristall-Röntgendiffraktometer (SC-XRD) zur freien Strukturbestimmung – sowie einem weiteren SC-XRD in einem S1-Bereich zur Proteinbestimmung – zugreifen, die aufgrund der in den vergangenen 3 Jahren erfolgten Neuberufungen und Etablierung von Nachwuchsgruppen in den Lehrbereichen der Anorganischen und Organischen Chemie den Bedarf nicht abdecken können. Dieser Großgeräteantrag dient daher der Beschaffung eines zusätzlichen SC-XRDs zur Identifizierung der dreidimensionalen Konnektivität, hochaufgelösten Elektronendichtebestimmung und Erstellung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von photoaktiven Metallkomplexen, stimulus-responsiven Käfig- und Gerüstverbindungen, Naturstoffen sowie deren Zwischenprodukten, und organischen Materialien. Ein wichtiger Aspekt dieser mittlerweile als Hochdurchsatz-Standardanalytik angesehenen Methode ist die Möglichkeit, zweifelsfrei die Konfiguration chiraler Systeme zu bestimmen, die sich in vielfältiger Weise in der aktuellen Forschung und geplanten thematischen Entwicklung der Fakultät wiederfindet. Eine weitere Bedingung für eine komplementäre Großgerätebeschaffung im Einklang mit dem offiziellen Entwicklungsplan der Fakultät ist die druckabhängige Röntgendiffraktometrie, mit der sich strukturelle Veränderungen durch mechanischen Einfluss mit Eigenschaften wie z.B. Lumineszenzverhalten, lineare/nicht-lineare optische Phänomene, Gast-Wirt-Wechselwirkungen, Gassorption und Phasenübergängen verknüpfen lassen. Aufgrund des seriellen Charakters dieser Messungen gehen diese mit einem hohen Zeitaufwand einher und bedürfen des Umbaus der vorhandenen Diffraktometer, um eine Diamantstempelzelle aufnehmen zu können. Eine bestmögliche Qualität der Hochdruck-Röntgenbeugungsdaten ist zudem nur gewährleistet bei Verwendung einer Ag-Quelle; die vorhandenen Geräte verwenden jedoch Cu- und Mo-Quellen. Die Forschung der beteiligten Gruppen bedarf z.T. auch der tempera-turabhängigen Diffraktometrie >400K, die ebenso nicht mit der vorhandenen Ausstattung realisiert werden kann. Zusammenfassend gibt es vor Ort keine hochqualitative Methode, um druck- und temperaturabhängige Effekte quantitativ in Bezug auf die strukturellen Parameter zu erfassen. Die Breite der o.g. Einsatzgebiete und Verbindungsklassen bedarf hoch brillanter Rönt-genquellen der Wellenlängen CuK-alpha für leichte Atome sowie AgK-alpha für Metallkomplexe und Hochdruckmessungen in Kombination mit einem rauschfreien Detektor. Zudem sollen temperaturabhängige Messungen bis mindestens 500K möglich sein. Diese Ausstattung bedeutet eine signifikante komplementäre Erweiterung der bestehenden strukturellen Analytik, eröffnet neue Forschungsperspektiven und stellt einen wichtigen Schritt in der Umsetzung des Entwicklungsplans der Fakultät CCB dar.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Einkristall-Röntgendiffraktometer
• Gerätegruppe: 4010 Einkristall-Diffraktometer
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr. Andreas Steffen