Pd–N- und Fe–N-Bindungen in der supramolekularen Polymermechanochemie (METALPOLYMECH)

• Antragsteller: Dr. Bernd M. Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 583252907

Die kontrollierte Freisetzung von Gastmolekülen aus supramolekularen Assemblierungen, auch als responsive supramolekulare Systeme bezeichnet, stellt eine zentrale Strategie dar, um Struktur und Funktion nano- und makromolekularer Systeme gezielt zu steuern. Dieser Ansatz gilt als besonders vielversprechend für die Entwicklung rekonfigurierbarer Materialien und programmierbarer, multifunktionaler Nanomaterialien. Eine Vielzahl responsiver Systeme, die durch äußere Reize wie Licht, pH-Wert, Temperatur, Magnetfelder oder chemische Signale aktiviert werden, ist bereits bekannt und findet breite Anwendung in der Polymerwissenschaft, Materialforschung, Nanotechnologie und Medizin. In diesem Projekt soll die ultraschallinduzierte Aktivierung von käfigförmigen Pd2L4-Palladium- und Fe4L6-Eisenkomplexen in wässrigen und organischen Medien untersucht werden. Zu diesem Zweck werden die entsprechenden Liganden mit Polyethylenglykolketten (PEG) funktionalisiert, synthetisiert und zu supramolekularen Käfigen assembliert. Diese Käfigsysteme werden zunächst hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Gastaufnahme charakterisiert. Anschließend erfolgt die Aktivierung der erhaltenen Palladium- und Eisenkäfige durch hochintensiven Ultraschall, um die scherkraftinduzierte Disassemblierung der sternförmigen Polymere mit einem supramolekularen Käfig im Zentrum zu untersuchen. Dabei fungieren die Pd-N- und Fe-N-Bindungen als mechanophore Einheiten, an denen bevorzugt eine kraftinduzierte Bindungsspaltung erwartet wird. Neben der Aufklärung des mechanischen Verhaltens dieser Koordinationsbindungen wird besonderes Augenmerk auf den Einfluss des Lösungsmittels und der experimentellen Bedingungen auf Effizienz und Mechanismus der Aktivierung sowie auf die gezielte Freisetzung arzneistoffähnlicher Gastmoleküle gelegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen