Fachbereich Chemie

Lehre und Forschung

1993 - 1994

Inhaltsverzeichnis

Vorwort
Kurzfassung
Short Summary


Aufbau des Fachbereichs Chemie

Wissenschaftliche Einrichtungen
Derzeitige Lehr- und Forschungsgebiete
Studiengänge und Studierende im Fachbereich Chemie
Studiengang Diplom Chemie
Lehramtsstudiengänge im Fach Chemie
Lehramt an Gymnasien
Lehramt an Realschulen
Lehramt an Berufsbildenden Schulen
Lehramt an Grund- und Hauptschulen
Diplom-Studiengang Marine Umweltwissenschaften
Statistische Angaben
Zahl der Studierenden und Prüfungen
Wissenschaftliche Stellen im Fachbereich Chemie
Stellen für nichtwissenschaftliches Personal
Drittmittelpersonal
Mittel
Großgeräte und weitere Ausstattungen
Werkstätten, Läger und Beschaffung
Wissenschaftliche Kolloquien und Tag der Chemie
Wissenschaftliche Kolloquien
Tag der Chemie

Forschungsberichte der Arbeitsgruppen im Fachbereich Chemie

Anorganische Chemie
Prof. Dr. Siegfried Pohl
Prof. Dr. Werner Uhl
Prof. Dr. Manfred Weidenbruch
Priv.-Doz. Dr. Henry Strasdeit
Organische Chemie
Prof. Dr. Peter Köll
PD Dr. Sabine Köpper
Prof. Dr. Jürgen Martens
Prof. Dr. Jürgen O. Metzger
Physikalische Chemie
Prof. Dr. Erich Zeeck
Prof. Dr. Carl Heinz Hamann
Priv.-Doz. Dr. Werner Butte
Hochschuldozent Dr. Rudolf Holze
Technische Chemie
Prof. Dr. Jürgen Gmehling
Priv.-Doz. Dr. Axel Brehm
Organische Geochemie
Prof. Dr. Jürgen Rullkötter
Didaktik der Chemie
Prof. Dr. Walter Jansen

Vorwort

Der Fachbereich Chemie der Universität Oldenburg legt seinen Bericht über die Jahre 1993 und 1994 vor. Er legt Rechenschaft ab über seine Tätigkeiten in Lehre und Forschung. Die Diplom- und Lehramtsstudiengänge Chemie und der Diplomstudiengang Marine Umweltwissenschaften werden in ihrer Struktur dargestellt. Es wird ein statistischer Überblick über die Studierenden und die Absolventen der verschiedenen Studiengänge gegeben. Ebenso wird über den Anteil an Frauen auf allen Ebenenen des Fachbereichs berichtet. Die Personal- und Sachmittel, die dem Fachbereich zur Erfüllung seiner Aufgaben aus öffentlichen Mitteln zur Verfügung gestellt wurden, sind aufgeführt. Ausführlich wird berichtet über die Forschungsschwerpunkte der verschiedenen Arbeitsgruppen im Fachbereich. Die Forschung finanzieren die Arbeitsgruppen überwiegend aus Drittmitteln, die für die Forschungsprojekte eingeworben wurden. Damit wird auch in großem Umfang der wissenschaftliche Nachwuchs in Chemie gefördert. Geldgeber sind überwiegend die Deutsche Forschungsgemeinschaft, die VW-Stiftung, verschiedene Bundesministerien, die EG u.a. Die Forschungsergebnisse sind umfangreich in der fachwissenschaftlichen Literatur publiziert. Dieser Bericht ist damit auch eine Bibliographie der Publikationen der Arbeitsgruppen des Fachbereichs für die Jahre 1993 und 1994. Im Fachbereich Chemie findet ein intensives akademisches Leben statt, das sich in den zahlreichen Promotionen, den Habilitationen, der intensiven Vortragstätigkeit und nicht zuletzt in dem jährlich durchgeführten "Tag der Chemie" dokumentiert. Dieser Bericht erlaubt der interessierten Öffentlichkeit zu überprüfen und nachzuvollziehen, welche Ergebnisse der Fachbereich Chemie mit den ihm zur Verfügung gestellten öffentlichen Mitteln erzielt hat, ob er mit seinen Pfunden gut gewuchert hat.

Prof. Dr. Jürgen O. Metzger
Dekan des Fachbereichs Chemie der
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Short Summary

The Chemistry Department of the Carl von Ossietzky University of Oldenburg has three professors of Inorganic Chemistry, four professors of Organic Chemistry, three professors of Physical Chemistry, two professors of Technical Chemistry, one professor of Geochemistry and one of Didactics of Chemistry. Research is carried out in 18 independent research groups, each under the direction of a professor or of a "Privatdozent". The following courses of study are on offer within the department (numbers in brackets refer to the number of students in 1994/95): Diploma in Chemistry (576), Diploma in Marine Ecology (25), Teacher training for Primary and all forms of Secondary Schools (271) as well as a "Magister" degree course in Chemistry (16). On average about 40 students gain their Diploma per year, while 20 finish their teacher training course. A Ph.D. degree was obtained by 24 students in 1993 and by 23 in 1994. In addition to the professors the Department also has 24 positions for scientific staff and 29 positions for technical and administrative staff. In 1994 an additional 43 scientific and 13 technical staff were employed using external funding. In 1994 the State Government provided 550.000,- DM for running expenses, while external funding provided 3. 477. 584,- DM in 1993 and 2. 901. 657,- DM in 1994. Important analytical instruments (NMR, MS, X-ray diffractometer, ESR spectrometer) are located in the Central Analysis section and can be used by all research groups in the Department. The workshops and other central functions (purchasing, storage and waste disposal) are organised within a "Unit for Technical and Scientific Infrastructure" which serves the Departments of Chemistry, Biology and Physics. Chemical literature is available from the University Library.

1. Aufbau des Fachbereiches Chemie

1.1 Wissenschaftliche Einrichtungen

Im Fachbereich Chemie gibt es in der Physikalischen Chemie, Organischen Chemie, Technischen Chemie, Anorganischen Chemie, Geochemie und Didaktik der Chemie folgende Arbeitsgruppen:

Anorganische Chemie: Prof. Dr. S. Pohl, Prof. Dr. W. Uhl, Prof. Dr. M. Weidenbruch, Priv.-Doz. Dr. H. Strasdeit

Organische Chemie: Prof. Dr. G. Kaupp, Priv.-Doz. Dr. S. Köpper, Prof. Dr. P. Köll, Prof. Dr. J. Martens, Prof. Dr. J. O. Metzger

Physikalische Chemie: Prof. Dr. C.-H. Hamann, Prof. Dr. D. Schuller, Prof. Dr. E. Zeeck, Priv.-Doz. Dr. W. Butte

Technische Chemie: Prof. Dr. J. Gmehling, Priv.-Doz. Dr. A. Brehm

Geochemie: Prof. Dr. J. Rullkötter

Didaktik der Chemie: Prof. Dr. W. Jansen

Das Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) ist eine fächerübergreifende wissenschaftliche Einrichtung mit teilweiser Verflechtung mit dem Fach Chemie. Prof. Dr. E. Zeeck, Physikalische Chemie, und Prof. Dr. J. Rullkötter, Geochemie, sind Mitglieder des ICBM.

1.2 Derzeitige Lehr- und Forschungsgebiete

1.2.1 Lehrgebiete:

Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie, Technische Chemie, Geochemie, Didaktik der Chemie.

1.2.2 Derzeitige Forschungsgebiete im Fachbereich Chemie sind:

1.2.2.1 Anorganische Chemie

- Komplexchemie; Hauptgruppenchemie; Bioanorganische Chemie (Pohl)

- Organische Chemie der schweren Elemente der 3. Hauptgruppe (Uhl)

- Chemie des Siliciums und seiner Gruppenhomologen; Niedere Koordinationszahlen; Kleine Ringsysteme (Weidenbruch)

- Metallkomplexe biologisch wichtiger Liganden; Komplexchemie des Cadmiums (Strasdeit).

1.2.2.2. Organische Chemie

- Gas-/Festkörperreaktionen; Photochemie; Heterocyclen (Kaupp)

- Naturstoffchemie; Kohlenhydrate; Synthese; Strukturaufklärung (Köll)

- Aminosäuren; Asymmetrische Synthese; Enantiomerentrennung (Martens)

- Radikalchemie; Erneuerbare Rohstoffe: Fettchemie; Massenspektrometrie (Metzger)

- Kohlenhydrate: Enzymkatalysierte organische Synthesen; Konformationsanalyse; Struktur / Wirkungsbeziehungen von Biomolekülen. (Köpper)

1.2.2.3. Physikalische Chemie

- Elektrochemische Kinetik; Elektroorganische Synthesen (Hamann)

- Ökochemie (Schuller)

- Marine Pheromone; Membrane (Zeeck)

- Umweltanalytik. (Butte)

1.2.2.4. Technische Chemie

- Synthese und Auslegung chemischer Prozesse; thermische Trennverfahren; Mischphasenthermodynamik; reaktive Rektifikation; Entwicklung hochpräziser computergestützter Meßtechniken für thermodynamische Daten. (Gmehling)

- Kinetische und hydrodynamische Untersuchungen zur Auslegung von Dreiphasen- Fließbett- und Suspensionsreaktoren. (Brehm)

1.2.2.5 Geochemie

- Organische Geochemie; Gaschromatographie - Massenspektrometrie (Rullkötter)

1.2.2.6. Didaktik der Chemie

- Unterrichtskonzeptionen; Geschichte des Chemieunterrichts; Geschichte der Chemie im Chemieunterricht (Jansen)

Die Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppen des FB Chemie in der Grundlagen, wie auch in der anwendungsorientierten Forschung sind in zahlreichen Artikeln in referierten internationalen Journalen publiziert. 1993 kamen mehr als 40 % (68 von 163) der vom Science Citation Index für die Universität Oldenburg erfaßten Publikationen aus dem FB Chemie.

1.2.3 Habilitationen im Fachbereich Chemie

Jürgen O. Metzger, Organische Chemie 1983
Werner Butte, Analytische Chemie 1985
Bernd Meyer, Organische Chemie 1986
Adrian Schumpe, Technische Chemie 1988
Rudolf Holze, Physikalische Chemie 1989
Axel Brehm, Technische Chemie 1991
Henry Strasdeit, Anorganische Chemie 1993
Bernd Ralle, Didaktik der Chemie 1993
Sabine Köpper, Organische Chemie 1994
Bolko Flintjer, Didaktik der Chemie 1995

1.3 Studiengänge und Studierende im Fachbereich Chemie

Das Studiengangsspektrum umfaßt (Stand Wintersemester 1994/95):

Tab. 1: Studiengänge

Lehramtsstudiengänge
(in Klammern:Abschlüsse)
Diplom-Studiengänge Magister-Studiengänge
Chemie (Gesamt und Hauptschulen,
Realschule, Gymnasium, Sonderschulen,
Berufsbildende Schulen)
Chemie Chemie
- Marine Umweltwissenschaften -

1.3.1 Studiengang Diplom-Chemie

Laut Studienplan wird das Vordiplom am Ende des 4. Semesters, die mündliche Diplomhauptprüfung im 9. Semester abgelegt. Im Anschluß daran wird die Diplomarbeit von 6 Monaten Dauer mit einer Verlängerungsmöglichkeit von 3 Monaten angefertigt. Die Regelstudiendauer ohne Promotion beträgt 10 Semester. Die Promotion ist mit 4-6 Semestern anzusetzen. Das Studium Diplom-Chemie kann nur im Wintersemester aufgenommen werden.

1.3.1.1 Studiengang Diplom-Chemie, Grundstudium

Die Ausbildung im Grundstudium erstreckt sich auf die Teilgebiete Allgemeine Chemie, Anorganische Chemie unter Einschluß der Analytischen Chemie, Physikalische Chemie, Organische Chemie, Experimentalphysik und Mathematik für Chemiker. Die Reihenfolge der Praktika im 1. und 2. Semester ist verbindlich. Die Praktika sind nur dann erfolgreich abgeschlossen, wenn neben dem richtigen Lösen der Aufgaben die vorgesehenen Kolloquien bzw. Klausuren mit Erfolg absolviert wurden.

Studienplan Grundstudium

Sem. Veranstaltung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
1 Allgemeine Chemie 4 - - 2
1 Mathematik für Chemiker 1 2 2 - -
1 Physik 1 4 - 2 -
1 Allgemeine Chemie (1/2Semester) - - 3 -
1 Anorganische Chemie 1 (1/2 Semester) - 1 8 1
2 Anorganische Chemie 4 - - -
2 Mathematik für Chemiker 2 2 2 - -
2 Physik 2 4 - 2 -
2 Physikalische Chemie 3 2 - -
2 Anorganische Chemie 2 - - 16 2
3 Anorganische Chemie 4 - - -
3 Organische Chemie 6 - - -
3 Physikalische Chemie 3 2 12 -
4 Organische Chemie 2 1 22 -
4 Physikalische Chemie 2 - - -

V= Vorlesung, Ü=Übung, P=Praktikum, S= Seminar, SWS= Semesterwochenstunden

Prüfungen

Das Grundstudium wird mit der Diplomvorprüfung abgeschlossen, die sich in vier Teilprüfungen gliedert: Grundlagen der Anorganischen, Organischen und Physikalischen Chemie sowie Grundlagen der Physik

Die jeweiligen Teilprüfungen werden mündlich abgenommen und dauern 30 Minuten.

1.3.1.2 Studiengang Diplom-Chemie, Hauptstudium

Das Hauptstudium sieht neben den Veranstaltungen (Vorlesungen, Praktika) in den drei Grundlagenfächern ein Wahlpflichtfach, etwa Technische Chemie, Geochemie, Biochemie, oder auf Antrag z.B. Mikrobiologie u.a., vor. Der zeitliche Ablauf dieses Studienabschnittes bleibt den Studenten weitgehend selbst überlassen. Es wird jedoch empfohlen, zur Vorbereitung der Fortgeschrittenen-Praktika zunächst ein Semester nach dem Vordiplom als Theoriesemester mit intensivem Vorlesungsbesuch zu absolvieren. Zusätzlich zu den in der folgenden Tabelle "Studienplan Hauptstudium" aufgeführten Vorlesungen, Seminaren, Übungen und Praktika vertiefen die Studierenden eines der vier Prüfungsfächer in Lehrveranstaltungen von 5 SWS (Schwerpunktbildung). 12 SWS stehen als Wahlveranstaltungen zur Entwicklung von speziellen Interessen den Studierenden zur Verfügung.

Studienplan Hauptstudium

Sem. Veranstaltung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
- Molekülchemie der Hauptgruppenelemente 2 - - -
- Chemie der Nebengruppenelemente 2 - - -
- Festkörperchemie 2 - - -
- Spezialvorlesung 2 - - -
- Anorg.-chem. Prakt. für Fortgeschrittene - - 12 2
- Organische Chemie 8 - - -
- Organ.-chem. Prakt. f. Fortgeschrittene - 1 16 2
- Physikalische Chemie 8 - - -
- Physikal.-chem. Prakt. f. Fortgeschrittene - - 12 2
- Wahlpflichtfach 8 2 10 -
- Toxikologie 2 - - -
- Rechtsgebiete, Arbeitsschutz und
Umweltschutz für Chemiker
1 - - -
- Computer-gestützte
Literaturrecherche
in Datenbanken
1 3 - -

V= Vorlesung, Ü=Übung, P=Praktikum, S= Seminar, SWS= Semesterwochenstunden

Die Fortgeschrittenen-Praktika werden von Kolloquien begleitet, die bestanden werden müssen. Weiterhin ist die Teilnahme an Exkursionen zu chemischen Werken obligatorisch.

Die Vorlesungen zur "Toxikologie" und "Ausgewählte Rechtsgebiete, Arbeitsschutz und Umweltschutz für Chemiker" mit den zugehörigen Klausuren, sind Voraussetzung für die Bestätigung im Zeugnis der Diplomprüfung, daß die Sachkenntnisprüfung nach [[section]] 5 Abs. 1 Nr. 7 der Chemikalienverbotsverordnung erfolgreich abgelegt wurde. Die computer-gestützte Literaturrecherche in Datenbanken gehört zur Ausbildung.

Prüfungen

Das Diplomhauptexamen umfaßt vier mündliche Prüfungen von jeweils ca. 30 Minuten Dauer in den Fächern: Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie, Wahlpflichtfach, z.B. Technische Chemie , Geochemie oder Biochemie. Nach Abschluß der mündlichen Diplomchemiker-Hauptprüfung schließt sich die Diplomarbeit von 6 Monaten an, deren Dauer auf Antrag auf 9 Monate verlängert werden kann. Nach erfolgreichem Abschluß der mündlichen Prüfung und der Diplomarbeit wird der Grad "Diplom-Chemiker" verliehen.

1.3.1.3 Studiengang Diplom-Chemie, Promotion

Die Doktorarbeit erfordert eine 2-3 jährige experimentelle Tätigkeit. Als Hauptfächer sind Anorganische, Organische, Physikalische, Analytische und Technische Chemie sowie Geochemie zugelassen. Eine Promotion in Biochemie ist im Fachbereich Biologie möglich.

1.3.2 Lehramtsstudiengänge im Fach Chemie

An der Universität Oldenburg kann das Fach Chemie für die Lehrämter an Gymnasien, Realschulen, Grund- und Hauptschulen und Berufsbildenden Schulen studiert werden. Für jeden Studiengang bestehen bestimmte Kombinationsmöglichkeiten; für LA Gymnasien kann Chemie z.B. mit den Fächern Mathematik, Biologie, Physik, Deutsch, Englisch, Musik kombiniert werden. Für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen kann Chemie nur mit der Fachrichtung "Wirtschaft" studiert werden. Die Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Fächern für die übrigen Lehramtstudiengänge können beim Studienberater erfragt werden. Neben den genannten Studiengängen kann für die Lehrämter für Realschulen und Grund- und Hauptschulen Chemie als "3. Unterrichtsfach" mit reduzierten Anforderungen in Verbindung mit Biologie oder Physik als 1. oder 2. Studienfach studiert werden.

Im übrigen ist es möglich, Chemie in allen Lehramtsstudiengängen als Erweiterungsfach zu studieren, d.h. nach Abschluß eines Lehramtsstudiums in anderen Fächern kann man diesen Abschluß durch das Fach Chemie erweitern. Dabei werden dem Studenten vergleichbare Leistungen, die er während seines Studiums der anderen Fächer bereits erbracht hat, anerkannt. In einem Weiterbildungsstudium kann der Studienbewerber das Fach Chemie, für das er einen Studienabschluß besitzt, z.B. für Grund- und Hauptschule oder Realschule, für den nächsthöheren Studiengang. z.B. Lehramt an Realschulen oder Gymnasien, studieren. Auch hier gelten besondere Bedingungen, die bei der Studienberatung erfragt werden können. Das Studium der Lehrämter Chemie kann nur im Wintersemester aufgenommen werden.

In allen Lehramtsstudiengängen führen die Studenten nach dem 1. Semester ein Allgemeines Schulpraktikum und in der Regel nach dem 4. (5.) Semester ein Fachpraktikum an der gewählten Schulform im ersten und zweiten Unterrichtsfach nach Wahl durch. Vor der Durchführung des Fachpraktikums ist eine Vorbereitungsveranstaltung des Faches für das Praktikum im Umfang von 2 SWS zu belegen. Im Anschluß an das Fachpraktikum findet eine Auswertung als Blockveranstaltung statt; die Auswertung schließt die Erstellung eines Praktikumsberichtes ein.

1.3.2.1 Lehramt an Gymnasien

1.3.2.2 Lehramt an Gymnasien, Grundstudium

Studienplan

Sem. Veranstaltung Prüfung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
- Allgemeine Chemie - 4 - - -
- Anorganische Chemie I - 4 - - -
- Anorganische Chemie II - 2 - - -
- Allgemeine Chemie NeT - - 3 -
- Anorganische Chemie NeT - - 9 -
- Mathematik für Chemiker I NeT 2 2 - -
- Mathematik für Chemiker II - 2 - - -
- Didaktik der Chemie NeT - - - 2
- Didaktik oder Geschichte
der Chemie
- 2 - - -
- Physik für Chemiker - 4 - - -
- Praktikum für Chemiker NeT - - 4 -
- Organische Chemie - 4 - - -
- Physikalische Chemie - 3 - - -
- Grundpraktikum Physikal.
Chemie oder
NeT - - 9 -
- Organische Chemie (LA GY) NeT - - 9 -

NeT: Nachweis der erfolgreichen Teilnahme, festgestellt durch Klausuren oder Kolloquia.

V= Vorlesung, Ü=Übung, P=Praktikum, S= Seminar, SWS= Semesterwochenstunden

Prüfungen

Das Grundstudium wird durch eine Zwischenprüfung nach dem 4. Semester in beiden gewählten Fächern abgeschlossen.

