SFB 624:  Templates - From Design of Chemical Matrices to Reaction Control

• Subject Area: Chemistry ; Biology
• Term: from 2002 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485369

Templates serve as matrices on a molecular scale and are widely used for information transfer in nature. For instance, shape and functionality of principal structures such as nucleic acids (=> replication), proteins (=> folding), carbohydrates (=> cell contacts) or lipids (=> cell membrane) are based on reversible non-covalent interactions. Similarly important are phenomena occurring at interphases as well as relevant methodologies applied for their characterization in the area of material sciences (e.g. adsorption at surfaces, microscopy techniques). In this context, our studies focus on both the basics and the relationship of molecular recognition, preorganization and subsequent processes arising therefrom which allow for an elaboration of various types of intermolecular interaction and the variety of templates involved. The aim of the programme is to gain insight into and to further extend the knowledge of the variety and the role of template effects by means of calculations and experiments in order to finally design appropriate templates and apply them for specific reactions and processes (e.g. synthesis of complex chemical architectures, transfer of information and chirality, modification of surfaces). According to the topology of the templates the programme is organized in 3 sections concentrating on convex, concave and linear/planar templates. At the moment, 16 groups specialized in Organic Chemistry and Biochemistry, Inorganic Chemistry, Physical and Theoretical Chemistry based at the universities of Bonn and Cologne contribute to this joint effort.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A01 - Kontrollierte haptotrope Wanderung von Primär- und Sekundär-Metalltemplaten längs anellierter Arene (Project Head Dötz, Karl Heinz )
• A02 - Funktionale Titanocen-Template als Katalysatoren in enantioselektiven radikalischen Cyclisierungen und Gelbildung mittels funktionaler Template (Project Head Gansäuer, Andreas )
• A03 - Templatgesteuerte Synthese polyfunktionaler N, P-Cavitanden - Struktur-/Reaktivitäts-Beziehungen (Project Heads Niecke, Edgar ;  Streubel, Rainer )
• A05 - Quantenchemische Untersuchungen an titanocentemplat-katalysierten 4-exo-Cyclisierungen (Project Head Dolg, Michael )
• A6 - Quantenchemische Untersuchung zur Templatsteuerung in Molekülen (Project Head Peyerimhoff, Sigrid )
• A08 - Design chiraler Übergangsmetall-Template zur Steuerung der asymmetrischen Synthese von Diaminen (Project Head Muñiz, Kilian )
• A09 - Theoretische Modellierung von Übergangsmetall-vermittelten Templateffekten (Project Head Neese, Frank )
• A10 - Templatchemie von Polyaminocyclopentadienyl-Liganden (Project Head Filippou, Alexander C. )
• A11 - Funktionale formtreue Makrocyclen mittels Cyclisierung an kovalent gebundenen Templaten (Project Head Höger, Sigurd )
• B01 - Molekulare Knoten - durch verschiedene und stereoselektive Templatstrategien (Project Head Vögtle, Fritz )
• B02 - Neue Templatsynthesen und kontrolliertes Abfädeln maßgeschneiderter Rotaxane (Project Heads Schalley, Christoph A. ;  Vögtle, Fritz )
• B03 - Massenspektrometrische Gasphasenstudien nicht-kovalenter Wechselwirkungen und ihr Beitrag zu Templateffekten (Project Heads Engeser, Marianne ;  Lützen, Arne ;  Schalley, Christoph A. )
• B5 - Quantitative Bestimmung der Templat-/Substrat-Wechselwirkung mit Hilfe von Massenschwingern in der Gasphase (Project Head Bargon, Joachim )
• B09 - Templateffekte in Lösungsmitteln und unter Zwangsbedingungen (Project Head Kirchner, Barbara )
• B10 - Starre Reaktionsschablonen und Charge-Transfer-Template (Project Head Waldvogel, Siegfried R. )
• B11 - Template aus selbstorganisierten Monoschichten (SAMs) formtreuer Makrocyclen (Project Head Höger, Sigurd )
• B12 - Strukturelle Kontrolle funktionaler konkaver Template durch allosterische Effekte und Selbstorganisationsprozesse (Project Head Lützen, Arne )
• B13 - Makrocyclische Liganden als Template für die Koordination von Kationen und Anionen (Project Head Beck, Johannes )
• B14 - Femtosekundenspektroskopie zur Moleküldynamik an einfachen wasserstoffverbrückten Modelltemplaten (Project Head Vöhringer, Peter )
• C01 - Templatgesteuerte Funktionanlisierung von fest/flüssig-Grenzflächen (Project Heads Broekmann, Peter ;  Wandelt, Klaus )
• C02 - Templatgesteuerte Funktionalisierung von Grenzflächen (Project Heads Becker, Conrad ;  Wandelt, Klaus )
• C03 - Templateffekte und molekulare Erkennung in Oberflächen-gebundenen Molekülschichten (Project Head Sokolowski, Moritz )
• C04 - Geordnete Funktionalisierung von Elektrodenoberflächen (Project Head Baltruschat, Helmut )
• C05 - Aufbau von höher geordneten DNA-Architekturen durch funktionalisierte DNA (Project Head Famulok, Michael )
• C6 - Neue Werkzeuge zur Untersuchung der selektiven Templat-Erkennung durch Proteine und Protoinkomplexe (Project Head Marx, Andreas )
• C7 - Kombinatorische Templat-gesteuerte chemische und biomimetische Synthesen sowie Screening von Glycopeptidantibiotika-Bibliotheken (Project Head Bräse, Stefan )
• C08 - DNA-bindende Polyamide als neues sequenzspezifisches Strukturelement für DNA-Nanoarchitekturen (Project Head Heckel, Alexander )
• C09 - Erzeugung neuartiger Polyketidgerüste durch maßgeschneiderte Enzymtemplate (Project Head Piel, Jörn )
• C11 - Templateigeschaften von Nucleinsäuren und verwandten Systemen (Project Heads Neese, Frank ;  Wennmohs, Frank )
• C12 - Modifikation molekularer Eigenschaften durch Adsorption an Oberflächen (Project Head Bredow, Thomas )
• C13 - Bioaktive Peptide in planaren Modellmembranen (Project Head Kubitscheck, Ulrich )
• Z01 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Project Head Höger, Sigurd )

• Applicant Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Participating University: Universität zu Köln
• Spokesperson: Professor Dr. Sigurd Höger