Sphärische Riesenmoleküle mit inneren und äußeren Funktionalitäten

Ziel dieses Projektes ist den bisher getrennt voneinander existierenden Bereich eher kleiner supramolekularen Aggregate mit Funktionalitäten in der Kavität des Wirtes mit dem Gebiet riesiger mehrschaliger Metallcluster, die für gewöhnlich keine inneren und äußeren Funktionalitäten besitzen, zu verschmelzen. Der vorgeschlagene Zugang basiert auf der Verwendung von metallorganischen Komplexen mit zuvor designten, vier- bzw. fünffach symmetrischen Polypnictogen-Liganden als Bausteine für die Bildung von nano-dimensionierten Supramolekülen über die Mehrfachkoordination von Polypnictogen-Einheiten an Metallkationen bzw. Lewis-aciden Koordinationsverbindungen. Die Synthesestrategie zielt auf die Einführung spezieller Funktionalitäten, entweder durch die Verwendung von funktionalisierbaren flexiblen außersphärischen Liganden oder von van der Waals- und koordinationschemischen Wechselwirkungen im Inneren der Kavität der Supramoleküle. Supramoleküle mit großen, definierten Kavitäten werden als ‘Reaktionsgefäße’ bei der Aktivierung kleiner, sonst instabiler Gastmoleküle verwendet. Außersphärische Funktionalitäten führen zu speziellen Eigenschaften, die die Chemie der Nanopartikel bzw. Dendrimere nachahmen, die aber von ihrer Größe her an mittelgroße biologische Systeme heranreichen. Außerdem zielt das Projekt auf die Verknüpfung der Supramoleküle über Linker zu einer neuartigen Klasse von porösen 3D-Materialien, die die Eigenschaften von riesigen (Wirt-Gast-fähigen) Supramolekülen mit dem großen Anwendungspotential der MOF-Materialien kombinieren wird. Diese riesigen Supramoleküle werden mittels Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, die atomare Auflösung erreicht, nach dem neuesten Stand der Forschung strukturell charakterisiert.