Zulassung zur Zwischenprüfung

Im Fach Chemie sind zur Zulassung erforderlich die Teilnahme an den im Studienplan aufgeführten Lehrveranstaltungen und die erfolgreiche Teilnahme an der mit NeT gekennzeichneten Veranstaltungen.

Prüfungsanforderungen für die Zwischenprüfung

In der Zwischenprüfung hat der Kandidat in zwei der folgenden Prüfungsgebiete nachzuweisen:

- Kenntnisse grundlegender Sachverhalte der Allgemeinen Chemie
- Kenntnisse grundlegender Sachverhalte der Anorganischen Chemie
- Einblick in die Grundlagen der Didaktik bzw. der Geschichte der Chemie
- Einblick in die Grundlagen der Organischen Chemie
- Einblick in die Grundlagen der Physikalischen Chemie.
Eines der Prüfungsgebiete muß die Anorganische Chemie sein. Die Zwischenprüfung im Unterrichtsfach Chemie findet grundsätzlich als mündliche Prüfung statt. Eine Anrechnung von Studienleistungen ist nicht möglich.

1.3.2.3 Lehramt an Gymnasien Hauptstudium, Allgemeine Bedingungen

Das Hauptstudium umfaßt 4 Semester, hinzu kommen noch 2 Prüfungssemester.

Sem. Veranstaltung Prüfung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
- Grundprakt. Organ. Chemie (LA GY) NeT - - 9 -
- oder Physikal. Chemie (LA GY) NeT - - 9 -
- Experimentelle Schulchemie NeT - - 9 -
- Didaktik der Chemie NeT - - - 2
- Fortgeschrittenenpraktikum I * NeT - - 9 -
- Fortgeschrittenenpraktikum II * NeT - - 9 -

NeT: Nachweis der erfolgreichen Teilnahme, festgestellt durch Klausuren oder Kolloquia.

*) Fortgeschrittenenpraktika sind aus der nachstehenden Liste zu wählen: Anorganische Chemie (LA GY), Organische Chemie (LA GY), Physikalische Chemie (LA GY), Ökochemie (LA GY), Technische Chemie (LA GY), spezielle Themen der Chemie (LA GY), Geochemie

Dazu kommen im Umfang von 10 SWS weiterführende Lehrveranstaltungen aus verschiedenen Gebieten der Chemie, die der Schwerpunktbildung dienen können, sowie Exkursionen im Umfange von mindestens 3 Tagen (NeT).

1.3.2.4 Lehramt an Gymnasien Hauptstudium, Prüfungen

Zulassungsvoraussetzungen für die 1. Staatsprüfung

Nachweis der Teilnahme bzw. erfolgreichen Teilnahme an Lehrveranstaltungen des 1. Studienabschnitts wie in den Zulassungsvoraussetzungen für die Zwischenprüfung LAGy Chemie

Nachweis der bestandenen Zwischenprüfung

Teilnahme an Lehrveranstaltungen des 2. Studienabschnitts; Weiterführende Lehrveranstaltungen aus verschiedenen Gebieten der Chemie, die der Schwerpunktbildung dienen können, im Umfange von 10 SWS

Erfolgreiche Teilnahme an den mit NeT gekennzeichneten Lehrveranstaltungen des 2. Studienabschnitts

Durchführung der Prüfung

Die Staatsexamensarbeit kann im Fach Chemie angefertigt werden. Sie beruht auf eigenständiger experimenteller Arbeit. Der experimentelle Teil dieser Arbeit wird in der Regel in den Laboratorien des Fachbereiches Chemie durchgeführt. Dauer der Arbeit: 4 Monate; diese Frist kann auf Antrag des Betreuers der Arbeit beim Wissenschaftlichen Prüfungsamt auf 6 Monate verlängert werden.

Für die Arbeit unter Aufsicht erhält der Kandidat Aufgaben aus allen vier für das Lehramtsstudium Chemie relevanten Teilgebieten der Chemie, Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie und Didaktik der Chemie. Aus diesen Aufgaben ist eine angegebene Zahl für die Bearbeitung aus jedem Teilgebiet auszuwählen. Dauer der Arbeit unter Ausicht: 4 Stunden. Auf die Arbeit unter Aufsicht bereitet ein 'Seminar für Examenskandidaten' vor, das einmal im Jahr angeboten wird.

Mündliche Prüfung: Für die mündliche Prüfung wählt der Kandidat drei der vier für das Lehramtsstudium Chemie relevanten Teilgebiete der Chemie aus. In diesen drei Teilgebieten vereinbart er mit seinen Prüfern Schwerpunktthemen, die nicht zu eng gefaßt sein dürfen. Dauer der mündlichen Prüfung: 1 Stunde.

1.3.2.5 Lehramt an Realschulen (Studiendauer: 8 Semester)

Die Regelstudienzeit beträgt 7 Semester, hinzu kommt 1 Prüfungssemester.

Grundstudium, Studienplan

Sem. Veranstaltung Prüfung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
1.- 3. Allgemeine Chemie - 4 - - -
1.- 3. Anorganische Chemie I - 4 - - -
1.- 3. Anorganische Chemie II - 2 - - -
1.- 3. Allgemeine Chemie NeT - - 3 -
1.- 3. Anorganische Chemie NeT - - 9 -
1.- 3. Mathematik für Chemiker I NeT 2 2 - -
1.- 3. Didaktik der Chemie NeT - - - 2

Hauptstudium, Studienplan

Sem. Veranstaltung Prüfung VSWS ÜSWS PSWS SSWS
4.-7. Organische Chemie - 4 - - -
4.-7. Grundprakt. Organ.Chemie (LA RS) NeT - - 8 -
4.-7. Physikalische Chemie - 3 - - -
4.-7. Grundprakt. Physikal. Chemie NeT - - 8 -
4.-7. Geschichte der Chemie oder - 2 - - -
4.-7. Didaktik der Chemie - 2 - - -
4.-7. Experimentelle Schulchemie (LA RS) NeT - - 9 -
4.-7. Didaktik der Chemie NeT 2 - - -
4.-7. Weiterführende Lehrveranstaltung - 2 - - -

Dazu kommen Exkursionen im Umfang von mindestens 3 Tagen (NeT).

Eine Zwischenprüfung findet nicht statt.

Zulassungsvoraussetzungen zur 1. Staatsprüfung sind die Teilnahme bzw. die erfolgreiche Teilnahme (NeT) an den im Studienplan genannten Veranstaltungen.

Durchführung der Prüfung

- Die Staatsexamensarbeit kann im Fach Chemie angefertigt werden. Die Arbeit kann fachwissenschaftliche oder fachdidaktische oder beide Problemstellungen behandeln. Der experimentelle Teil der Arbeit wird in der Regel in den Laboratorien des Fachbereichs Chemie durchgeführt. Dauer der Arbeit: 2 Monate; diese Frist kann auf Antrag des Betreuers der Arbeit beim wissenschaftlichen Prüfungsamt auf 4 Monate verlängert werden.
- Für die Arbeit unter Aufsicht erhält der Kandidat Aufgaben aus allen vier für das Lehramtsstudium Chemie relevanten Teilgebieten der Chemie,Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie und Didaktik der Chemie. Aus diesen Aufgaben ist eine angegebene Zahl für die Bearbeitung aus jedem Teilgebiet auszuwählen. Dauer der Arbeit unter Aufsicht: 4 Stunden. Auf die Arbeit unter Aufsicht bereitet ein 'Seminar für Examenskandidaten' vor, das einmal im Jahr angeboten wird.
- Mündliche Prüfung: Für die mündliche Prüfung wählt der Kandidat drei der vier für das Lehramtsstudium Chemie relevanten Teilgebiete der Chemie aus. In diesen drei Teilgebieten vereinbart er mit seinen Prüfern Schwerpunktthemen, die nicht zu eng gefaßt sein dürfen. Dauer der mündlichen Prüfung: 1 Stunde.

1.3.2.6 Lehramt an Berufsbildenden Schulen

An der Universität Oldenburg kann das Fach Chemie in Verbindung mit Wirtschaftswissenschaften für das Lehramt an Berufsbildenden Schulen studiert werden. Die Anforderungen liegen zwischen denen des Lehramts an Gymnasien und denen des Lehramtes an Realschulen.

1.3.2.7 Lehramt an Grund- und Hauptschulen

Im Studienumfang von 47 SWS kann Chemie auch für das Lehramt an Grund- und Hauptschulen studiert werden. Die Anforderungen sind geringer als die für das Lehramt an Realschulen.

1.3.2.8 Studiengang Lehramt Chemie - Promotion

Nach erfolgreich abgelegtem 1. Staatsexamen für die Lehrämter Gymnasien oder Berufsbildende Schulen kann in allen Teilbereichen der Chemie, auch in der Didaktik der Chemie, eine Doktorarbeit angefertigt werden.

1.3.3 Diplom-Studiengang Marine Umweltwissenschaften

Seit dem Wintersemester 1994/95 bietet der Fachbereich Chemie der Universität Oldenburg den grundständigen Diplom-Studiengang Marine Umweltwissenschaften mit dem Abschluß "Diplom-Umweltwissenschaftlerin" bzw. "Diplom-Umweltwissenschaftler" an.

Mit diesem Studiengang wird der Versuch unternommen, aktuelle, für die Zukunft der Menschheit wichtige Fragestellungen, wie etwa die weitreichenden Folgen einer durch natürliche Prozesse und menschliches Einwirken verursachten Veränderung der Umwelt, in den Mittelpunkt des Studiums zu stellen. Dazu ist die individuelle Auseinandersetzung der Studierenden mit natürlichen Umweltsystemen notwendig, die als dynamische und teilweise selbstorganisierte Systeme verstanden werden müssen.

Im Studiengang werden Aspekte aus den einzelnen mathematisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen, die in den Fachstudiengängen meist ausführlicher dargestellt werden, komprimiert und mit anderer Gewichtung und Sichtweise vermittelt. Dazu wird entscheidenes Gewicht auf die inhaltliche Verknüpfung von verschiedenen Themen zur Gesamtbetrachtung von natürlichen Systemen gelegt. Daraus ergibt sich jedoch nicht eine bloße Aneinanderreihung von Inhalten, sondern durch die spezifische Veranstaltungsstruktur, insbesondere durch gemeinsam gestaltete Praktika und Ringvorlesungen, ein thematisches Ganzes, das an Anwendungsbeispielen konkretisiert wird.

Grundstudium

Im Grundstudium werden die Studierenden mit den mathematisch-naturwissenschaftlichen Grundlagen vertraut gemacht, die für die Erforschung von natürlichen Systemen von Bedeutung sind. Entsprechende Grundlagen aus den beteiligten Disziplinen werden in einem einheitlichen Grundstudium dargestellt. Dabei werden sowohl Erkenntnisse als auch Methoden dieser Disziplinen in Vorlesungen und Praktika und Übungen erarbeitet; Inhalte sind im einzelnen:

- Inhalte aus der Biologie (31 SWS): Bau, Lebensweise,Physiologie und Ökologie der Organismen, insbesondere mariner Organismen; Biochemie; Mikrobiologie; allgemein-ökologische Zusammenhänge; Struktur, Dynamik und Gefährdung mariner Ökosysteme; Mechanismen biologischer Evolution.
- Inhalte aus der Chemie (35 SWS): Chemie der Haupt- und Nebengruppenelemente unter Einschluß technischer Prozesse; Bau, Synthese, Strukturaufklärung und Verwendung organischer Verbindungen; reaktionsmechanistische Aspekte; moderne Methoden der instrumentellen Analyse; Physikalische Chemie unter Einschluß von Reaktionskinetik und Transportprozessen.
- Inhalte aus der Mathematik (16 SWS): Differential- undIntegralrechnung von Funktionen einer Variablen; partielles Differenzieren; Vektorrechnung und Matrizenrechnung, elementare Differentialgleichungen; Stabilität und Attraktoren; Standardmodelle (z.B. Räuber-Beute-Modelle).
- Inhalte aus der Physik (20 SWS): Grundkenntnisse über Mechanik, Optik, Elektro- und Thermodynamik; Atom- und Kernphysik sowie über die jeweiligen experimentellen Methoden; Hydrodynamik in der marinen Umwelt; physikalische Eigenschaften von Meerwasser und entsprechende Meßverfahren; Meeresströmungen; Energie- und Strahlungshaushalt.
Parallel dazu werden in Vorlesungen (8 SWS) übergreifende Fragestellungen, etwa zum Zusammenspiel einzelner Prozesse in der marinen Umwelt, ihrer Entwicklung in der Erdgeschichte oder den Kreisläufen von Stoffen, werden ebenso wie Fragen der Mensch/-Umwelt-Beziehung aufgezeigt.

Hauptstudium

Das Hauptstudium (96 SWS) gliedert sich in eine Folge von Veranstaltungen mit integrierendem Charakter und Veranstaltungen, die fachbezogene Schwerpunkte aufarbeiten. Die parallele Durchführung dieser Veranstaltungen erlaubt eine individuelle Vertiefung entsprechend fachlicher Neigungen, schult aber gleichzeitig durch systembezogene Veranstaltungen das übergreifende Verständnis.

- Integrierende Veranstaltungen (Prüfungsfach Umweltsysteme, 21 SWS): In übergreifenden Veranstaltungen wird ein Forum geschaffen, auf dem unter theoretischen und praktischen Gesichtspunkten natürliche Systeme aufgearbeitet werden. Die Studierenden können aus einem der drei Lehrbereiche 1. Physik/Mathematik, 2.Biologie und 3. Chemie/Geowissenschaften einen Studienschwerpunkt frei wählen, in dem dann mindestens insgesamt 30 SWS abgeleistet werden müssen. Die beiden Lehrbereiche neben dem gewählten Studienschwerpunkt werden zu Nebenfächern, die mit jeweils 16 SWS abgedeckt werden, wobei grundsätzlich die gleiche Veranstaltungsstruktur wie im Studienschwerpunkt zum Tragen kommt. Inhalte im Studienschwerpunkt bzw. in den Nebenfächern sind z.B. im Lehrbereich Chemie : Anorganische und Organische Geochemie, Verfahren der Umweltanalytik, Naturstoffchemie; im Lehrbereich Physik/Mathematik; Eigenschaften dynamischer Systeme, Hydrodynamik und Mathematische Modellierung oder im Lehrbereich Biologie: Ökologie, Biogeochemie/Toxikologie oder Evolution und Genetik.

Eine erfolgreiche Auseinandersetzung mit Umweltsystemen erfordert in vielen Bereichen auch Kompetenz in gesellschafts-, wirtschafts- und rechtswissenschaftlichen Sektoren (13 SWS). Entsprechende Lehrinhalte sind deshalb in einem Bereich Umweltrecht (4 SWS) feste Bestandteile des Studiengangs. Weitere Veranstaltungen (9 SWS) können von den Studierenden frei gewählt werden.

Bei der Diplomarbeit wird angestrebt, daß Studierende im Verlauf des Hauptstudiums frühzeitig in die Forschungsarbeiten einer Arbeitsgruppe integriert werden und Anregungen für die Arbeit aus dem Umfeld und den begleitenden Veranstaltungen des Studiums erhalten. Die Diplomarbeit wird im neunten Semester nach den mündlichen Diplomprüfungen angefertigt.

1.3.4 Chemie als Nebenfach

Der FB Chemie beteiligt sich an der Ausbildung in folgenden Studiengängen (außerhalb FB Chemie) mit Chemie als Nebenfach:

- Sachunterricht (als 9 Semesterwochenstunden umfassendes Bezugsfach Chemie: Chemie im Alltag, Chemie in der Umwelt und wahlweise 2 der folgenden 3 Veranstaltungen: Geschichte der Chemie, Grundzüge der Planung von Chemieunterricht, Didaktische Konzeptionen des Chemieunter- richts);
- Biologie (Pflichtfach im Grundstudium und Wahlpflichtfach im Hauptstudium)
- Landschaftsökologie (Pflichtfach im Grundstudium)
- Physik (Pflichtfach im Grundstudium und Wahlpflichtfach im Hauptstudium)
- Informatik (Wahlpflichtfach im Grund- und Hauptstudium)
- Mathematik (Wahlpflichtfach im Grund- und Hauptstudium)
- Textilwissenschaften (LA Wahlpflichtfach)
- Haushalts- und Ernährungswissenschaften (LA Wahlfach)

1.4 Statistische Angaben

1.4.1 Zahl der Studierenden und Prüfungen

Tab. 2: Übersicht über die Anzahl der Studierenden im Studienjahr 1994/95 nach Studienfach und Abschlußart

Studienfach/Abschlußart Studienfälle Studierende im
1.Fachsemester
Chemie - Lehramt 271 27
Chemie - Diplom 576 43
Chemie - Magister (nur NF)1)
Marine Umweltwissenschaften
16
25
7
21
gesamt 847 77

1) Studienjahr 1993 / 94

Tab. 3: Übersicht über Vordiplomsprüfungen

- 1993 1994
Anzahl 71 53
Studiendauer Mittelwert 6.3 6.3
50% Wert 5.4 5.3

Tab. 4: Übersicht über Diplomprüfungen

- 1993 1994
Anzahl 20 46
Studiendauer Mittelwert 14.8 15.9
50% Wert 13.5 15.0

Tab. 5: Übersicht über Staatsexamina

- 1993 1994
1. Staatsexamina LA GY/LA BBS 4 11
1. Staatsexamina LA RS /LA GH 4 7

Promotionen

1993 wurden 24 und 1994 23 Promotionen durchgeführt.

1.4.2 Wissenschaftliche Stellen im Fachbereich Chemie

Fächer Professuren
C4-C2
Wissenschaftlicher
Dienst
Förderung
wissenschaftlicher
Nachwuchs 1)
gesamt
Chemie 142,3) 114) 13 38

Stand: Haushaltsjahr 1995

1) einschl. FWN, C1, C2 a.Z., AR a.Z.
2) davon 2 haushaltsmäßig bei ICBM
3) mit Beschluß des Senats vom 24.05.1995 wurde eine C4 - Stelle im Rahmen der "Einsparmaßnahmen" gestrichen.
4)davon 1 haushaltsmäßig bei ICBM

1.4.3 Stellen für nichtwissenschaftliches Personal

Tab. 5: Stellen für nichtwissenschaftliches Personal

Verwaltungs-
dienst
Technischer
Dienst
Schreib-
dienst
gesamt
1,5 23 3,5 1) 28

1) einschl. 1/2 Fremdsprachenassistentin
Stand: Haushaltsjahr 1994

1.4.4 Drittmittelpersonal

Beschäftigt wurden im Haushaltsjahr 1994 57 Personen aus Drittmitteln, davon 43 Personen im wissenschaftlichen Dienst.

1.4.5 Mittel

Im Haushaltsjahr 1994 standen dem Fachbereich Chemie für alle Fächer zusammen nach den vom Senat zugewiesenen Mittel aus der Titelgruppe 71/81 in Höhe von DM 424.806 und aus der Titelgruppe 61 DM 138.320 zur Verfügung.

An Drittmitteln wurden im Haushaltsjahr 1993 DM 3.477.584 und 1994

DM 2.901.657 eingeworben.

1.4.6 Großgeräte und weitere Ausstattungen

Der Fachbereich Chemie verfügt derzeit über folgende Großgeräte, die im Rahmen des Hochschulbeaufförderungsgesetzes beschafft wurden.


Beschaffungsjahr Beschaffungspreis in DM<
Fourier-Transform-NMR-Spektrometer 1978 235.000,-
Elektronenspinresonanz-Spektromenter 1980 234.000,-
Massenspektrometer mit Datensystem 1981 636.000,-
Automatisches Einkristall-Diffraktometer 1985 560.000,-
NMR-Spektrometer, 300 MHZ 1986 708.000,-
Supraleitendes FT-NMR-Spektrometer,500 MHZ 1991 1.123.400,-
Massenspektrometer 1992 1.087.000,-

Die Großgeräte werden in der "Gemeinsamen Analytik" des FB Chemie betrieben und sind allen Arbeitsgruppen des Fachbereichs und darüber hinaus den anderen naturwissenschaftlichen Fachbereichen zugänglich. Diese Organisationsform ist sehr effektiv und vorbildlich.
Der Fachbereich betreibt einen
- CIP-Cluster
- WAP-Cluster (270.000,- DM)

1.4.7 Werkstätten, Läger und Beschaffung

Der Fachbereich Chemie betreibt gemeinsam mit den Fachbereichen Biologie und Chemie die Gemeinsame Betriebseinheit für technisch-wissenschaftliche Infrastruktur (GBI). Die GBI führt die Beschaffungen durch und betreibt die Läger, insbesondere Chemikalien-, Glas- und Gaslager.
Dazu gehört auch die notwendige und sachgerechte Entsorgung. Vorbildlich ist hier die "Chemikalienbörse", die eine nützliche "Entsorgung" von Chemikalien ermöglicht. Die Glaswerkstatt, die Mechanikwerkstatt und die Elektronik- und Holzwerkstatt sind für die Fertigung von Spezialapparaturen unabdingbar. Bei der großen Anzahl von Geräten - insbesondere Kleingeräten - ist eine eigene Wartung von allergrößter Bedeutung.

1.5 Wissenschaftliche Kolloquien und Tag der Chemie

1.5.1 Wissenschaftliche Kolloquien

Der Fachbereich Chemie führt in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Ortsverband Oldenburg, regelmäßig die "GDCh- und Chemische Kolloquien" durch. Im Berichtszeitraum (SS 1993 - SS 1994) fanden die nachstehend aufgeführten Kolloquiumsveranstaltungen statt. Zusätzlich wurden noch in den einzelnen Fächern wissenschaftliche Kolloquien durchgeführt.

Sommersemester 1993

22.04.1993 Prof., Dr. M. Veith, Saarbrücken "Ungewöhnliche bindungssituationen von metallischen Elementen im Molekülen und Clustern"
27.05.1993 Prof. Dr. K. Müllen, Mainz "Konjugierte Oligomere und Polymere, je länger, je lieber?".
10.06.1993 Prof. Dr. H. T. Witt, Berlin "Zum Mechnanismus der Wasserspaltung in der Photosynthese und zur molekularen Struktur des Photosytem I".
17.06.1993 Prof. Dr. W. Uhl, Oldenburg (Antrittsvorlesung) "C-H-acide Aluminiumorganyle - Bausteine zur Synthese neuartiger aluminiumorganischer Verbindungen".
24.06.1993 Prof. Dr. A. Schleip, Frankfurt / Main "Die Sektflasche - Herstellung und Recycling".
08.07.1993 Prof. Dr. P. Hugo, Berlin "Messung und Auswertung der Reaktionsgeschwindigkeit von technischen homogenen Flüssigphase-Systemen".

Wintersemester 1993/94

21.01.1993 Prof. Dr. H.-P. Müller, BAYER AG, Leverkusen "Syntheseleistungen der Natur und deren Nutzung bei Bayer".
25.11.1993 Prof. Dr.Herbert Hartig, Hüls AG "Forschung und Entwicklung in der chemischen Industrie".
09.12.1993 Prof. Dr. H. J. Bader, Universität Frankfurt "Nachwachsende Rohstoffe - Möglichkeiten der experimentellen Erschließung im Unterricht".
20.01.1994 Dr. Konrad Grob, Kantonales Laboratorium Zürich "Die Analytik von Speiseölen mittels gekoppelter LC-GC- oder weshalb die Aufdeckung von Fälschungen innovative Analytik erfordert".
27.01.1994 Dr. Wolfgang Preuß, Henkel KGaA "Natürliche Öle und Fette als Rohstoffe in der chemischen Industrie".
03.02.1994 Prof. Dr. Hansgeorg Schnöckel, Universität Karlsruhe "Struktur und Chemie reaktiver Spezies: Matrixisolation und präperative Möglichkeiten".
10.02.1994 Ernst Schwanhold, MdB, Vorsitzender der Enquete- Kommission Schutz des Menschen und der Umwelt "Von der Einzelstoffbetrachtung zum Stoffstrommanagement - Wege zum vorbeugenden Umweltschutz".

Sommersemester 1994

21.04.1994 Priv.-Doz. Dr. J. Kröger, Universität Gießen "Die PCR (Polymerase Chain Reaction) - Technologie: Grundlagen und ihre Anwendung in der Chemie biologsicher Makromoleküle".
28.04.1994 Prof. Dr. H. Bürger, Universität Wuppertal "Neu es über kurzlebige, kleine Moleküle aus hochaufgelösten IR-Spektren".
05.05.1994 Prof. Dr. P. Thieme, BASF, Ludwigshafen "Lohnt es sich heute noch Chemie zu studieren".
19.05.1994 Dr. P. Stadler, BAYER AG, Leverkusen "Bio- und Gentechnik in Deutschland: Situation und Standortperspektiven".
26.05.1994 Dr. D. Brauner, Hoechst, Frankfurt "Gentechnik: Methoden, Anwendungen und Tendenzen".
02.06.1994 Priv.-Doz. Dr. Gerd Liebezeit, Forschungszentrum Terramare, Wilhelmshaven "Zucker in marinen Sinkstoffen und Sedimenten - Anmerkungen zu Biomarkerkriterien".
16.06.1994 Prof. Dr. U. Hoffmann, TU Clausthal "Entwicklung einer Reaktivdestillation als alternatives Verfahren für die Erzeugung des Antiklopfmittels MTBE".
23.06.1994 Prof. Dr. M.-R. Kula, Universität Düsseldorf in der KFA Jülich "Enzymkatalysierte Synthesen chiraler Verbindungen".
30.06.1994 Prof. Dr. H. Wenck, Unversität Bielefeld "Biotechnlogische Themen im Chemieunterricht - Experimatalvortrag mit immobilierten Enzymen".

Wintersemester 1994/95

24.11.94 Festkolloquium anläßlich des 60. Geburtstags von Prof. Dr. Dieter Schuller
01.12.94 Dr. Dietrich Stoltzenberg, Hamburg "Fritz Haber und das Jahr 1933".
15.12.94 Prof. Dr. Dr. Hans Steinhart, Institut für Biochemie und Lebensmittelchemie, Universität Hamburg "Untersuchungen zur Charakterisierung der chemischen Struktur der Nahrungsfaser".
12.01.95 Prof. Dr. Ernst.-L. Winnacker, Laboratorium für Molekulare Biologie - Genzentrum, Martinsried "Warum sieht eine Maus aus wie eine Maus? - Zur Komplexität genetischer Systeme".
19.01.95 Prof. Dr. Jens G. Reich, Max-Delbrück-Centrum, Berlin "Das genomische Paradigma in der Biologie und seine gesellschaftlichen Auswirkungen".
02.02.95 Prof. Dr. W. Frey, BASF, Ludwigshafen "Strukturierte Verfahrensentwicklung".

1.5.2 Tag der Chemie

Der Fachbereich Chemie führt in Zusammenarbeit mit der GDCh-Ortsverband Oldenburg jedes Jahr Anfang November einen "Tag der Chemie" durch. Chemiedozenten der Universität Oldenburg und Chemiker aus dem GDCh-Ortsverband Oldenburg berichten über ihre aktuellen wissenschaftlichen Arbeiten. Seit 1994 wird in Verbindung mit dem "Tag der Chemie" eine Laborgeräteausstellung und eine Posterpräsentation durchgeführt.

Tag der Chemie 04.11.1993, Vortragsprogramm:

H. tom Dieck, Begrüßung
Prof. Dr. J. Gmehling "Vom Labor in den technischen Maßstab"
Prof. Dr. P. Köll "Die Reaktionen von Zucker mit Kaliumcyanat"
Prof. Dr. S. Pohl "Von der Natur lernen: Untersuchungen zur Modellierung katalytisch aktiver Zentren in Metallproteinen"
Prof. Dr. W. Uhl "Untersuchungen zur Reaktivität von R2A1-A1R2(R = CH (SiMe3 )2)"
Prof. Dr. M. Weidenbruch "Farbige Siliciumverbindungen - ein unerwartetes Phänomen"
Prof. Dr. R. Holze "Können Zähne rosten?"
Priv.-Doz. Dr. W. Butte "Bioakkumulation: Ein Werkzeug zur Abschätzung der Umweltgefährlichkeit von Chemikalien"
Prof. Dr. J. Rullkötter "Mit langkettigen Ketonen aus Sedimenten lassen sich heute die Ozean- Wassertemperaturen während der Eiszeit bestimmen"
Prof. Dr. E. Zeeck "Chemische Ökologie"
Prof. Dr. C. H. Hamann "Neue synthetische Aspekte der Elektrochemie von Kohlenhydraten"
Prof. Dr. T. Höpner "Über schwarze Flecken und (bio-) chemische Qualitätsziele im Wattenmeer"
Prof. Dr. W. Jansen "Die Entwicklung des Chemieunterrichts und der Chemiedidaktik hin zu neuen Bildungskonzepten"

Tag der Chemie 10.11.1994, Vortragsprogramm:

Prof. Dr. Jürgen O. Metzger, Dekan des Fachbereich Chemie Begrüßung
Prof. Dr. Heinrich Nöth, München Vizepräsident der GDCh Grußworte
Prof. Dr. Werner Uhl "Synthese viergliedriger AlC2Si- Heterocyclen durch Deprotonierung C-H-acider Aluminiumorganyle"
Priv.-Doz. Dr. Sabine Köpper "Auf dem Wege zur Klärung von Struktur-Wirkungsbeziehungen: Die drei-dimensionale Struktur des Antibiotikums Kijanimicin"
Prof. Dr. Manfred Weidenbruch "Gibt es eine Zinn-Zinn-Doppel- Bindung?"
Prof. Dr. Siegfried Pohl "Biologische Wasserstoffgewinnung - ein interessantes Projekt mit vielfältigen Aufgaben auch für Chemiker"
Prof. Dr. Jürgen Gmehling "Reaktive Rektifikation - eine interessante Verfahrensvariante"
Prof. Dr. Walter Jansen "Neues Konzept zur Einführung von chemischer Reaktion, Elementbegriff und der chemischen Formel im Anfangs- unterricht Chemie"
Prof. Dr. Bernd Ralle, Vechta "Heterogene Katalyse im Chemieunterricht"
Dr. Manfred Ende, Oldenburg "Untersuchungen von Lebensmitteln und Bioindikatoren auf polychlorierte Dibenzodioxine und -furane"
Priv.-Doz. Dr. Werner Butte "Holzschutzmittel in Innenräumen - Messen und Bewerten"
Prof. Dr. Dieter Schuller "Stoffliche Verwertung von Klär- schlämmen aus der kommunalen Abwasserreinigung"
Prof. Dr. Jürgen Rullkötter "Fossile Organoschwefelverbindungen - Quelle verborgener Information"
Prof. Dr. Erich Zeeck "Niedermolekulare polare Verbindungen als Signalsubstanzen im marinen Bereich"
Prof. Dr. Heinrich Nöth, München "Neue Ergebnisse aus der Hydrid- Chemie:Strukturen von Hydridreagenzien in Lösung und im festen Zustand"

Prof. Dr. Siegfried Pohl

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Baake, Kirsten Henschel, Kerstin
Bahlmann, Bernhard Höbrink, Bettina
Barklage, Walter Junghans, Christian
Behrends, Christa Opitz, Ulrich-Andreas
Dirksen, Edda Osterloh, Frank
Friedemann, Marion (TA) Portheine, Kathy
Ghorbani, Babak Saak, Wolfgang
Gramberg, Günther Waden, Harald
Haase, Detlev (TA) Walsdorff, Christian
Harmjanz, Michael

Cluster-Umwandlung

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Ulrich Bierbach; Christian Junghans; Wolfgang Saak
Die Umwandlung von Clustern und ihr gezielter Abbau sind Reaktionen, die Modellcharakter haben im Hinblick auf das Verhalten von aktiven Zentren in Eisen-Schwefel-Proteinen. Gegenstand der Untersuchungen im Rahmen des Projektes sind der reversible Abbau [4Fe-4S]2+ = [3Fe-4S] + Fe 2+ sowie die Verknüpfung von Clustern und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für die Redoxpotentiale.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG / SPP: Bioanorganische Chemie: Übergangsmetalle in der Biologie und ihre Koordinationschemie

Dissertationen und Habilitationen

Ulrich Bierbach: Thioharnstoffderivate als Liganden in Eisen-Komplen und Eisen-Schwefel-Clustern: neue Wege zu Modellverbindungen für aktive Zentren von Fe-S-Proteinen. - Oldenburg, Univ:, Diss., 1992.

Ausgewählte Veröffentlichungen

Ulrich Bierbach, Wolfgang Saak, Detlev Haase, Siegfried Pohl, Thioharnstoff-Derivate als Liganden. in Eisen-Komplen: Synthese und Kristallstrukturen von [FeI2L2), [Fe2I4L3], (L-L)2(plus) [FeI4(minus)]2. (L=(Me2N)2CS) und [Fe2I4(C6Hl0(NH-CS-NHMe)2)2] mit einer Notiz zu [FeIL3](plus) [Fe4S4I3L](minus), Zeitschrift für Naturforschung: Teil B. - 45 (1990), S. [45] - 52 Ulrich Bierbach, Wolfgang Saak, Detlev Haase, Siegfried Pohl, Neutrale und kationische Eisen-Schwefel-Komple und -Cluster, Zeitschrift für Naturforschung: Teil B. - 46 (1991), S: 1629 -1634.

Siegfried Pohl, Ulrich Bierbach, (Fe4S2]2+-Cluster mit Thioharnstoffliganden, Zeitschrift für Naturforschung: Teil B. - 46 (1991), S. 68 - 74

Siegfried Pohl, Ulrich Bierbach, [Fe4S4I2(C6H10(NHCSNHMe)2)]: ein neutraler Eisen-Schwefel-Cluster mit zweizähnigem Liganden, Zeitschrift für Naturforschung: Teil B. - 47 (1992), S.1266 -1270

Entwicklung und Erprobung polymerer Feststoffe zur Anreicherung und Entsorgung von Schwermetallen auf der Basis von Garnelenschalen

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Christa Behrends, Edda Dirksen, Bettina Höbrink Metalle sind chemische Elemente und daher prinzipiell nicht abbaubar. Diese Eigenschaft bedingt ihr permanentes Belastungspotential für die Umwelt. Industrielle Abwässer, Sickerwässer von Mülldeponien oder Extraktionswässer aus. Bodensanierungen können ein breites Spektrum toxischer und nichttoxischer Metalle in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten. Aus Kapazitätsgründen und für ein Recycling ist es erstrebenswert, nur die toxischen Komponenten abzutrennen. Im Rahmen des Projektes werden schwermetallfixierende Stoffe mit "maßgeschneiderter" Selektivität für Cadmium, Zink, Nickel, Kupfer und Blei entwickelt und erprobt. Als Grundsubstanz dient Chitosan, ein ungiftiges, leicht abbaubares Biopolymer, das aus Garnelenschalen gewonnen wird (Garnelenschalen sind z.Z. noch ein Abfallstoff).

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: BMFT

Modellsysteme und -reaktionen für aktive Zentren von Hydrogenasen: Synthesen von Nickel/Eisen/Schwefel-Clustern und ihre Reaktionen mit Protonen und Wasserstoff

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Wolfgang Saak; Harald Waden

Hydrogenasen sind Enzyme, die die reversible Reduktion von Protonen zu Wasserstoff (H2) katalysieren. Die Struktur der aktiven Zentren ist noch nicht genau bekannt. Der Mechanismus der Katalyse ist ebenfalls unklar. In dem Projekt werden Modellverbindungen synthetisiert und ihre Eigenschaften mit denen der aktiven Zentren der Hydrogenasen verglichen. Im Hinblick auf eine spätere Verwendung optimierter Modelle für die katalytische Wasserstoffgewinnung stehen bei anschließenden Reaktivitätsuntersuchungen Umsetzungen mit H2/H+ im Vordergrund.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: BMFT (über GBF Braunschweig)

Kooperation mit: verschiedenen Arbeitsgruppen über GBF

Ausgewählte Veröffentlichungen

Wolfgang Saak, Siegfried Pohl, Spontane Bildung eines achtkernigen. Eisen-Nickel-Clusters durch Reaktion von [Fe6S6I6]2- mit [NiI4]2-, Angewandte Chemie, 103 (1991), S. 869 - 870.

Wolfgang Saak, Siegfried Pohl, Synthesis and structural studies on [M8S6)-clusters (M=FeNi), Journal of inorganic biochemistry. 43 (1991), S. 278

Ulrich Bierbach, Walter Barklage, Wolfgang Saak, Siegfried Pohl, Tetramethylthioharnstoff als Ligand in Übergangsmetallkomplen. Zeitschrift für Naturforschung: Teil B. 47 (1992), S. 1593 -1601.

Nitrogenase-Modelle

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Wolfgang Saak, Walter Barklage, Ulrich Opitz

Nitrogenasen sind Enzyme, die in der Lage sind, molekularen Stickstoff zu reduzieren. Über den Aufbau der aktiven Zentren, die auch Eisen-Schwefel-Cluster enthalten, ist noch wenig bekannt. Die Untersuchungen im Rahmen. des Projektes sollen zu einer Präzisierung der Modellvorstellungen für das. aktive Zentrum dieser wichtigen Enzymgruppe beitragen. Längerfristig sollen auch die katalytischen Eigenschaften der synthetisierten Verbindung bestimmt werden.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG / SPP: Übergangsmetalle in der Biologie und: ihrer Koordinationschemie

Kooperation mit: Med. Universität Lübeck

Ausgewählte Veröffentlichungen:

Siegfried Pohl, Walter Barklage, Wolfgang Saak, Ulrich Opitz, A [Fe8S6]-cluster as bridging ligand via sulfur in a dinuclear ruthenium complex, Chemical communications, (1993), S..1251-1252

Siegfried Pohl, Ulrich Opitz, Reduzierte (Fe8S6]-Cluster: Bindeglieder zwischen FeS und aktiven Zentren von Eisen-Schwefel-Proteinen, Angewandte Chemie 105. (1993), S., 950 - 952

Strukturchemie von Iodverbindungen

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Hans-Rainer Lotz, Wolfgang Saak, Michael Peters

Im Gegensatz zu den anderen Halogenen zeigt Iod in kovalenten Verbindungen, aber auch in kationischen und anionischen Komplen, teilweise ein besonderes Verhalten: dieses ist gekennzeichnet durch gegenseitige Wechselwirkungen von Iodatomen im Festkörper mit Abständen im Bereich zwischen Einfachbindungen und van der Waals-Kontakt. Solche Wechselwirkungen beeinflussen Strukturen und damit Eigenschaften der entsprechenden Verbindungen. Ausmaß und Grenzen dieser gerichteten, bindenden Wechselwirkungen werden bei Iodverbindungen von Elementen der 4.-6. Hauptgruppe untersucht, u.a. auch mit dem Ziel, diesen Effekt für die Synthese neuer Verbindungen nutzbar zu machen. Weitere Fragestellungen innerhalb dieses Projektes beziehen sich auf die Beschreibung von sog. sekundären Bindungen und den stereochemischen Einfluß von nichtbindenden Elektronenpaaren.

Stand: laufend

Ausgewählte Veröffentlichungen:

Wolf Walther DuMont, Andreas Martens, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Reversible dismutation and coordination of bis (2,4,6-triisopropylphenyl) diselenide with iodine, Inorganic chemistry, 29,: (1990), S: 4847 - 4848

Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Hans-Rainer Lotz, Detlev Haase, Zur Existenz schwacher Wechselwirkungen zwischen Sb(III)- und Phenylgruppen, Zeitschrift für Naturforschung: Teil B, 45 (1990), S.1355 - 1362

Siegfried Pohl, Ulrich Opitz, Wolfgang Saak, Detlev Haase, Komple von FeI2 und FeI3 mit Tetramethylharnstoff, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 619 (1993) S. 608 - 612

Siegfried Pohl, Detlev Haase, Michael Peters, Kristall- und Molekülstruktur von SbI3 9S3 (9S3=Trithiacyclononan), Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 619 (1993) S. 727 - 730

Struktur und Reaktivität

Projektleitung: Prof. Dr. Siegfried Pohl

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Wolfgang Saak, Detlev Haase

In Kooperation mit anderen Arbeitsgruppen werden Metall- und elementorganische Verbindungen durch Röntgenstrukturanalysen charakterisiert mit dem Ziel, Beziehungen zwischen Struktur, Bindungsverhältnissen und Reaktivität in diesen Molekülen aufzuzeigen.

Stand: laufend

Ausgewählte Veröffentlichungen:

Michael Bätcher, Wolf Walther DuMont, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Novel properties of iodophosphonium ions: kinetically labile behaviour and secondary bonding, Phosphorus, sulfur and silicon nd.the related elements, 49/50 (1990), S.147 -150

Wolf Walther DuMont, Lutz Lange, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Stabilisation of the first selenogermylene as monomeric pentacarbonyltungsten(O) complex, Organometallics 9 (1990) S. 1395 - 1399

Irle Wagner, Wolf Walther DuMont, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Bis[tris(trimethylsilyl)methyl]diselenid:. ein ungewöhnliches Dichalkogenid mit sterisch erzwungener trans-C2h,-Konformation, Chemische Berichte 123 (1990) S. 2325 - 2327

Wolf Walther DuMont, Silvia Kubiniok, Lutz Lange, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Irle Wagner, Lithium-(2,4,6-tri-tert-butylphenylselenid): Erzeugung, Struktur und Reaktionen, Chemische Berichte 124 (1991) S.1315 - 1320

Wolf Walther DuMont, Hans-Ulrich Meyer, Silvia Kubiniok, Siegfried Pohl, Wolfgang Saak, Spaltung sperriger Diarylditelluride mit Brom und Iod, Chemische Berichte 125 (1992) S. 761 - 766.

Prof. Dr. Werner Uhl

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Annegret Vester
Rolf Gerding
Uwe Schütz
Matthias Koch
Antje Ahlhorn
Rene Graupner
Sven Uwe Keimling
Michael Pohlmann

Verbindungen mit Aluminium-Aluminium-Bindungen

Wissenschaftliche Mitarbeiter: Dr. Annegret Vester, Rolf Gerding, Uwe Schütz

Dissertationen: Dr. Annegret Vester (1993; Stuttgart - Oldenburg), Untersuchungen zur Reaktivität des Tetrakis[bis(trimethylsilyl)methyl]dialans(4)

Über lange Zeit war man der Überzeugung, daß sich beständige Verbindungen mit Aluminium-Aluminium-Bindung nicht synthetisieren lassen, und erst 1988 gelang in unserer Arbeitsgruppe die erste erfolgreiche Synthese und vollständige Charakterisierung eines bei Raumtemperatur unbegrenzt haltbaren elementorganischen Derivats. Dieses Projekt umfaßt zwei Schwerpunkte: Zum einen versuchen wir, weitere Verbindungen mit diesem neuartigen Strukturelement darzustellen. Zum anderen untersuchen wir die chemischen Eigenschaften dieser Verbindungsklasse, die einen völlig neuen, international stark beachteten Zweig der aluminiumorganischen Chemie begründet hat.

Fremdfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft; Fonds der Chemischen Industrie

Veröffentlichungen:

W. Uhl, A. Vester, W. Hiller, Die Reaktion des Tetrakis[bis(trimethylsilyl)methyl]dialans(4) mit Schwefelkohlenstoff: Molekülstrukturen mit Al-S-Al- und Al-CS2-Al-Fragment; J. Organomet. Chem. 443,1993, 9

W. Uhl, A. Vester, Tetraalkylhydrido- und Tetraalkylmethyldialuminat(5) mit Aluminium-Aluminium-Bindung: [R2Al-AlXR2]-{R = CH(SiMe3)2; X = H, Me}, Chem. Ber. 126 (1993) 941

W. Uhl, A. Vester, W. Kaim, J. Poppe, Dialan-Radikalanionen [R2Al-AlR2]-, J. Organomet. Chem. 454 (1993) 9

W. Uhl: Elementorganische Verbindungen mit Al-Al-, Ga-Ga- und In-In-Bindung, Angew. Chem. 105 (1993) 1449, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 32 (1993) 1386

W. Uhl, A. Vester, Reaktionen des Tetraalkyldialans(4) R2Al-AlR2 (R = CH(SiMe3)2), GIT Fachz. Lab. 37 (1993) 756

W. Uhl, H. H. Karsch, U. Schütz, A. Vester, 1-Sila-3-alumina-4-aluminatacyclopentan mit Al-Al-Bindung und C2Al2Si-Heterocyclus, Chem. Ber. 126 (1993) 2637

W. Uhl, A. Vester, D. Fenske, G. Baum, Die Zersetzungsreaktion des Dialan-Radikalanions [R2Al-AlR2]- in DME (I) - Kristallstrukturen von R2Al(Me)OC2H4OMeK und R2Al(OC2H4OMe)2K (R = CH(SiMe3)2), J. Organomet. Chem. 464 (1994) 23

W. Uhl, U. Schütz, S. Pohl, W. Saak, Das Anion [R2Al-AlR2Br]- (R = CH(SiMe3)2) mit Aluminium-Aluminium- und terminaler Aluminium-Brom-Bindung, Z. Naturforsch. 49b (1994) 637

W. Uhl, U. Schütz, Monomeres [(Me3Si)2CH]2Al-Te-Al[CH(SiMe3)2]2 mit gewinkelter Al-Te-Al-Gruppe, Z. Naturforsch. 49b (1994) 931

W. Uhl, U. Schütz, W. Hiller, M. Heckel, Umsetzung von Isothiocyanaten und Isonitrilen mit R2Al-AlR2 (R = CH(SiMe3)2); ein- und zweifache Insertion von Isonitril in die Aluminium-Aluminium-Bindung, Chem. Ber. 127 (1994) 1587

W. Uhl, R. Gerding, M. Koch, U. Schütz, Insertionsreaktionen in die Aluminium-Aluminium-Bindung; GIT Fachz. Lab. 38 (1994) 1079

C-H-acide Aluminiumorganyle

Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Dr. Matthias Koch

Dissertationen: Dr. Matthias Koch (1994; Stuttgart - Oldenburg), Synthese und Eigenschaften C-H-acider Aluminiumorganyle

Im Rahmen dieses Projekts werden systematische Untersuchungen zur Deprotonierung C-H-acider aluminiumorganischer Verbindungen durchgeführt. Ziel ist die Erzeugung von Carbanionen an den Substituenten, die sich durch eine Wechselwirkung mit den Aluminiumatomen stabilisieren; eine Protonenabspaltung in Stellung zum Aluminium führt dabei möglicherweise zu bisher unbekannten Verbindungen mit Aluminium-Kohlenstoff-Doppelbindung. Bisher wurden auf diesem Weg viergliedrige AlC2Si-Heterozyklen erzeugt, die eine zu Lithiumalkylen vergleichbare Reaktivität aufweisen und eine breite Anwendung für weiterführende Synthesen erwarten lassen.

Fremdfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft; Fonds der Chemischen Industrie

Veröffentlichungen: W. Uhl, M. Koch, A. Vester, Die Reaktion des [(Me3Si)2CH]2-Al-CH2Al[CH(SiMe3)2]2 mit Neopentyllithium: Bildung des {[(Me3Si)2CH]2Al-CH2-Al[CH(SiMe3)2]2CH2CMe3-[Li(TMEDA)2]+, Z. anorg. allg. Chem. 619 (1993) 359

W. Uhl, M. Layh, Synthese und Kristallstruktur eines -Methylen--hydrido-dialanats [R2Al(µ-CH2)(µ-H)AlR2]- (R = CH(SiMe3)2), Z. anorg. allg. Chem. 620 (1994) 856

W. Uhl, M. Koch, M. Heckel, W. Hiller, H. H. Karsch: Die Reaktion des [(Me3Si)2CH]2Al-CH2-Al[CH(SiMe3)2]2 mit LiCH(PMe2)2; Bildung eines fünfgliedrigen Al2C2P-Heterozyklus, Z. anorg. allg. Chem. 620 (1994) 1427

W. Uhl, M. Koch, S. Pohl, W. Saak, Synthese und Molekülstruktur zweier 1-Sila-3-alanata-cyclobutan-Derivate mit AlC2Si-Heterozyklus, Z. anorg. allg. Chem. 620 (1994) 1619

Polyedrische elementorganische Verbindungen mit Aluminium, Gallium und Indium

Technische Mitarbeiterin: Antje Ahlhorn
Wissenschaftliche Mitarbeiter: Rene Graupner, Sven Uwe Keimling, Michael Pohlmann

Im Rahmen unserer Untersuchungen über Verbindungen mit den Elementen der dritten Hauptgruppe in ungewöhnlicher Oxidationsstufe waren wir auf die ersten Vertreter mit polyedrischen Gerüsten aus Aluminium- bzw. Galliumatomen gestoßen, die bis dahin nur für das Element Bor in der Literatur beschrieben waren. Diese Clusterverbindungen sind nicht nur wegen ihrer bisher unbekannten Struktur, sondern auch wegen der in den Polyedern herrschenden Bindungsverhältnisse und insbesondere auch ihrer einzigartigen chemischen Reaktivität von Interesse. Wir versuchen in diesem Projekt, systematisch weitere Derivate zu synthetisieren und deren Eigenschaften zu untersuchen.

Fremdfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft; Fonds der Chemischen Industrie

Untersuchungen zur Reaktivität elementorganischer Verbindungen mit Gallium-Gallium- und Indium-Indium-Bindungen

Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Uwe Schütz

In diesem Projekt wollen wir versuchen, die beim Aluminiumhomologen gewonnenen Erfahrungen aus zahlreichen erfolgreichen Reaktionen auf Verbindungen mit Gallium-Gallium- oder Indium-Indium-Bindung zu übertragen. Unser besonderes Augenmerk in diesem erst kürzlich begonnenen Projekt gilt dabei Reduktionsreaktionen zur Erzeugung beständiger Radikalanionen mit einer 1e-Bindung und Insertionsreaktionen in die Element-Element-Bindungen, durch die neuartige Strukturtypen zugänglich werden sollten.

Fremdfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft; Fonds der Chemischen Industrie

Prof. Dr. Manfred Weidenbruch

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dr. Annemarie Schäfer
Dr. Josephin Schlaefke
Dipl.-Chem. Andrea Pellmann
Dipl.-Chem. Hartmut Kilian
Dipl.-Chem. Annette Hagedorn
Dipl.-Chem. Edwin Kroke
Dipl.-Chem. Susanne Olthoff
Dipl.-Chem. Peter Will
Dipl.-Chem. Artur Stilter
Dipl.-Chem. Ulrike Grobecker
Dipl.-Chem. Stefan Willms
Lars Kirmaier
Reiner Menkens
Maria Ahrnsen
David Scheskewitz
Martin Stürmann
Neben den bei den einzelnen Arbeitsgruppen angeführten Forschungsaktivitäten ist die Anorganische Chemie sowohl im Grund- als auch im Hauptstudium mit umfangreichen Praktika vertreten. Im Grundstudium sollen die Praktika der Quantitativen und Qualitativen Analysen den Studierenden grundlegende Stoffkenntnisse vermitteln. Im Rahmen dieser Grundausbildung wird die Ausgabe der Analysen sowie die sonstige technische Betreuung von Herrn Christoph Orliczek wahrgenommen. Das Fortgeschrittenenpraktikum hat die Aufgabe, in aktuelle Forschungsgebiete der Anorganischen und Elementorganischen Chemie einzuführen. Für dieses Praktikum sowie für die Forschungsaktivitäten der einzelnen Arbeitsgruppen betreut Herr Rainer Schmidt zentral die analytischen und spektroskopischen Methoden, die nicht von der Gemeinsamen Analytik abgedeckt werden.

Forschungsschwerpunkte

Schwerpunktmäßig beschäftigen wir uns mit folgenden Themenkreisen:

  1. Synthese, strukturelle Charakterisierung und Reaktionen homonuclearer und heteronuclearer ehrfachbindungen von Elementen der 4.Hauptgruppe,insbesondere Silicium, Germanium und Zinn. Dieses Projekt umfaßt Moleküle mit Silicium-Silicium- ,Germanium-Germanium-und Zinn-Zinn-Doppelbindungen und ebenso Moleküle des Typs Sn=X, Ge=X, in denen X Kohlenstoff oder ein Übergangs-metallsubstrat ist.
  2. Bildung und Reaktionen kleiner homocyclischer oder heterocyclischer Ringsysteme, teilweise mit neuartigen Elementkombinationen. Neben Cyclotrisilanen, Cyclotrigermanen und Cyclotristannen werden Ringe untersucht,die durch Addition an die unter (1) aufgeführten Doppelbindungen erhalten werden oder durch Insertionen in derartige Ringsysteme resultieren. Diese Ringe sind meist photochemischanregbarund lassensichinhochreaktive Ringspaltungsprodukteüberführen, die ihrerseits mit einer Vielzahl an Abfangreagentien neue cyclische oder acyclische Verbindungen ergeben.
  3. Erzeugung und Reaktionen von Carbenen, Silylenen, Germylenen und Stannylenen.Diese Teilchen mit einem Elektronensextett am jeweiligen Zentralatom sind zwar meist nur kurzlebig, dennoch können sie mit vielen Einfach-und Mehrfachbindungssystemen unter Insertion, Addition oder auch Abstraktionsreaktionen abgefangen werden.Die in den letzten Jahren gelungene Isolierung elektronisch odersterischstabilisierter Carbene und Carben-Analoga eröffnet zusätzlich die Möglichkeit, Reaktionen dieser Spezies untereinander zu untersuchen und somit vielleicht neue Bindungssituationen zu beobachten.

Abgeschlossene Diplom und Doktorarbeiten in den Jahren 1993/1994

Diplomarbeiten

Susanne Olthoff: Reaktionen von Silanen mit Stickstoffbasen
Peter Will: Reaktionen von Silylenen und Disilenen mit elektronenarmen 1,3-Dienen

Doktorarbeiten

Dr. Harald Piel: Reaktionen von Silylenen und Disilenen mit 1,4-Diheterodienen: Cycloadditionen versus C-H-Insertionen

Dr. Jörg Hockemeyer: Darstellung und Reaktionen von 1,3-Diaza-2-silacyclopentanen

Dr. Josephin Schlaefke: Synthese und Reaktionsverhalten sterisch überladener Zinn(IV)- und Zinn(II)-Verbindungen

Veröffentlichungen aus den Jahren 1993/1994

M. Weidenbruch, A. Pellmann, Y. Pan, S. Pohl, W. Saak, H. Marsmann, Disilane und ein Disilen mit unsymmetrischer Koordination an den Siliciumatomen, J. Organomet. Chem. 1993, 450, 67 - 71

M. Weidenbruch, in E. Lukevics, L. Ignatovich, Eds., Novel Reactions of Cyclotrigermanes and Cyclotristannanes, Frontiers of Organogermanium, -tin, and -lead Chemistry, Latvian Institute of Organic Synthesis, Riga, 1993, p. 85 - 96

W.W. du Mont, M. Weidenbruch, Jahresrückblick 1992, Hauptgruppen, Nachr. Chem. Techn. Lab. 1993, 41, 114 - 120

M. Weidenbruch, H. Piel, A. Lesch, K. Peters, H.G. von Schnering, Reaktionen von Silylenen und Disilenen mit 2,2'-Bipyridyl, Pyridin-2-aldiminen und -Ketoiminen, Cycloadditionen versus C-H-Insertion, J. Organomet. Chem. 1993, 454, 35 - 43

M. Weidenbruch, Verbindungen mit Silicium-, Germanium- und Zinnpolyedern: Der erste oktaedrische Zinncluster, Angew. Chem. 1993, 105 574 - 575; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993, 32, 545 - 546

M. Weidenbruch, E. Kroke, K. Peters, H.G. von Schnering, Arylisocyanid-Insertionen in die Si-Si-Bindungen einiger Vierringe, J. Organomet. Chem. 1993, 461, 35 - 38

M. Weidenbruch, H. Piel, K. Peters, H.G. von Schnering, Unexpected Rearrangement of Silylene Insertion into Cycloaddition Products, Organometallics 1993, 12, 2881 - 2882

M. Weidenbruch, Silylenes and Disilenes, Examples of Low Coordinated Silicon Compounds, Coord. Chem. Rev. 1994, 130, 275 - 300

K. Peters, E.-M. Peters, H.G. von Schnering, H. Piel, M. Weidenbruch, Crystal Structure of 2,2-Di-tert-butyl-3-cyclohexyl-4,5-diphenyl-1-oxa-2-sila-3-aza-cyclopent-4-ene, Z. Kristallogr. 1994, 209, 611 - 612

M. Weidenbruch, Small Silicon Ring Compounds: Formation and Reactions, in Organosilicon Chemistry, N. Auner, J. Weis, Eds., VCH-Verlag, Weinheim, 1994, p. 125 - 130

M. Weidenbruch, J. Hockemeyer, K. Peters, H.G. von Schnering, Versuchte Erzeugung eines Diaminosilylens: Bildung von Spirosilanen und von verwandten Verbindungen, Z. Anorg. Allg. Chem. 1994, 620, 1163 - 1169

M. Weidenbruch, Formation and Reactions of Small Ring Compounds of Germanium and Tin, Main Group Metal Chem. 1994, 17, 9 - 23

W.-W. du Mont, M. Weidenbruch, Jahresrückblick 1993, Hauptgruppen, Nachr. Chem. Techn. Lab. 1994, 42, 123 - 131

K. Hassler, M. Weidenbruch, Schwingungsspektren, Normalkoordinatenanalysen und Synthesen der tert-Butylsilane tBuSiX3, X = H, D, F, Cl, Br, I, J. Organomet. Chem. 1994, 465, 127 - 135 K. Hassler, M. Weidenbruch, Schwingungsspektren und Normalkoordinatenanalyse der Di-tert-butylsilane tBu2SiX2, X = H, D, F, Cl, Br, I, J. Organomet. Chem. 1994, 465, 137 - 144

M. Weidenbruch, E. Kroke, H. Marsmann, S. Pohl, W. Saak, Disilene and Silylene Additions to the Double Bonds of Alkenes and 1,3-Dienes: Molecular Structure of a [2+2]-Cycloaddition Product, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 1233 - 1234

M. Weidenbruch, Das Elektronenoktett: Renaissance einer totgeglaubten Regel, CHEMKON 1994, 1, 15 - 20

M. Weidenbruch, J. Schlaefke, A. Schäfer, K. Peters, H.G. von Schnering, H. Marsmann, Bis(2,4,6-tri-tert-butylphenyl)stannandiyl, ein Diarylstannylen ohne Donorstabilisierung, Angew. Chem. 1994, 106, 1938 - 1939; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994, 33, 1846 - 1848

M. Weidenbruch, H. Piel, K. Peters, H.G. von Schnering, Reactioons of Sterically Encumbered Silylenes with Pyridine-2-carbaldimines: Cycloadditions vs. CH-Insertion, Organometallics 1994, 13, 3990 - 3994

Kooperationen

Mit auswärtigen Wissenschaftlern bestehen ausgedehnte Kooperationen, ohne die viele der hier beschriebenen oder noch unveröffentlichten Arbeiten nicht möglich wären oder gewesen wären.

Prof. Dr. Dr. h.c. H.G. von Schnering, Dr. K. Peters, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart: Röntgenstrukturuntersuchungen und magnetische Messungen Prof. Dr. H. Marsmann, Universität (GH) Paderborn: Heterokern-NMR-Spektroskopie

Doz. Dr. K. Hassler, Techn. Universität, Graz: IR- und Raman-Messungen

Drittmittel

Die derzeit laufenden Arbeiten und ebenso die aus den Jahren 1993/1994 werden und wurden gefördert durch Deutsche Forschungsgemeinschaft

Volkswagen-Stiftung

Fonds der Chemischen Industrie

Die Höhe der Förderung beläuft sich derzeit auf ca. 160.000 DM/Jahr.

Gutachter- und andere ehrenamtliche Tätigkeiten

Vertrauensdozent des Fonds der Chemischen Industrie für Oldenburg

Sondergutachter der DFG

Gutachter für zahlreiche führende Fachzeitschriften (Angewandte Chemie, Chemische Berichte, Chemical Reviews, Organometallics, Journal of Organometallic Chemisty u.a.).

Priv.-Doz. Dr. H. Strasdeit

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Wissenschaftliche Mitarbeiter:
Dr. Anne-Kathrin Duhme, Dr. Insa Büsching, Jens Johanning, Angelika von Döllen, Jörg Küther, Sabine Behrends.

Doktoranden: Dr. Anne-Kathrin Duhme, Dr. Insa Büsching, Jens Johanning, Angelika von Döllen.

Ehrungen

Frau Dr. Anne-Kathrin Duhme wurde für ihre Dissertation mit dem Wachsmann-Preis der Universitätsgesellschaft Oldenburg ausgezeichnet. Sie erhielt außerdem den Doktorandenpreis der Hoechst AG.

Komplexchemie und bioanorganische Chemie des Cadmiums

Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Henry Strasdeit

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Prof. Dr. Siegfried Pohl, Dr. Anne-Kathrin Duhme, Jens Johanning, Dr. Insa Büsching

Schwerpunkte des Forschungsvorhabens sind: - Untersuchungen der räumlichen Strukturen und qualitativen elektronischen Verhältnisse von Cadmiumkomplexen; - Synthese cadmiumselektiver Liganden, Messung von Komplexstabilitäten; - Verwendung polymerer Materialien als Träger für cadmiumbindende Liganden; - Ermittlung der Koordinationsumgebungen des Cadmiums in Biomolekülen. - An neuen Cadmiumkomplexen werden die speziellen Eigenschaften des Cd2+-Ions untersucht, womit zu einem besseren Verständnis des Koordinationsverhaltens von Cadmium beigetragen werden soll. Auf neuen Erkenntnissen aufbauend wird versucht, stufenweise organische Moleküle zu entwickeln, die aus Metallionengemischen bevorzugt Cadmium binden. Diese cadmiumselektiven Liganden sollen an unlösliche (synthetische oder natürliche) Polymere gebunden werden. Derart modifizierte Polymere ('Chelatharze') wären interessant für die Reinigung cadmiumbelasteter industrieller Abwässer. - Organismen besitzen sehr unterschiedliche cadmiumbindende Proteine und Peptide, die der Cadmiumentgiftung des Körpers dienen. In Zusammenarbeit mit Dr. H. Nolting (EMBL-Außenstelle am DESY, Hamburg) wird daran gearbeitet, mit Hilfe der Cd-EXAFS-Spektroskopie die Koordination des Cadmiums in einigen dieser Biomoleküle aufzuklären. In diesem Zusammenhang werden auch niedermolekulare Cadmium-Peptid-Komplexe synthetisiert und untersucht, die als 'synthetische Analoga' für die schwieriger zu untersuchenden größeren Biomoleküle dienen sollen. Methoden: anorganische und organische Synthesen, Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, Spektroskopie (IR, 1H-, 13C-, 113Cd-NMR, EXAFS), potentiometrische Bestimmung von Komplexbildungskonstanten.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG; Stiftung Stipendien-Fonds des Verbandes der Chemischen Industrie

Kooperation mit: Prof. Dr. M.H. Zenk, Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie der Universität München; Dr. H.-F. Nolting und Dr. C. Hermes, Außenstelle des Europäischen Molekularbiologischen Laboratoriums (EMBL) am DESY, Hamburg.

Ligandenmangelkomplexe des Cadmiums

Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Henry Strasdeit

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Anne-Kathrin Duhme, Dr. Insa Büsching

Der typische Ligandenmangelkomplex [Cd(C6F5)2], Bis(pentafluorphenyl)cadmium(II), reagiert in nicht-koordinierenden Lösungsmitteln mit Alkoholen und Thiolen. Partielle Protolyse führt dabei zu mehrkernigen Neutralkomplexen des Typs [Cdn(C6F5)2n-p(ER)p] ( E = O, S; n = 2, 4, 6, 7). Ihre Eigenschaften interessieren vor dem Hintergrund der Suche nach Ausgangsstoffen für die II-VI-Halbleitersynthese (MOCVD-Verfahren). Diese Komplexe können durch ein gezieltes Ligandenangebot wieder zu niederkenigen Einheiten abgebaut werden.

Methoden: anorganische Synthesen unter Schutzgas, Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, Spektroskopie (IR; 1H-, 13C-NMR; MS).

Stand: abgeschlossen.

Metallkomplexe mit Liponsäure und Liponsäurederivaten

Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Henry Strasdeit

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Anne-Kathrin Duhme, -Angelika von Döllen

Liponsäure ist als enzymatischer Cofaktor weit verbreitet; eine Schwermetallinhibierung der betreffenden Enzyme wird auf die koordinative Blockierung der Lipoylgruppen zurückgeführt. Ein Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, Modellkomplexe der reduzierten (Dithiol-) Form der Liponsäure und eines speziellen Derivates mit Arsen, Cadmium und Quecksilber darzustellen. Ihre Zusammensetzungen und Strukturen sollen Rückschlüsse auf die Vorgänge bei der Enzymhemmung ermöglichen. Weiterhin wird die Photoreaktivität bestimmter Lipoatokomplexe untersucht. Hierzu müssen Komplexe verschiedener Metallionen - u.a. mit enantiomerenreinem Lipoat - synthetisiert und ihre Kristallstrukturen aufgeklärt werden. Anhand der Strukturdaten und weiterer Bestrahlungsexperimente sollen Mechanismen für die Photoreaktion formuliert und das Ausmaß der Photoempfindlichkeit mit strukturellen Details korreliert werden.

Methoden: anorganische und organische Synthesen, Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, spektroskopische Standardverfahren, photochemische Reaktionen.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG, Fonds der Chemischen Industrie

Kooperation: Es bestehen informelle Kontakte zur ASTA Medica AG, Frankfurt a.M.

Pyrolyseverhalten von Zink-Aminosäure-Komplexen

Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Henry Strasdeit

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Insa Büsching, Sabine Behrends

Reaktionen metallkoordinierter organischer Moleküle - insbesondere razemischer -Aminosäuren - könnten für die präbiotische Chemie der Urerde von zentraler Bedeutung gewesen sein. Neuere Erkenntnisse zeigen, daß die Erde in ihrer Frühzeit einem intensiven kosmischen Bombardement durch Meteoriten (und Kometen?) ausgesetzt war. Thermische Zersetzungen, auch als Folge vulkanischer Aktivität, dürften daher die Zusammensetzung und Menge des organischen Inventars auf der Urerde entscheidend bestimmt haben. Vor diesem Hintergrund werden in dem Projekt Pyrolysereaktionen kristalliner Zinkkomplexe der Aminosäuren (R,S)-Isovalin und (R,S)-Valin untersucht. Isovalin ist nicht-proteinogen, wird aber in bestimmten Meteoritentypen gefunden. Die Reaktionsprodukte werden getrennt und chromatographisch und spektroskopisch identifiziert. Ziel ist es, Hinweise auf mögliche Komponenten desjenigen Materials zu erhalten, aus dem sich komplexere Systeme (Vororganismen) entwickelten.

Methoden: anorganische Synthesen, Einkristall-Röntgenstrukturanalyse, spektroskopische Standardverfahren, Pyrolysen, Gaschromatographie.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG, Fonds der Chemischen Industrie

Diplom- und Doktorarbeiten in den genannten Projekten: A.-K. Duhme*: Anorganische und bioanorganische Aspekte der Koordination von Cadmium in Thiolatkomplexen, Dissertation, Oldenburg 1993

A. von Döllen: Modelluntersuchungen zur Wechselwirkung von Schwermetallionen mit schwefelhaltigen Biomolekülen, Diplomarbeit, Oldenburg 1994

J. Küther: Darstellung und Charakterisierung neuer Lithiumkomplexe, Diplomarbeit, Oldenburg 1994

I. Büsching*: Synthese, Strukturen und spektroskopische Eigenschaften neuer Cadmium-, Calcium- und Zinkkomplexe, Dissertation, Oldenburg 1994

(Die mit * gekennzeichneten Arbeiten wurden von Prof. Dr. S. Pohl betreut.)

Habilitation:

H. Strasdeit: Beiträge zur Komplexchemie und Bioanorganischen Chemie des Cadmiums ; Habilitationsschrift, Oldenburg 1992.

Publikationen zu den genannten Projekten

H. Strasdeit, I. Büsching, A.-K. Duhme und S. Pohl, Structure of the Two-Coordinate Cadmiuim Complex Bis(pentafluorophenyl)-cadmium(II), [Cd(C6F5)2], Acta Crystallogr. Sect. C 1993, 49 576

H. Strasdeit, A.-K. Duhme und J. Johanning, Cadmiumkomplexe mit pflanzlichen Chelatbildnern, GIT Fachz. Lab. 1993, 37, 680

A.-K. Duhme und H. Strasdeit, Lingandenmangelkomplexe des Cadmiums. Synthese und spektroskopische Charakterisierung molekularer (Pentafluorphenyl)cadmium-Thiolate und die Struktur des Cubankomplexes [{Cd(C6F5)(SBut)}4], Z. Naturforsch. 1994, 49b, 119

I. Büsching und H. Strasdeit, Self-assembly of Single-(Cd4O4) and Double-cube (Cd7O8) and Stellatedoctahedron (Cd6O8) [Cdn(C6F5)2n-p(moe)p] Complexes (moe = 2-methoxyethanolate) and the X-Ray Crystal Structures of [n,p] = [4,4], [7,8] and [6,8], J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, 2789

H. Strasdeit, A.-K. Duhme und I. Büsching, Kontrolle des Ligandenangebots als Syntheseprinzip bei neuartigen oligomeren und polymeren Cadmiumkomplexen, Chemiedozententagung 1992, Diskussionsvortrag A 33

H. Strasdeit, A.-K. Duhme und J. Johanning, Cadmiumkomplexe mit pflanzlichen Chelatbildnern, Chemiedozententagung 1993, Diskussionvortrag B 9

H. Strasdeit, I. Büsching und A.-K. Duhme, Ligandenmangel, sterische Hinderung und innere Solvatation in Cadmium-Chalko-genolato-Komplexen, Chemiedozententagung 1994, Diskussionsvortrag A 43

Prof. Dr. Peter Köll

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dipl. Chem. Cornelia Haase Dipl. Chem. Horst Janßen
Dipl. Chem. Andrea Gansz Dipl. Chem. Manfred Dromowicz
Dipl. Chem. Angelika Wernicke Dipl. Chem. Thorsten Kern
Dipl. Chem. Manfred Bischoff Dipl. Chem. Arne Lützen
Dipl. Chem. Willy Seelhorst cand. chem. Peter von Hagel
Dipl. Chem. Thorsten Braams Ing. Herbert Komander
Dipl. Chem. Holger Kelm Rosemarie Raphael
Dipl. Chem. Harald Kopatz

Diplomarbeiten

Im Berichtszeitraum wurden folgende Diplomarbeiten erfolgreich abgeschlossen:

Andrea Gansz Beiträge zur Chemie der Octitole
Angelika Wernicke Umsetzung von Aldosen und Ketosen mit Meldrumsäure
Arne Lützen Cyclische Carbamate von Aldosen als Hilfsmittel zur Racemattrennung

Doktorarbeiten

Im Berichtszeitraum wurden folgende Doktorarbeiten erfolgreich abgeschlossen:

Willy Seelhorst Synthese und Konformationsanalyse von Nitroalditolen
Manfred Bischoff Die Stereochemie von Zuckeralkoholen (Alditolen), mit besonderer Berücksichtigung der zehn diasteremeren Hepitole

Habilitationen

Im Berichtzeitraum wurde darüberhinaus eine Wissenschaftlerin habilitiert.

Dr. Sabine Köpper Festphasenreaktionen mit Glycoryltransformen und Konformationsanalyse von Desoxydigosacchariden

Forschung

Hauptarbeitsgebiet: Nutzung, Synthese und Konformationsanalyse von Kohlenhydraten ("Zuckern")

Kohlenhydrate sind dA?Ñ`I?à?????????ie Schlüsselsubstanzen allen Lebens auf der Erde. Sie stellen den Hauptteil organischer Substanz in der aktiven Biosphäre und sind daher die wichtigsten sich durch ständig ablaufende Photosynthese regenerierenden Rohstoffe für die Energienutzung und die chemische Synthese. Darüber hinaus zeichnen sie sich vor allen anderen Naturstoffen durch Polyfunktionalität bei komplexer Stereochemie aus. Sie stellen daher eine besondere Herausforderung an die Fähigkeiten des Organischen Chemikers. Im hiesigen Arbeitskreis werden wichtige Aspekte der Chemie dieser Verbindungsklasse bearbeitet, wobei die Untersuchungen im Bereich der Synthese vor allem darauf abzielen, möglichst direkte und daher kostengünstige Wege zu Wertprodukten unter Vermeidung toxischer Reagentien und umweltbelastender Verfahren zu finden und zu entwickeln. Die insgesamt bearbeiteten Fragestellungen können wie folgt systematisiert werden:

a) "Biomassenutzung" (Erforschung "Nachwachsender Rohstoffe"): Methoden zur gezielten Veredelung von "Massenkohlenhydraten",wie Glucose, Sorbit, Lactose etc.
b) Synthesen: Synthesen von Anhydrozuckern, von Nitrozuckern und deren Anhydriden, von Glycosylcyaniden, von cyclischen Carbamaten von Glycosylaminen, von flüssigkristallen auf der Basis Kohlenhydrate/Fette, von langkettigen Zuckeralkoholen; Kettenverlängerung von Zuckern, Radikalreaktionen an Organische Chemie Polyhydroxyverbindungen, Entwicklung neuer Chiralika sowie grundsätzlich die Fortentwicklung von Methoden für stereo selektive Synthesen.
c) Struktur-, insbesondere Konformationsanalyse der genannten Substrate: mittels hochauflösender NMR-Spektroskopie, Röntgenstrukturanalyse, Massenspektrometrie und semiempirischer Modellierungen.

Die genannten Fragestellungen wurden im Rahmen von 12 Doktor- und 4 Diplomarbeiten untersucht. Hiervon wurden drei Diplomarbeiten und 2 Doktorarbeiten im Berichtszeitraum abgeschlossen. Darüber hinaus wurde mit 12 auswärtigen Forschern bzw. Forschungsgruppen zusammengearbeitet (s. AnlageA?Ñ`I?|°?????). Ein Teil der Ergebnisse wurde im Berichtszeitraum zusammen mit früheren Ergebnissen in insgesamt 18 Originalveröffentlichungen in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht (s. Anlage).

Die Arbeitsgruppe war mit einem Vortrag und drei Postern präsent auf dem VII. Europäischen Kohlenhydratkongreß in Krakau vom 22.-27.8.93 (s. Anlage).

Verzeichnis der Publikationen im Berichtszeitraum

P. Köll, J. Kopf, M. Morf, B. Zimmer und J.S. Brimacombe: "Crystal and molecular structure of deca-O-acetyl-L-galacto-L-gulo-decitol", Carbohydr. Res. 1993, 238, 313- 316.

P. Köll, J. Kopf, M. Morf, B. Zimmer und J.S. Brimacombe: "Crystal and molecular structure of octa-O-acetyl-L-threo-D-galacto-octitol", Carbohydr. Res. 1993, 238, 317- 320. P. Köll, S. Andreé, K. Peseke und J. Kopf: "Crystal and molecular structure of 2,3,4-tri-O-acetyl-1,5-anhydro-6,7-dideoxy-7-S-methyl-6-nitro-7-thio-L-glycero-L-gluco-heptitol", Carbohydr. Res. 1993, 241, 273-277.

P. Köll, M. Morf, B. Zimmer, J. Kopf, A. Berger, K. Dax und A.E. Stütz: "The crystal and molecular structures af 1,2,3,4,5,6,7,8-octa-O-acetyl-L-threo-L-altro- and -L-threo-L-galacto-octitol", Carbohydr. Res.1993, 242, 21-28.

J. Kovács, I. Pintér, G. Tóth, Z. Györgydeák und P. Köll: "Studies of the synthesis of 1,2-cis-(cyclic carbamates) of -D-aldopyranosylamines", Carbohydr. Res. 1993, 239, 95- 106.

P. Köll, J. Kovács, D. Abeln und J. Kopf: "Crystal and molecular structure of -D-ribopyranosylamine 1,3-(cyclic carbamate)", Carbohydr. Res.1993, 239, 245-248.

P. Köll, M. Bischoff, M. Morf, B. Zimmer und J. Kopf: "The crystal and molecular structures of four heptitol heptaacetates", Carbohydr: Res.1993, 247,111-118.

P. Köll, J. Kopf, M. Petrušová und L. Petruš: "Crystal and molecular structure of 3- acetamido-2,6-anhydro-1,A?Ñ`I?|"?????3-dideoxy-1-nitro-D-glycero-D-gulo-heptitol (2-acetamido-2-deoxy-ß-D-glucopyranosylnitromethane) monohydrate", Carbohydr. Res. 1993, 248, 349-353.

H. Feist, K. Peseke und P. Köll: "Syntheses of branched-chain sugars with methiniminium salts", Garbohydr Res. 1993, 247, 315-322.

J. Kopf, M. Morf, B. Zimmer, E.T.K. Haupt, O. Jarchow, und P. Köll: "The crystal and molecular structure of threitol", Carbohydr. Res.1993, 247,119-128.

P. Köll, M. Petrušová, L. Petruš, B. Zimmer, M. Morf und J. Kopf: "Crystal and molecular structures of ß-D-cellobiosylnitromethane and of ß-D-maltosylnitromethane heptaacetate", Carbohydr. Res.1993, 248, 37-43.

P. Köll, M. Bischoff, M. Morf, B. Zimmer und J. Kopf: "Crystal and molecular structures of D-glycero-L-gulo-heptitol, meso-glycero-allo-heptitol, and meso-glycero-allo-heptitol heptaacetate", Carbohydr. Res.1993, 248, 45-53.

J. Kovács, I. Pintér und P. Köll: "Transformation of D-allose and L-gulose with potassium cyanate into cyclic carbamates", Carbohydr: Res.1994, 257, 97-106.

J. Kopf, D. Abeln und P. Köll: "Structure of Isopropylidene Sedoheptulosan", Acta Crystallogr. 1994, C50, 83-85.

P. Köll, M. Bischoff, C. Bretzke und J. Kopf: "1,3-Parallel C//O interactions in acyclic carbohydrates: the crystal and molecular structure of 1-deoxy-1-nitro-D-altritol", Carbohydr. Res. 1994, 262, 1-8.

P. Köll, W. Saak, S. Pohl, B. Steìner, M. Koós: "Preparation and crystal and molecular structure of 6-O-[(2S)-2,3-epoxypropyl]-1,2:3,4-di-O-isopropylidene-D-galactopyranose. Pyranoid ring conformation in 1,2:3,4-di-O-isopropylidene-galactopyranose and related systems", Carbohydr. Res.1994, 265, 237-248.

J. Kopf, M. Morf, B. Hagen, M. Bischoff und P. Köll: "1,3-Parallel O//O interactions in acyclic carbohydrates: the crystal and molecular structures of meso-D-glycero-L-altro-heptitol and the monA?Ñ`I?|"?????ohydrate, meso-D-glycero-L-ido-heptitol, and meso-D-glycero-L-altro-heptitol and D-glycero-L-galacto-heptitol heptaacetates", Carbohydr. Res. 1984, 262, 9-25.

J. Kopf, D. Abeln, P. Köll, R. Meisel und K. Peseke: 2,3,4,5,6-Penta-O-acetyl-D-galactonic Acid 1'-Phenyl-2'-ethoxycarbonylvinyl Ester", Acta Crystallogr 1994, C50, 1335-1337.

Kongreßbeiträge:

VII. European Carbohydrate Symposium (Krakau, Polen 22.-27.8.93):

P. Köll und J. Kopf: "1,3-Parallel Interactions in Alditols : New Insights"

P. Köll, T. Kern, J. Kovács, I. Pintér : Synthesis of Novel 4-Spirobi-oxazolidine-2-thiones from Ketoses

J. Kovács, I. Pintér, P. Köll : New Stereochemical Aspects in the Reaction of Aldoses with Potassium Cyanate

Wissenschaftliche Kooperationen mit Partnern außerhalb der Universität Oldenburg:

  1. Prof. Dr. Klaus Peseke, Fachbereich Chemie der Universität Rostock (D) (Kettenverlängerung)
  2. Privatdozent Dr. Jürgen Kopf, Institut für Anorganische und Angewandte Chemie der Universität Hamburg (D) (Konformationsanalyse: Röntgendiffraktometrie)
  3. Prof. Dr. Otto Jarchow, Institut für Mineralogie der Universität Hamburg (D) (Kristallografie)
  4. Dr. Erhard T.K. Haupt, Institut für Anorganische und Angewandte Chemie der Universität Hamburg (D) (Festkörper-NMR)
  5. Dr. Ladislav Petruš und Dr. Maria Petrušová, Institut für Chemie der Slovakischen Akademie der Wissenschaften, Bratislava (SR) (Nitrozucker)
  6. Dr. Miroslav Koóš, Institut für Chemie der Slovakischen Akademie der Wissenschaften, Bratislava (SR) (Konformationsanalyse gestörter pyranoider Ringe)
  7. Prof. Dr. István Pintér und Dr. Jószef Kovács, Zentralforschungsinstitut für Chemie der Ungarischen Akademie der Wissenschaften, Budapest (H) (Zuckercarbamate)
  8. Dr. Zoltán Györgydeak, Institut für Organische Chemie der Lajos Kossuth Universität, Debrecen (H) (Zuckercarbamate + Konformationsanalysen)
  9. Prof. Dr. Karl Dax und Privatdozent AA?Ñ`I?|"?????rnold E. Stütz, Institut für Organische Chemie der Technischen Universität Graz (A) (Konformation von Zuckeralkoholen)
  10. Prof. Dr. John S. Brimacombe, Fachbereich Chemie der Universität Dundee (GB) (Konformation von Zuckeralkoholen)
  11. Dr. Stella Chapelle und Dr. J.F. Verchère, Facheich Chemie der Universität Rouen (F) (Mo- und W-Komplexe von Zuckeralkoholen)
  12. Prof. Dr. Stephen J. Angyal, Fachbereich Chemie der Universtität von New South Wales, Kensington (Australien) (Konformationsanalyse offenkettiger Polyhydroxyverbindungen)

PD Dr. Sabine Köpper

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Anja Braams
Stefan Freimund
Susanne Hüsken
Burghard Stigge

Diplomarbeiten

Im Berichtszeitraum wurde auf dem Gebiet der Organischen Chemie (Arbeitsgruppe PD. Dr. S. Köpper) folgende Diplomarbeit erfolgreich abgeschlossen:

Susanne Hüsken Synthese alkylierter Uracile

Doktoranden

Während des Berichtszeitraumes waren folgende Doktoranden in der Arbeitsgruppe tätig:

Anja Braams, Stefan Freimund und Susanne Hüsken

Forschung

Enzymatische Reaktionen an Kohlenhydraten

Projektleitung: PD Dr. S. Köpper

Außerdem beteiligte Wissenschaftler: Dipl. Chem. Stefan Freimund

Oxidoreduktasen (Enzyme) aus Weißfäulepilzen können Glucose zu einer chemisch interessanten Keto-ulose oxidieren. Im Hinblick auf die Verwendung nachwachsender Rohstoffe wird die Möglichkeit untersucht, mit diesem Enzym andere Substrate zu oxidieren. Mögliche Substrate und deren emzymatische Produkte werden chemisch charakterisiert und bezüglich ihrer Verwendung als Vorstufen für technisch interessante Folgeprodukte untersucht.

Stand: laufend.

Kooperation: Universität Saarbrücken, Institut für Mikrobiologie, Prof. F. Giffhorn.

Förderung: durch das BMFT bis 1994.

Veröffentlichungen: A. Huwig, A. Brans, H. J. Danneel, S. Köpper und F. Giffhorn, Dechema Biotechnol. Conf., 5, 49-53. (1992). Bioconversion with immobilized pyranose-2-oxidase. An efficient method for the regioselective oxidation of unprotected carbohydrates.

A. Huwig, A. Brans, H. J. Danneel, S. Köpper und F. Giffhorn, Meded. Fac. Landbouwwet., Univ. Gent, 57,1749-53 (1992). Bioconversion of sugars and sugar derivatives with pyranose oxidase.

S. Freimund, A. Huwig, F. Giffhorn and S. Köpper, J. Carbohydr. Chem. zur Publikation angenommen. Convenient Chemo-Enzymatic Synthesis of Tagatose.

S. Freimund, A. Huwig, F. Giffhorn and S. Köpper, Carbohydr. Res., eingereicht. New Substrates of Pyranose-2-Oxidase from Basdiomycetes and Complete Chemical Analyses of Their Reaction Products.

Modifikation von Substraten für Glycosyltransferasen

Projektleitung: PD Dr. S. Köpper

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl. Chem. Anja Braams, Dipl. Chem. Susanne Hüsken.

Eine Herleitung von Struktur/Wirkungsbeziehungen zwischen Glycosyltransferasen und ihren Donoren, den Nucleotidzuckern, ist Ziel dieses Projektes. Durch die Kenntnis dieser Wirkungsbeziehungen sollte es einerseits möglich sein, einen genaueren Einblick in die Reaktionsmechanismen dieser essentiellen Enzyme (im menschlichen Organismus) zu gewinnen und gegebenenfalls Inhibitoren solcher Reaktionen für medizinische und biochemische Anwendungen zu synthetisieren. Andererseits können synthetisierbare Donoren konzipiert werden, die die präparative Nutzung der Enzyme wesentlich verbessern.

Im Projekt werden synthetische Modifikationen der Donormoleküle erzeugt und davon unabhängig Konformationsstudien an den Substraten und den Enzym/Substratkomplexen durchgeführt.

Stand: laufend.

Förderung: Fonds der Chemischen Industrie und teilweise Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Diplomarbeiten

A. Braams und S. Hüsken.

Veröffentlichungen:

S. Köpper, S. Hüsken and A. Abel, Manuskript in Vorbereitung. Synthesis of modified Nucleotides.

Präsentationen auf Konferenzen:

S. Köpper und A. Abel, Dechema Symposium: Perspektiven der Naturstofforschung im Pflanzenschutz, in der Krebstherapie und bei Rezeptorstudien, Irsee, 1993. Wege zur Synthese modifizierter Donorsubstrate für enzymatische Galactosylierungen: Synthese von Nucleotiden (Kurzvortrag auf Einladung).

S. Köpper and A. Abel, Eurocarb VII, Krakau, Polen 1993. Synthesis of Modified Uracil Nucleotides.

Konformationsanalyse von Oligosacchariden und Antibiotika

Projektleitung: PD Dr. S. Köpper

Die dreidimensionale Struktur einer chemischen Verbindung und ihre Flexibilität ist das entscheidende Kriterium für ihre Reaktivität und biologische Wirkung. Oligosaccharide spielen als Bestandteil von größeren Molekülen eine wichtige Rolle in der Zell/Zell Erkennung. In dem Projekt wurden oligosaccharidische Komponenten und ein vollständiges Antibiotikum in ihrer dreidimensionalen Erscheinungsform aufgeklärt. Hierzu wurde eine Kombination aus experimenteller NMR-Spektroskopie und theoretischen Berechnungen eingesetzt. Stand: abgeschlossen in 1995.

Kooperation: Complex Carbohydrate Research Center, Athens, Georgia, Prof. B. Meyer

Veröffentlichungen:

S. Köpper, Liebigs Ann. Chem., 1994, 581-592. Conformation of Deoxy-Oligosaccharides: Solution Conformation and Flexibility of the Antibiotic Kijanimicin Studied by NMR Spectroscopy and MMC Calculations.

S. Köpper and B. Meyer, Liebigs Ann. in press Restricted Flexibility of the Glycosidic Linkage in (13) linked L-Digitoxosides as determined by NMR Spectroscopy and MMC Calculations.

Prof. Dr. Jürgen Martens

Mitglieder der Arbeitsgruppe (1993/94, nur Doktoranden, ohne Diplomanden)

Dipl.- Chem. Willi Behnen
Dipl.- Chem. Uwe Kramer (Promotion 1993)
Dipl.- Chem. Christine Dauelsberg
Dipl.- Chem. Jürgen Jakob (Promotion (1994)
Dipl.- Chem. Harald Gröger
Dipl.- Chem. Klaus Stingl (Promotion 1994)
Dipl.- Chem. Mostafa Hatam
Dipl.- Chem. Davoud Tehranfar (Promotion 1994)
Dipl.- Chem. Jens Manikowski
Dipl.- Chem. Sabine Wallbaum (Promotion 1994)
Dipl.- Chem. Thomas Mehler
Dipl.- Chem. Jörg Wilken
Dipl.- Chem. Viola Peper
Dipl.- Chem. Wilhelm Trentmann
Dipl.- Chem. Iris Reiners
Dipl.- Chem. Hajo Thümler
Apotheker Bernd Roder

Forschung

Wertstoffsynthese aus Abfallstoffen der chemischen Industrie

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Martens

Bei Industrieunternehmen anfallende Abfallstoffe werden als Edukte für die Synthese von neuen potentiellen Wirkstoffen und Reagenzien benutzt. Vorteil einer solchen Vorgehensweise : Abfallstoffe brauchen nicht verbrannt oder anderweitig entsorgt zu werden. Die Abfallstoffe stehen kostenfrei in ausreichenden Mengen zur Verfügung, der schmal bemessene Hochschuletat wird nicht durch den Kauf dieser Ausgangsstoffe belastet. Aus dem Abfallstoff wird eine Anzahl von potentiell brauchbaren Stoffen hergestellt. Ist die Forschung erfolgreich, so ist der Abfallstoff plötzlich ein begehrter Wertstoff.
Viele homochirale optisch aktive Wirkstoffe werden bis heute wirtschaftlich noch am ehesten durch eine Enantiomerentrennung aus dem Racemat hergestellt. Dabei fällt das ungewünschte Enantiomer in mindestens der gleichen Menge an, wie der homochirale optisch aktive Wirkstoff. Das unerwünschte Enantiomer kann in einigen Fällen racemisiert und anschließend recycliert werden. Doch das ist nicht in allen Fällen möglich. Hier setzen wir mit unseren Arbeiten an und suchen nach anderen Verwendungsmöglichkeiten für derartigen Abfall. Konkret wurden z. B. von der Hoechst AG im letzten Jahr 20 kg (1R,3R,5R)-2-Azabicyclo[3.3.0]octan-3-carbonsäurebenzylester-Hydrochlorid 1 kostenlos zur Verfügung gestellt. In einem Schritt bei der Herstellung des Pharmawirkstoffes Ramipril der Hoechst AG findet eine Racematspaltung von (1RS,3RS,5RS)-2-Azabicyclo[3.3.0]octan-3-carbonsäurebenzylester statt. Für die Ramipril-Synthese benötigt man lediglich (1S,3S,5S)-2-Azabicyclo[3.3.0]octan-3-carbonsäurebenzylester-Hydrochlorid 2, die gleiche Menge des Abfallstoffs 1 fällt zwangsläufig an und muß entsorgt werden. Ziel der synthetischen Forschung ist die Suche nach nützlichen Verwendungsmöglichkeiten für 1, vor allem sollen neue Reagenzien und Katalysatoren für die asymmetrische Synthese gewonnen werden. Die ersten Resultate sind in Publikationen niedergelegt. Die Arbeiten werden fortgesetzt.
Bisher sind aus Hochschulen oder staatlichen Forschungsinstituten keine Arbeiten zur Verwertung des Abfallstoffs 1 bekannt geworden.

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1

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Bei der Hydroformylierung von Alkenen fallen erhebliche Mengen unerwünschter verzweigter Aldehyde als Abfallstoff an. Beim Wacker-Verfahren zur Erzeugung von Acetaldehyd aus Ethylen entsteht als Nebenprodukt zwangsläufig Chloracetaldehyd. Dies sind weitere Beispiele für zwangsweise anfallende Abfallstoffe, für die es keine ausreichende Verwendung gibt. Wir haben aus diesen Abfallstoffen eine Vielzahl neuer heterocyclischer Verbindungen, Aminosäuren und geschützter Peptide synthetisiert. D-Penicillamin und D,L-Cystein werden inzwischen sogar im technischen Maßstab aus Abfall-Aldehyden hergestellt. Auch hier laufen derzeit weitere Forschungsarbeiten mit dem Ziel neue stoffliche Verwertungsmöglichkeiten für verzweigte Aldehyde zu finden.

Auswahl bisher erschienener Publikationen:

S. Wallbaum, T. Mehler und J. Martens: Decarboxylation of -Amino Acids Containing Two and Three Stereogenic Centers: A Simple One-Step Procedure to Prepare Two Optically Active ß-Amino Alcohols and a Bicyclic Pyrrolidine Derivative, Synth. Commun. 24 (1994) 1381-1387.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG, Hoechst AG, Degussa AG

Dissertationen:

Uwe Kramer, Synthese und Verwendung von 4-Aryl-3-thiazolidinen und 3-Alkenoyl-3-thiazolidinen sowie der analogen Sauerstoffverbindungen, Oldenburg, 1993.

Die zukünftig geplanten Arbeiten sollen vor allem zu neuen Reagenzien und Katalysatoren für die asymmetrische Synthese führen. Weiterhin sollen neue chirale Selektoren für die chromatographische Racemattrennung entwickelt werden.

Enantioselektive Katalyse und asymmetrische Synthese

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Martens

Ausgehend von verschiedenen enantiomerenreinen Aminosäuren werden 1,2-Aminoalkohole synthetisiert. Diese Aminoalkohole werden dann als chirale Auxiliare in der asymmetrischen Synthese erprobt. Besonders eingehend wird die Verwendung der enantiomerenreinen Aminoalkohole als Bestandteil von homogenen Katalysatoren in der enantioselektiven Synthese untersucht. Dabei geht es u. a. um

(a) die enantioselektive Reduktion prochiraler Ketone.
(b) die enantioselektive Alkylierung von Aldehyden.
(c) die enantioselektive Protonierung von Enolaten.
(d) die enantioselektive Michael-Addition.

In einem weiteren Teilprojekt geht es um die Reduktion chiraler Ketone unter Verwendung chiraler Katalysatoren. Hier wird untersucht, ob es zu einer gegenseitigen Verstärkung der intramolekularen und der intermolekularen (= Wirkung des Katalysators) Induktion von Stereoselektivität kommt. Weiterhin wird untersucht, ob mittels hochwirksamer Katalysatoren sogar die intramolekulare Induktion aus den Substrat (Keton) heraus überspielt werden kann.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DAAD, JenaPharm AG, Hermann-Schlosser-Stiftung, Degussa AG

Kooperationen:

Prof. Dr. Jaques Muzart, Université Reims / Frankreich Prof. Dr. Byung Tae Cho, Hallym University / Südkorea Prof. Dr. Romero Brunet, Universidad Autonoma Madrid / Spanien Prof. Dr. Silvian Jugé, Université Cergy Pontoise / Frankreich

Dissertationen:

Sabine Wallbaum, Stereoselektive Reaktionen: Synthese und Einsatz neuer Chiralica aus einem bicycclischen Prolinanalogon, Oldenburg, 1993. Klaus Stingl, Darstellung neuer Chiralica aus bicyclischen -Aminosäuren und deren Anwendung in der stereoselektiven Synthese, Oldenburg, 1994. Thomas Mehler, Darstellung neuer Chiralica aus -Aminosäuren sowie deren Anwendung in der stereoselektiven Synthese und homogenen Katalyse, Oldenburg, 1995.

Auswahl bisher erschienener Publikationen:

Behnen, T. Mehler und J. Martens : Catalytic Enantioselective Addition of Diethylzinc to Aldehydes: Application of a New Cyclic Catalyst, Tetrahedron : Asymmetry 4 (1993) 1413-1416.

Ch. Dauelsberg und J. Martens : Enantioselective Catalytic Borane Reductions of Achiral Ketones: Synthesis and Application of New Rigid Catalysts prepared from (R)-phenylglycine and (S)-Phenylalanine, Synth. Commun. 23 (1993) 2091-2099.

T. Cho, Y. S. Chun, Ch. Dauelsberg, S. Wallbaum und J. Martens : Enantioselective Catalytic Reactions: Part 2. A Comparison Study of Asymmetric Borane Reduction of Prochiral Ketones Catalyzed by Chiral Oxazaborolidines, Bull. Korean Chem. Soc. 15 (1994) 101-103.

T. Cho, M. H. Ryu, Y. S. Chun, Ch. Dauelsberg, S. Wallbaum und J. Martens : A Direct Comparison Study of Asymmetric Borane Reduction of C=N Double Bond Mediated by Chiral Oxazaborolidines, Bull. Korean Chem. Soc. 15 (1994) 53-57.

T. Mehler und J. Martens : Enantioselective Catalytic Borane Reductions of Achiral Ketones : Synthesis and Application of Two Chiral ß-Amino Alcohols from L-Methionine, Tetrahedron : Asymmetry 4 (1993) 1983-1986.

T. Mehler und J. Martens : L-Cystein-Derivatives in Asymmetric Synthesis: Preparation of two New Chiral ß-Amino Alcohols and Their Application in the Enantioselective Catalytic Reduction of Prochiral Aromatic Ketones with Borane, Tetrahedron : Asymmetry 4 (1993) 2299-2302.

T. Mehler, J. Martens und S. Wallbaum: Enantioselective Addition of Diethylzinc to Aromatic Aldehydes Catalysed by Chiral Ligands Derived from L-Hydroxyproline, Synth. Commun. 23 (1993) 2691-2699.

T. Mehler, W. Behnen, J. Wilken und J. Martens : Enantioselective Catalytic Reduction of Acetophenone with Borane in the Presence of Cyclic -Amino Acids and Their Corresponding ß-Amino Alcohols, Tetrahedron : Asymmetry 5 (1994) 185-188.

T. Mehler und J. Martens : New Thioether Derivatives as Catalysts for the Enantioselective Addition of Diethylzinc to Benzaldehyde, Tetrahedron : Asymmetry 5 (1994) 207-210.

J. Aboulhoda, F. Hénin, J. Muzart, C. Thorey, W. Behnen, J. Martens und T. Mehler : Production of Optically Active Ketones by Palladium-Induced Cascade Reaction from Racemic ß-Ketoesters, Tetrahedron : Asymmetry 5 (1994) 1321-1326.

Außerdem wurde auf dem Gebiet der enantioselektiven und diastereoselektiven Reduktion enantiomerenreiner Ketone aus der Gruppe der 17-Keto-Steroide im Jahre 1994 ein Patent angemeldet.

Dünnschichtchromatographische Enantiomerentrennung

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Martens

Ziel der Arbeiten ist die Synthese neuer chiraler Selektoren für die dünnschichtchrmatographische Enentiomerentrennung. Die chiralen selektoren werden hinsichtlich ihrer Trennwirkung in der DC getestet und mit kommerziellen Produkten (Chiralplate, Chir; beide vom Leiter der arbeitsgruppe bei einer früheren Industrietätigkeit entwickelt) verglichen. Gute neue chirale Selektoren sind für Industrieunternehmen interessant.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: Alexander von Humbold-Stiftung, Degussa AG, Macherey + Nagel, Hermann-Schlosser-Stiftung

Chemie von N/O- und N/S-Heterocyclen mit einer reaktiven C=N-Doppelbindung

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Martens

Ziel der Arbeiten ist die Synthese neuer N/O- und N/S-Heterocyclen und deren Derivatisierung. Bei der Herstellung von Derivaten der 3-Oxazoline, 3-Thiazoline uns entsprechender Sechsringverbindungen gilt ein besonderes Augenmerk der Gewinnung neuartiger Phosphorverbindungen, die strukturelle Ähnlichkeiten mit Phosphonoaminosäuren aufweisen.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: Hermann-Schlosser-Stiftung, Degussa AG, Hoechst AG

Kooperationen:

Prof. Dr. Wolfgang Beck / Universität München Prof. Dr. Schmutzler / Technische Universität Braunschweig PD Dr. Sabine Köpper / Universität Oldenburg

Dissertationen:

Davoud Tehranfar, Synthese und Reaktivität fünfgliedriger N/S-Heterocyclen sowie isoelektronischer N/O-Heterocyclen mit einer C=N-Doppelbindung im Ring, Oldenburg, 1994.

Diplomarbeiten: Sabine Schwaiger, Synthese und Reaktivität chiraler und achiraler N/S-Acetale, Oldenburg, 1993.

Harald Gröger, Synthese und Reaktivität von N/O-Sechsringheterocyclen aus Salicylaldehyd, Oldenburg, 1994.

Viola Peper, Herstellung und Verwendung von chiralen 1,3,2-Oxazaphospholidinen, Oldenburg, 1994.

Jens Manikowski, Synthese heterocyclischer Fünfring- und Sechsringimine sowie Additions- und Folgereaktionen an deren C=N-Doppelbindung.

Ausgewählte Veröffentlichungen und Patente:

M. Hatam, D. Tehranfar und J. Martens: Single Step Synthesis of Racemic Di- and Tripeptides Derived from Unnatural ß-Hydroxy and ß-Mercapto -Amino Acids by the Ugi Reaction, Synthesis 1994, 619-623.

M. Hatam, D. Tehranfar und J. Martens: A novel and convenient route to phosphonooligopeptides derived from 1,3-oxazolines, 1,3-oxazines and 1,3-thiazolines, Synth. Commun. 25 (1995) 1677-1688.

Prof. Dr. Jürgen O. Metzger

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Fritz Bangert Dipl. Chem. Christian Schettgen
Dr. Ursula Biermann Dipl. Chem. Christine Schwager
Dr. Ralf Mahler Dipl. Chem. Kay Schwarzkopf
Dipl. Ing. Gerald Francke Dr. Frieda Waisbek
Dipl. Chem. Michael Blumenstein Dipl. Chem. Knut Weber
Dipl. Chem. Steffen Manthey Dipl. Chem. Ralf Woisch
Dipl. Ing. Karl-Heinz Plate Christine Ohmstede

Ehrungen

Verleihung des August-Claas-Forschungspreises 1994 an J. O. Metzger, U. Biermann und R. Mahler für ihre Arbeiten über "Natürliche Öle und Fette - erneuerbare Rohstoffe für die chemische Industrie; Synthese neuartiger Fettstoffe".

Forschung

Massenspektrometrische Untersuchungen von Biopolymeren

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen O. Metzger

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Ralf Woisch; Dipl. Chem. Christine Schwager; Knut Weber

Die eindeutige und schnelle Charakterisierung von Biopolymeren ist von allergrößtem wissenschaftlichen und auch praktischen Interesse. Wir untersuchen mit modernen massenspektrometrischen Methoden insbesondere Polysaccharide und Lignine mit dem Ziel, diese sehr großen Moleküle unzerstört nachweisen und damit ihr Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung bestimmen zu können.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG

Kooperation mit: Institut für Holzchemie der Bundesforschungsanstalt für Holzforschung, Hamburg / Prof. Dr. O. Faix, Dr. J. Puls; Fachbereich Physik, Universität Oldenburg / Dr. W. Tuscynski, Prof. Dr. E. Hilf.

Dissertationen:

Ralf Woisch, Massenspektrometrische Untersuchungen von underivatisierten Oligo- und Polysacchariden, Oldenburg, 1994.

Diplomarbeiten:

Knut Weber, Massenspektrometrische Untersuchungen von Ligninen und Lignin-Kohlenhydrat-Komplexen (1994).

Die Arbeitsgruppe war 1993 am Gemeinschaftsstand der niedersächsischen Hochschulen auf der Hannover Messe beteiligt.

Ausgewählte Veröffentlichungen

J.O. Metzger, R. Woisch, W. Tuszynski, R. Angermann und J. Puls, Matrix Isolation Applied to the 252Cf Plasmadesorption Mass Spektrometry of Underivatized Oligosaccharides, Rapid Commun. Mass Spectrometry 1993, 7,1041-1047

R.D. Macfarlane, Z.-H. Hu, S. Song, E. Pittenauer, E.R. Schmid, G. Allmaier, J.O. Metzger and W. Tuszynski, 252Cf-Plasma Desorption Mass Spectrometry - Perspective of New Directions, Biological Mass Spectrometry 1994, 23,117-130

W. Tuszynski, R. Angermann, J.O. Metzger and R. Woisch, Production of polyatomic ions by 252Cf-fission fragments and by short laser pulses, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 1994, 88,184-190

J.O. Metzger, R. Woisch, W. Tuszynski, R. Angermann, New type of matrix for matrix assisted laser desorption mass spectrometry of polysaccharides and proteins, Fresenius. J. Anal. Chem. 1994, 349, 473-474

Radikalische und Lewis-Säure-induzierte Additionen an ungesättigte Fettstoffe

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen O. Metzger

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Ursula Biermann, Dr. Ralf Mahler, Steffen Manthey

Im Rahmen eines umfangreichen BMFT-Projekts wird die chemische Nutzung von Fetten als regenerierbare Rohstoffe untersucht. Ölsäure, Erucasäure, Petroselinsäure und andere Fettsäuren, die in relativ großer Reinheit aus Pflanzenölen zu gewinnen sind, werden in radikalischen und Lewis-Säure induzierten Reaktionen durch Einführung von Seitengruppen vielfältig modifziert. Damit werden die physikalischen Eigenschaften verändert und möglicherweise neue Anwendungsmöglichkeiten für Fettstoffe erschlossen.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: BMFT und seit August 1994 BML

Kooperation mit: TH Aachen / Prof. Warwel; TU Braunschweig / Prof. Wagner; Universität Münster / Prof. Schäfer, Prof. Schneider / GHS Wuppertal, Fa. Bayer, Leverkusen, Fa. Henkel, Düsselsdorf, Fa. Hoechst, Frankfurt

Dissertationen: Ralf Mahler, Elektronentransfer initiierte radikalische Additionen an ungesättigten Fettstoffen, Universität Oldenburg, 1994

Diplomarbeiten:

Steffen Manthey, Elektrophile Additionen an ungesättigte Fettstoffe mit heterogenen Katalysatoren, Universität Oldenburg, 1994

Ausgewählte Veröffentlichungen:

J.O. Metzger und U. Biermann, Alkylaluminium Dichloride Induced Friedel-Crafts Acylation of Unsaturated Carboxylic Acids and Alcohols, Liebigs Ann. Chem. 1993, 645-650

U. Biermann und J.O. Metzger, Lewis Acid Induced Additions to Unsaturated Fatty Compounds, Fat Sci. Technol.1993, 95, 326-328

R. Mahler und J.O. Metzger, Radikalische Cyclisierung von Petroselinsäure, Fat Sci. Technol. 1993, 95, 337-339

R. Multzsch, W. Lokotsch, B. Steffen, S. Lang, J.O. Metzger, H.J. Schäfer, S. Warwel und F.. Wagner, Enzymatic Production and Physicochemical Characterization of Uncommon Wax Esters and Monoglycerides, J. Am. Oil Chem. Soc.,1994, 71, 721-725

J.O. Metzger und U. Biermann, Produkte der thermischen En-Reaktion von ungesättigten Fettstoffen und Maleinsäureanhydrid, Fat Sci. Technol. 1994, 96, 321- 323

J.O. Metzger and U. Biermann, Aluminiumchloride-Induced Additions of Formaldehyde to Alkenes, Bull. Soc. Chim. Belg.,1994, 103, 393-397

J.O. Metzger and Fritz Bangert, Ane Additions to Unsaturated Fatty Compounds: Thermally Initiated Additions of Alkanes to Methyl 10-Undecenoate, Fat Sci. Technol. 1995, 97, 7-9

Selektivität radikalischer Reaktionen

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen O. Metzger

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dipl. Chem. Gerhard Francke, Dipl. Chem. Frieda Waisbek, Dipl. Chem. Michael BlumenÏstein, Dipl. Chem. Kay Schwarzkopf, Dipl. Chem. Christian Schettgen

Die Selektivität chemischer Reaktionen ist ein grundlegendes Problem der Chemie und von überragender praktischer Bedeutung. Untersucht werden die Selektivität radikalischer Elementarreaktionen wie Addition, Fragmentierung und Wasserstoffabstraktion. Ziel dieser Untersuchungen ist, einen genaueren Einblick in den Übergangszustand chemischer Reaktionen zu gewinnen, den Mechanismus komplexer Reaktionen aufzuklären und damit für die präparative Chemie Daten zur optimalen Reaktionsführung bereitzustellen. Von größtem aktuellen Interesse ist die Untersuchung der Stereoselektivität intermolekularer radikalischer Reaktionen und der Einsatz radikalischer Reaktionen in der Synthese.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: DFG Kooperation mit: Ben-Gurion University of the Negev, Beer Sheva / Dan Meyerstein

Dissertationen:

Frieda Waisbek, Diastereoselektivität der radikalischen Wasserstoffübertragung auf acyclische Radikale, Universität Oldenburg, 1994

Diplomarbeiten:

Christian Schettgen, Diastereoselektivität der Wasserstoffübertragung auf -Cyanoalkylradikale, Universität Oldenburg,1994

Ausgewählte Veröffentlichungen

J.O. Metzger and M. Blumenstein, Stereoselectivity of the Thermally Initiated Free-Radical Chain Addition of Cyclohexane to 1-Alkynes, Chem. Ber., 1993, 126, 2493- 2499

J.O. Metzger and F. Bangert, Kinetics of the Addition of Cyclohexane to Phenylethyne under Supercritical Fluid Conditions, Chem. Ber.1994,127,1-4

J.O. Metzger, K. Schwarzkopf, W. Saak and S. Pohl, Stereoselectivity of the Transfer of Hydrogen Atoms to Cyclic Alkyl Radicals, Chem. Ber.1994, 127,1-5

Ausgewählte Tagungsbeiträge: Vorträge und Poster

M. Blumenstein and J.O. Metzger, Thermally Initiated Free Radical Additions of Alkanes to Alkynes: Kinetics and Stereoselectivity, Gordon Research Conference on Free Radical Reactions, 1993.

R. Mahler, and J. O. Metzger, Electron Transfer Initiated Free Radical Additions to Alkenes, Gordon Research Conference on Free Radical Reactions, 1993.) Organische Chemie

J.O. Metzger and F. Waisbek, Diastereoselectivity of the Transfer of Hydrogen Atoms to Acyclic Alkyl Radicals, Gordon Research Conference on Free Radical Reactions, 1993.

K. Schwarzkopf and J.O. Metzger, Stereoselectivity of the Transfer of Hydrogen Atoms to Cyclic Alkyl Radicals, Gordon Research Conference on Free Radical Reactions, 1993.

J.O. Metzger und M. Blumenstein, Thermisch initiierte Addition von Alkanen an Alkine unter überkritischen Bedingungen, Dechema-Jahrestagung, Nürnberg, 26. - 28. Mai 1993

Ursula Biermann und J.O. Metzger, Lewis-Säure induzierte C,C-Verknüpfungen an ungesättigten Fettstoffen, 49. DGF-Jahrestagung, Karlsruhe, 1. - 2. 9.1993.

R. Mahler und J.O. Metzger, Elektronentransfer initiierte radikalische C,C-Verknüpfungen an ungesättigten Fettstoffen, 49. DGF-Jahrestagung, Karlsruhe, 1. - 2. 9, 1993.

J.O. Metzger und U. Biermann, Produkte der thermischen En-Reaktion von Ölsäuremethylester und Maleinsäureanhydrid, 49. Jahrestagung der DGF, Karlsruhe, 1.-2. 9. 1993.

U. Biermann and J.O. Metzger, Lewis-Acid Induced C,C-Bond Forming Additions to Unsaturated Fatty Compounds, 2. Eurolipid-Kongreß in Verbindung mit der 50. DGF-Tagung, Münster, 26.-28. Sept. 1994

J.O. Metzger and Ursula Biermann, Ene Additions to Unsaturated Fatty Compounds, 2. Eurolipid-Kongreß in Verbindung mit der 50. DGF-Tagung, Münster, 26.-28. Sept. 1994

R. Mahler and J.O. Metzger, New Electron Transfer Initiated Free Radical Additions to Unsaturated Fatty Compound, 2. Eurolipid-Kongreß in Verbindung mit der 50. DGF-Tagung, Münster, 26.-28. Sept. 1994

Jürgen O. Metzger, Thermal Organic Reactions at Supercritical Fluid Conditions: Functionalization of Alkanes by Free Radicacl Additions to Unsaturated Compounds, Third International Symposium on Supercritical Fluids, Straßburg, 17. -19. Okt. 1994

Prof. Dr. Erich Zeeck

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Manfred Beckmann
Anke Brakenhoff, TA Carsten Müller
Lorena Dallinga-Hannemann Frank Priesnitz
Tilman Harder Dagmar Röhm
Volker Ide
Andreas Stief Norbert Stein

Kooperationspartner:

Dr. M. Bentley, Gatty Marine Laboratories, St. Andrews, Scotland

Prof. A.M.V. Canario, Universität Faro, Portugal

Prof. Dr. W. Francke, Universität Hamburg

Prof. Lu Jiwu, Institute for Oceanology, Academy of Science, Qingdao, V.R. China

Dr. R. Pocklington, Halifax, Canada

Forschung

Chemische Kommunikation und Toxine im marinen Bereich

a) Chemische Kommunikation

Die Forschungen der Arbeitsgruppe auf diesem Gebiet bewegen sich mit ihrer Thematik im Bereich des 1993 ausgelaufenen DFG-Schwerpunktprogramms "Chemische Ökologie - verhaltensmodifizierende Naturstoffe", in dessen Rahmen sie langjährig unterstützt wurden. In einem Ökosystem werden die Beziehungen zwischen den einzelnen Mitgliedern des Systems in vielfacher Weise durch chemische Signale vermittelt und beeinflußt. Um Wechselwirkungen in Ökosystemen und auch anthropogene Störungen von Ökosystemen verstehen zu können, muß man unter anderem diese chemischen Systemparameter kennen. Ihre Erforschung ist das Ziel der Chemischen Ökologie. Im aquatischen und speziell auch im marinen Bereich gibt es hier besonders große Wissensdefizite.

Der Arbeitsgruppe gelang es, Geschlechtspheromone mariner Invertebraten chemisch zu identifizieren und in Zusammenarbeit mit Biologen die Verhaltenssteuerung durch diese Pheromone im einzelnen zu analysieren. Es konnte gezeigt werden, daß sowohl hydrophile als auch hydrophobe Substanzen zu den Pheromonbouquets einzelner Spezies gehören. Diese Ergebnisse sind auch evolutionstheoretisch von Interesse. Nach der Strukturaufklärung niedermolekularer, volatiler Pheromone bei Nereiden konzentrierten sich die Arbeiten in letzter Zeit auf die Strukturaufklärung hydrophiler, die Gametenabgabe auslösender Substanzen bei Nereiden. Es konnte gezeigt werden, daß es sich dabei um Oligopeptide und um Purinderivate handelt. Neben marinen Invertebraten sind auch Fische Gegenstand von Untersuchungen über Fortpflanzungs- sowie über Alarmpheromone. Insbesondere bei Blenniiden konnte ein Weg zur Anreicherung eines Pheromons entwickelt werden, das der Anlockung der weiblichen Tiere und der Auslösung eines Balzverhaltens dient.

b) Störung der chemischen Kommunikation im marinen Milieu durch anthropogene Schadstoffe.

Unter der Vielzahl der im Erdöl enthaltenen Substanzen haben einige eine toxische Wirkung auf Organismen. Im Rahmen der hier untersuchten chemischen Kommunikation im marinen Bereich interessierten insbesondere solche Wirkungen von Erdölkomponenten, die im sublethalen Wirkungsbereich mit Signalsubstanzen von Organismen interferieren. Dabei konnten mehrere Substanzen entweder identifiziert oder in den Chromatogrammen verschiedener Destillatsfraktionen von Erdölen näher eingegrenzt werden, welchen Einfluß auf das Fortpflanzungsverhalten mariner Nereiden haben und die normalerweise durch Pheromone gesteuerte Gametenabgabe geschlechtsreifer Tiere induzieren. An der weiteren Identifizierung derartiger Substanzen und an der Aufklärung ihres Wirkungsmechanismus wird gearbeitet.

c) Neurotoxine mariner Algen

Die marine Diatomee Nitzschia pungens forma multiseries produziert unter bestimmten Bedingungen die giftige Domoinsäure. Deren Giftigkeit beruht möglicherweise auf der strukturellen Ähnlichkeit von Bereichen ihres Molekülgerüstes mit den Aminosäuren Prolin und Glutaminsäure. Muscheln können diese Diatomee mit der Nahrung aufnehmen und die toxische Verbindung akkumulieren. Aus Kanada wurden 1987 schwere und zum Teil tödliche Vergiftungen von Menschen durch den Verzehr derartig belasteter Muschels gemeldet. Es wurde in der Arbeitsgruppe ein einfach zu handhabendes Routineverfahren entwickelt, um die Domoinsäure z. B. im Gewebe von Muscheln, nachweisen zu können.

Es wurden Parameter bestimmt, welche für die Produktion der Domoinsäure und die optimale Entwicklung der das Gift produzierenden Diatomeenform wichtig sind. Enzymatische Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus werden zur Zeit durchgeführt.

Publikationen

S. Sachsenberg, T. Klenke, W.E. Krumbein, H.J. Schellnhuber and E. Zeeck, Direct graphite furnace atomic absorption spectrometric determination of metals in seawater - application and mechanisms of palladium modifiers, Analyt. Chim. Acta 279 (1993) 241 - 251

K. Luber, J. Wieting, E. Zeeck und H.-J. Ferenz, Isolation and characterization of a volatile aromatic infochemical released by sexual maturing, gregarious male desert locusts, Schistocerca gregaria, Verhandlungen der Deutschen Zoologischen Gesellschaft 86.1 (1993) 261

E. Zeeck, J.D. Hardege, A. Willig, N. Ikekawa and Y. Fujimoto, Sex pheromones in marine polychaetes: Steroids from ripe Nereis succinea, Steroids 59 (1994) 341 - 344

J.D. Hardege, H.D. Bartels-Hardege, Y. Yang, B.L. Wu, M.Y. Zhu and E. Zeeck, Environmental Control of Reproduction in Perinereis nuntia var. brevicirrus, J. mar. biol. Ass. U.K. 74 (1994) 903 - 918

M. Beckmann, J.D. Hardege and E. Zeeck, Effects of the volatile fraction of crude oil on spawning behaviour of nereids (Annelida, Polychaeta), Marine Environmental Research, 40 (1995) 267 - 276

L. Dallinga-Hannemann, G. Liebezeit and E. Zeeck, New approaches for fast and sensitive detections of non-protein amino acids (kainic acid and domoic acid) by using modified proteins and amine colour tests, in: P. Lassus, G. Arzul, E. Erad, P. Genpien and C. Marcaillou (eds.), Harmful Marine Algal Blooms, Lavoisier Science Publishers, Paris 1995, p. 279 - 284

L. Dallinga-Hannemann, H. Hillebrand, U. Sommer, E. Zeeck und G. Liebezeit, WATTOX, Neurotoxine im wattenmeer, Berichte des Forschungszentrums Terramare 1 (1995) 1 - 78

L. Dallinga-Hannemann, E. Zeeck and G. Liebezeit, Identification and separation of non-protein amino acids (kainic acid and domoic acid) from amino acids containing extraction mixtures by thin layer chromatography, J. Chromatogr. (zur Publikation angenommen)

Prof. Dr. Carl H. Hamann

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Dr. Susanne Fischer (Vertretung) Dipl. chem. Marion Schwienteck
Maike Lütkens (Sekretariat) Dipl. chem. Achim Wolke
Richard Kaupass cand. chem. Claus Dittel
Ing. Grad. Ehrentraud Schneider-Hassel cand. chem. Manfred Penkhues
Dipl. phys. Knut Barghorn cand. chem. Karen Schulz
Dipl. chem. Jörg Helling cand.chem.Mark Stamerjohanns
Dipl. chem. Sabine Schwaiger cand. chem. Bernd Ventzke

Forschung

Die Arbeitsgruppe arbeitet derzeit schwerpunktmäßig an einem neuen Syntheseweg zur Gewinnung von Mono- und Disaccharidderivaten. Er ist gekennzeichnet durch eine in nichtwässrigen Lösungsmitteln elektrochemisch initiierte (d. h. an einer negativen Elektrode durch Elektronenübertragung eingeleitete) Bildung von Zucker-Anionen. Diese werden anschließend mit geeigneten Elektrophilen umgesetzt.

Es konnte aufgezeigt werden, daß die gezielte Herstellung von Alkyl- und Acylglycosiden einfach erreichbarer Saccharidfolgeprodukte - diese stellen wichtige Synthons für die Oligosaccharidsynthesen dar - auf diesem Wege möglich ist. Bisher ließen sich 166 unterschiedliche Zuckerderivate herstellen. Ein erheblicher Anteil davon ist zuvor in der Literatur noch nicht beschrieben worden [1] - [3].

In der organisch-präparativen Chemie wird die Bildung von Zucker-Anionen unter Zuhilfenahme gebräuchlicher Basen wie NaH, LiH, KOH und Ag2O erreicht. Um gezielte, regioselektive Alkylierungen und Acylierungen, die in der modernen Schutzgruppenchemie der Kohlenhydrate unersetzlich sind, durchführen zu können, müssen zudem Hilfsreagenzien wie metall-organische Verbindungen eingesetzt werden. Verwendet man Elektronen als Reagenz, so läßt sich eine erhebliche Menge entsprechender Abfallstoffe einsparen.

Eine Erweiterung der Arbeiten auf die elektrochemische Synthese von Methyl -isomaltosid aus Methyl -D-glucopyranosid und Tetra-O-acetyl-bromglucose kann als erstes Ergebnis zur gezielten Darstellung von Disacchariden angeführt werden [4].

Für den Syntheseweg sind kationenselektive Membranen als Trenn- und Transportelement im elektrochemischen Prozeß (Elektrolysezelle) wichtig. Die Eigenschaften solcher Membranen wurden bisher nur für Wasser als Lösungsmittel näher untersucht. Die Untersuchung der Eigenschaften in nichtwässrigen Lösungsmitteln gehört daher ebenfalls zu unserem Programm. Die Methode der Wahl ist hier die Thermodynamik irreversibler Prozesse [5] (hier Transportprozesse).

Über die geschilderten präparativen Arbeiten hinaus sind naturgemäß auch mechanistische Fragestellungen, d. h. Fragestellungen zum genauen Reaktionsweg, interessant. Sie finden bei unseren Arbeiten eine entsprechende Berücksichtigung [6]. Dies gilt insbesondere auch für den der Elektronenübertragung von der Elektrode auf das neutrale Molekül vorausgehenden Adsorptionsschritt [7], [8].

Weitgehend abgeschlossen wurden Arbeiten, welche ein (zwischenzeitlich patentiertes) neuartiges Verfahren zur Herstellung des begehrten industriellen Zwischenprodukts Alkalialkoholat zum Gegenstand haben.
Der bei herkömmlicher Herstellung unumgängliche Hilfsstoff Quecksilber wird dabei vermieden. Mehr als ein Hobby schließlich ist die Publikation fachdidaktischer Schriften [9], [10].

Kooperation im Berichstzeitraum:

Universität Danzig
Universität Thorn
Staatsuniversität Novosibirsk
Akademie der Wissenschaften, Sibirischer Zweig
Akademie der Wissenschaften, Moskau

An Dissertationen entstanden im Berichtszeitraum 1993/94

S. Fischer: Elektrochemisch initiierte Derivatisierung 1,2-ungesättigter Monosaccharide im aprotischen Medium (1994) V. Theile: Untersuchungen zur Elektrosorption ausgewählter Kohlenhydrate im aprotischen Medium (1994)

H. Kaune: Untersuchungen zur elektrochemischen Reduktion von Kohlendioxid in Zellen mit polymeren Festelektrolyten (1994) I. Barelmann: Elektrochemische Oxidation und antimikrobielle Eigenschaften phenolischer Bestandteile ätherischer Öle (1993) H. Polligkeit: Elektrochemisch initiierte Einführung von einfachen Schutzgruppen an ausgewählten Disacchariden (1993)

P. Wolf: Untersuchungen zur elektrochemisch eingeleiteten elektrophilen Substitution der Hydroxylgruppen einiger Methyl D-glycopyranoside in aprotischen Lösungsmitteln (1993)

An Diplomarbeiten entstanden

J. Helling: Elektrosynthese von Alkoholaten mit Hilfe von Festionenleitern

M. Schwientek: Zur Elektroreduktion von Benzyl ß-D-glucopyranosid: Adsorption, Elektronenübergang, Folgeschritte

D. Schleif: Die Silylierung von Monosacchariden mit Hilfe eines einleitenden elektrochemischen Schrittes

Ausgewählte Veröffentlichungen

[1] C. H. Hamann, S. Fischer, H. Polligkeit and P. Wolf:

The alkylation of Mono- and Disaccharides via an initialising electrochemical step, Journal of Carbohydrate Chemistry 12 (1993) 173 - 190

[2]S. Fischer, C. H. Hamann:

The Alkylation and Acylation of Glycals via an initializing electrochemical step, Journal of Carbohydrate Chemistry 14 (1995) 327 - 329

[3]C. H. Hamann, S. Fischer, J. Lachmann, M. Schwientek: Saccharidchemie:

Elektrochemische Umsetzungen in nichtwässrigen Medien, in "BMFT-Broschüre Saccharidchemie" - erscheint 1995

[4]C. H. Hamann, H. Polligkeit, P. Wolf, Z. Smiatacz:

An electrochemical synthesis of methyl -isomaltoside, Carbohydrate Research 265 (1994) 1 - 7

[5]C. H. Hamann, V. Theile, S. Koter:

Transport properties of cation-exchange membranes in aqueous and methanolic solutions. Diffusion and osmosis, Journal of Membrane Science 78 (1993) 147 - 153

[6]C. H. Hamann, S. Fischer, H. Polligkeit, D. Schleif, P. Wolf:

Some mechanistic aspects of carbohydrate electrochemistry, Zeitschrift für Physikalische Chemie 185 (1994) 69 - 78

[7]C. H. Hamann, V. N. Andreev, V. Theile:

Investigation of the adsorption of Phenol Fluorine derivatives on a platinized platinum electrode by the electrolyte rapid-change-over-technique, Russian Journal of Electrochemistry 30 (1994) 697 - 701

[8] V. Theile, C. H. Hamann, R. Holze:

Zur Adsorption von gesättigten, ungesättigten und aromatisierten Kohlenhydraten an Platin und Gold, Zeitschrift für Physikalische Chemie 190 (1995) 241 - 252

[9] C. H. Hamann: Electrochemische Kinetik im Schulunterricht,

Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 46 (1993) 21 - 30

[10] C. H. Hamann: Elektrochemische Kinetik,

in "Handbuch der experimentellen Chemie, Band 6", (Hrsg. W. Jansen), Aulis Verlag, Köln 1994.

Im Text nicht erwähnt:

A. A. Gorbushina, W. E. Krumbein, C. H. Hamann, C. Panina, S. Soukharjevski, U. Wollenzien:

Role of black fungi in colour change and biodeterioration of antique marbles,

Geomicrobiology Journal 11 (1994) 205 - 221.

Für finanzielle Hilfe sei Dank ausgesprochen an:

Chemische Industrie
Bundesministerium für Forschung und Technologie
Land Niedersachsen (Sondermittel)

Priv. Doz. Dr. Werner Butte

Mitglieder der Arbeitsgruppe:

Dr. Karin Fox
Manfred Rinderhagen, Dipl. Biol.
Anke Schmidt, Dipl. Chem.
Gottfried Walker, Dipl. Chem.
Rober Lau, Dipl. Chem.
Jochen Eilers, techn. Mitarbeiter
Ute Tegtmeier-Gerdes

Forschung

Abschätzung des Umweltverhaltens von Chemikalien

Mitarbeiter: Dr. Karin Fox, Dr. Gerd-Peter Zauke, Manfred Rinderhagen (Dipl.- Biol.), Anke Schmidt (Dipl.- Chem.)

Die Abschätzung des Risikos, das mit der Verwendung von Chemikalien einhergeht, kann auf der Basis der Substanzeigenschaften und der Exposition erfolgen. Dabei kommt den Substanzeigenschaften: Toxizität, Metabolismus und Bioakkumulation, die mit Hilfe von Laborexperimenten bestimmt werden können, eine zentrale Rolle zu.

Die Bioakkumulation beschreibt die Anreicherung von Chemikalien in der belebten Umwelt, das Anreicherungspotential von Substanzen wird über Biokonzentrationsfaktoren quantifiziert. Die Biokonzentrationsfaktoren sind, wie auch andere biologische Effekte, von den physikochemischen Eigenschaften abhängig, speziell von den lipophilen Eigenschaften, die als Verteilungskoeffizienten im System n-Octanol/Wasser bestimmt werden.

Es konnte gezeigt werden, daß Biokonzentrationsfaktoren lipophiler und superlipophiler Organohalogenverbindungen, die im Labor und im Freiland aus der Kinetik der Aufnahme und der Ausscheidung dieser Verbindungen bestimmt wurden, übereinstimmen. Außerdem wurde festgestellt, daß die Bioakkumulation für superlipohile Verbindungen deutlich schlechter erfolgt, als aus den bisherigen Modellen errechnet wurde.

Publikationen:

W. Butte, Karin Fox, Anke Schmidt und G.-P. Zauke, Bioakkumulation im Grenzbereich von Lipophilie und molekularen Strukturen, Abschlußbericht zum Umweltbundesamt-F+E-Vorhaben Nr. 106 03 091, Mai 1993

K. Fox, G.-P. Zauke and W. Butte, Kinetics of Bioconcentration and Clearance of 28 Polychlorinated Biphenyl Congeners, Ecotoxicol. Environ. Saf. 28, 99 - 109 (1994)

M. Rinderhagen and W. Butte, Kinetics of Accumulation and Elimination of Isomeric Hexachlorocyclohexanes by Tubificids, SAR and QSAR in Environ. Res. 1995, (in Druck)

Fremdfinanzierung: Umweltbundesamt

Analytik und Metabolismus von Trinitrotoluol und dessen Nebenprodukten sowie biotischen und abiotischen Metaboliten

Mitarbeiter: Anke Schmidt (Dipl.- Chem.), Ute Tegtmeier-Gerdes (Dipl.- Chem.)

Auf Geländen ehemaliger Sprengstoffproduktionsstätten finden sich neben Trinitrotoluol (TNT) eine Vielzahl weiterer aromatischer Verbindungen. Zum einen handelt es sich dabei um bei der Produktion von TNT angefallene Nebenprodukte, zum anderen um Transformationprodukte des biotischen und abiotischen Metabolismus. Hervorzuheben sind dabei besonders die Aminoaromaten, die biotisch unter reduktiven Bedingungen (z.B. in Böden) entstehen können und die häufig carcinogene bzw. mutagene Eigenschaften aufweisen.

Es wurden, neben Schnelltesten, Verfahren zum Nachweis von TNT sowie weiteren Nitro- und Aminoaromaten in Boden und Wasser ausgearbeitet. Einen Schwerpunkt bildete dabei die gaschromatographische Analyse nach entsprechenden Derivatisierungen der aromatischen Amine.

Daneben wurden Transformationsprodukte des biotischen und photochemisch-abiotischen Abbaus, inklusive ihrer Kinetik, aufgeklärt.

Publikationen:

O. Drzyzga, T. Gorontzky, A. Schmidt und K.-H. Blotevogel, Toxicity of explosives and related compounds to the luminescent bacterium Vibro fischeri NRRL-B-11177, Arch. Environ. Contam. Toxicol. 28, 229 - 235 (1995)

Fremdfinanzierung: keine

Analytik und toxikologische Beurteilung der Verwendung von Pestiziden in Innenräumen

Mitarbeiter: G. Walker (Dipl. Chem.)

Zahlreiche Biozide, u.a. Holzschutzmittel und Schädlingsbekämpfungsmittel, werden im häuslichen Bereich, d.h. in Innenräumen verwendet. Zu diesen zählen neben den "klassischen" Fungiziden und Insektiziden Pentachlorphenol und Lindan auch Substanzen wie Dichlofluanid, Endosulfan und in neuerer Zeit die Pyrethroide, u.a. Permethrin, Cyfluthrin, Deltamethrin etc. Häufig kommt es nach deren Einsatz zu Beschwerden und Befindlichkeitsstörungen von Bewohnern der belasteten Räume, insbesondere zu Kopfschmerzen, Müdigkeit, Hautrötungen, sowie weiteren unspezifischen Symptomen. Um einen eventuellen Zusammenhang zwischen der Verwendung von Bioziden und den Beschwerden bzw. Symptomen zu klären, ist es notwendig Art und Menge der Substanzen zu quantifizieren, da Menge und Toxizität ihre Wirkung ausmachen. Grundlage für die Beurteilung und toxikologische Bewertung sind mehr als 6000 Messungen von Bioziden in Holz, Hausstaub, Luft, Serum, Urin sowie weiteren Materialien.

Publikationen

W. Butte and G. Walker, Determination of Wood Preserving Agents on the Surface of Wood by Gas Chromatography and Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Fresenius J. Anal. Chem. 343, 144 (1992)

G. Walker, R. Keller, J. Beckert und W. Butte, Anreicherung von Bioziden in Innenräumen am Beispiel der Pyrethroide, Zbl. Hyg. 195, 450 - 456 (1994)

W. Butte und G. Walker, Sinn und Unsinn von Hausstaubuntersuchungen - das Für und Wider. Hausstaub als Meßparameter zum Erkennen einer Innenraumbelastung mit Permethrin, Pentachlorphenol und Lindan, VDI-Band 1122, 535 - 546 (1994)

J. Angerer, M. Ball, R. Blessing, H. Bollmacher, W. Butte, W. Eckrich G. Elbers, I. Gebefügi, T. Göen, E. Hiester, W. Horn, B. Seifert, L. Viereck-Götte und P. Winzek, Meßstrategie für Pentachlorphenol (PCP) und x-Hexachlorcyclohexan (Lindan) in der Innenraumluft, VDI-Richtlinien, VDI 4300, Blatt 4, Entwurf (1994)

W. Butte und B. Heinzow, Referenzwerte der Konzentration an Pentachlorphenol on Serum und Urin, Klin. Lab., 41, 31 - 35 (1995)

Fremdfinanzierung: keine

Diplomarbeiten

Ute Tegtmeier-Gerdes: Photochemische Transformation von 2,4,6,-Trinitrotoluol

Doktorarbeiten

abgeschlossen:
Karin Fox, Struktur-Wirkungs-Beziehungen der Bioakkumulation von polychlorierten Biphenylen (PCB's), gemessen mittels "Flow-Through"-Fischtests unter Labor- und Freilandbedingungen

noch nicht abgeschlossen:
Anke Schmidt, Analytik des Trinitrotoluol und der Dinitrotouluole sowie ihrer reduktiven Metabolisierungsprodukte in Böden und Wässern

Manfred Rinderhagen, Entwicklung eines Standardverfahrens zur Durchführung von Bioakkumulationsexperimenten mit Tubifex tubifex als Testorganismus

Gottfried Walker, Nachweisverfahren zur Bestimmung von Pyrethroiden in Luft, Holz, Staub und Materialien biologischen Ursprungs

Robert Lau, Identifikation und quantitative von organischen Substanzen, speziell Säuren, auf der Oberfläche von verwitterten Gesteinen

Zusammenarbeit mit anderen Hochschulen, Forschungseinrichtungen, Firmen

Untersuchungsstelle für Umwelttoxikologie, Kiel: Untersuchungen zur Grundbelastung der Bevölkerung mit Organohalogenverbindungen, speziell Pentachlorphenol

Institut für Toxikologie, Kiel: Bestimmung und Beurteilung der öko- und human-toxikologischen Wirkung von Umweltchemikalien, speziell von Holzschutzmitteln

EUKOS, Umweltanalytik Nord GmbH, Plön: Ausarbeitung von Methoden zur Bestimmung der Innenraumbelastung mit Pyrethroiden und ihren Synergisten

Hochschuldozent Dr. Rudolf Holze

(seit 01.10.1993: Professor für Physikalische Chemie und Elektrochemie an der Technischen Universität Chemnitz-Zwickau, Institut für Chemie, dieser Bericht umfaßt nur Mitarbeiter, Arbeiten und Ergebnisse und Veröffentlichungen dazu bis zu diesem Zeitpunkt)

Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

Matthias Probst
Michael Bron
Peter Roland
Bernard Westerhoff

Forschungsgebiete und -bereiche:

Physikalische Chemie - Elektrochemie

Die Untersuchung der Phasengrenze Elektrode/Elektrolyt und der in der Phasengrenzschicht nahe der Oberfläche vorhandenen Teilchen ist zur Aufklärung des Mechanismus zahlreicher elektrochemischer Prozesse von zentraler Bedeutung. Da zahlreiche biologische Vorgänge (Photosynthese) und Abläufe in der Umwelt (Korrosion) als elektrochemische Reaktionen aufgefaßt werden können, kommt den bei diesen Untersuchungen gewonnenen Ergebnissen eine breite Bedeutung zu. Die hier untersuchten Vorgänge schließen ein: Elektrokatalyse: Sauerstoffreduktion, Methanoloxidation Elektrosorption: Adsorption oxidierbarer Moleküle auf Platin-, Silber- und Goldelektroden (z.B. N-haltige Aromaten als Ausgangsstoffe leitfähiger Polymere, CHO-Verbindungen als Brennstoffe für elektrochemische Energieumwandlung), Modifizierte Elektroden: Durch elektrochemische Abscheidung leitfähiger Polymerfilme können Oberflächen erzeugt werden, die ein außergewöhnliches elektrisches, optisches und katalytisches Verhalten zeigen. Die wichtigsten Untersuchungsmethoden sind klassisch-elektrochemische (zyklische Voltammetrie, Impedanzmessung) und vor allem spektroelektrochemische Verfahren (in situ Infrarot-, Raman-, UV-vis und Elektronenspinresonanzspektroskopie). Mit ihnen wurden reaktive Zwischenstufen bei den genannten Reaktionen identifiziert und wesentliche Beiträge ihrer Kenntnis von Mechanismus und Kinetik gewonnen.

In Stichworten:
Studium von Struktur und Dynamik der elektrochemischen Doppelschicht in Gegenwart von Adsorbaten und oberflächenmodifizierenden Substanzen. Elektrochemische Energieumwandlung und -speicherung Korrosion insbesondere dentaler Werkstoffe
Untersuchung von Bildung und Verhalten intrinsisch leitfähiger Polymere
Elektrochemische Meßtechnik

Auswahl der z.Z. bearbeiteten Forschungsprojekte:
Charakterisierung und Optimierung intrinsisch leitfähiger Polymere Studium der Kinetik schneller Redoxreaktionen für elektrochemische Energiespeicher
Untersuchungen zur Korrosion, elektrochemischen Charakterisierung vor allem metallischer Werkstoffe

Einrichtungen und Geräte:
FT-Infrarotspektrometer, Raman-Spektrometer, UV-vis-Spektrometer, ESR-Spektrometer, Impedanzmeßplatz, elektrochemische Standardausrüstung

Abgeschlossene Diplomarbeiten

Matthias Probst, Untersuchungen zur Zeit- und Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit ausgewählter Polymere unter Berücksichtigung verschiedener elektrochemischer Herstellungsmethoden, Universität Oldenburg 1993

Michael Bron, In situ-Schwingungsspektroskopie adsorbierter Pseudohalogenidionen auf Münzmetall-Elektroden, Universität Oldenburg 1994

Peter Roland, Impedanzmessungen der Elektrodenkinetik schneller Redoxreaktionen an metallmodifizierten Graphitelektroden, Universität Oldenburg 1994

Abgeschlossene Doktorarbeiten

Bernard Westerhoff, Untersuchungen zur Adsorption ausgewählter Sondenmoleküle an Münzmetallen und Metallen der Platinreihe mit Hilfe der in situ-FTIR-Spektroskopie, Universität Oldenburg 1994

Veröffentlichungen

R. Holze, A Spectroelectrochemical Investigation of para-Nitroso-N,N-dimethylaniline adsorbed on a Gold Electrode, Vib.Spec., 4 (1993) 175

T. Luczak, R. Holze und M. Beltowska-Brzezinska, The Oxidation of Cyclic Diols on a Gold Electrode: Structure-Reactivity Relationships, Electroanalysis, 6 (1994) 773

T. Luczak, M. Beltowska-Brzezinska und R. Holze, Structure-Reactivity Relationships: The Oxidation of Aliphatic Diols on a Gold Electrode, J.Appl.Electrochem., 23 (1993) 1039

T. Luczak, M. Beltowska-Brzezinska und R. Holze, Molecular Structure Effects in the Adsorption of Terminal and Vicinal Aliphatic Diols on a Gold Electrode, Electrochim.Acta, 38 (1993) 717

R. Holze, The Electrosorption of Imidazole on a Gold Electrode as Studied with Spectro-electrochemical Methods, Electrochim.Acta, 38 (1993) 947

B. Westerhoff und R. Holze, in situ Infrared Spectroscopy at Electrodes: On the Adsorption of CO and CO2 on Copper, Platinum and Gold, Ber.Bunsenges.Phys.Chem., 97 (1993) 418

S. Schomaker und R. Holze, The Adsorption of 1,4-dibromobenzene on Gold Electrodes: A Combined in situ Infrared and Surface Enhanced Raman Spectroscopic Investigation, Electroanalysis, 6 (1994) 1024

R. Holze, Surface Resonance Raman Spectroscopy of Macrocyclic Transition Metal Complexes adsorbed on Electrodes: Cobalt-Dibenzotetraazaannulene, Z.Phys.Chem.NF, 185 (1994) 1

R. Holze, Electrode Impedance Measurements: A versatile Tool for Electrochemists, Bull. Electrochem., 10 (1994) 56

B. Westerhoff und R. Holze, in situ-Infrarotspektroskopie an Elektroden, GIT Fachzeitschrift für das Laboratorium, 37 (1993) 604

R. Holze, Spectroscopic Methods in Electrochemistry: New Tools for old Problems, Bull. Electrochem., 10 (1994) 45

S. Schomaker und R. Holze, An in situ Vibrational Spectroscopic Investigation of the Adsorption of Phenol on a Gold Electrode, Z.Phys.Chem.NF, 185 (1994) 1

U. Barsch, F. Beck, G. Hambitzer, R. Holze, J. Lippe und I. Stassen, Reproducibility in the Electrodeposition of Conducting Polymers - A Parametric Study of Poly-(3-methylthiophene), A Parametric Study of Poly-(3-methylthiophene), J.Electroanal.Chem., 369 (1994) 97

R. Holze, T. Luczak und M. Beltowska-Brzezinska, The Kinetic Isotope Effect in the Oxidation of Aliphatic Alcohols on a Gold Electrode, Electrochim.Acta, 39 (1994) 485

R. Holze, Spectroscopic Methods in Electrochemistry: New Tools for old Problems, Bull.Electrochem., 10 (1994) 45

R. Holze, T. Luczak und M. Beltowska-Brzezinska, The Electrooxidation of Unsaturated Alcohols on a Gold Electrode, Electrochim. Acta, 39 (1994) 991

J. Stelmach, R. Holze und M. Beltowska-Brzezinska, Electrocatalysis of the Formaldehyde Oxidation at Alloys of Platinum with sp-Metals II, J.Electroanal.Chem., 377 (1994) 241

R. Holze, Vibrational Spectroscopy at Electrode Surfaces, Beitrag zum Buch: Current Topics in Electrochemistry, Vol. 2, Trivandrum 1993, S. 293

R. Holze, Dezentrale Literaturverwaltung unter BISMAS, BISMAS Informationen Mai 1994

R. Holze, Grundlagen der Elektrochemie, Überblick: Batterien und elektrochemische Energiequellen, Grundlagen großtechnischer Elektrolyseverfahren, Grundlagen der Korrosion; in: Handbuch Chemie, W. Jansen et al. (Hrsg.), Aulis Verlag Köln, 1994

R. Holze, in situ-Spektroskopie an Elektrodenoberflächen, GIT Fachzeitschrift für das Laboratorium, 38 (1994) 699 Physikalische Chemie

R. Holze, Die Korrosion metallischer Dentalwerkstoffe - Können Zähne "rosten"?, Chemkon, 1 (1994) 173

Prof. Dr. Jürgen Gmehling

Mitarbeiter­ der Arbeitsgruppe

Dr. Axel Brehm

Dr. Jürgen Rarey

Dr. Kai Fischer

Bernd Werner, TA

Nordfried Grochert, TA

Rainer Bölts, TA

Bärbel Meents, TA

Martina Schütte, TA

Kooperationspartner:

Fachinformationszentrum (FIZ) Chemie, Berlin

Dr. J. Matous, Inst. of Chemical Technology, Prag

Prof. Dr. L. Krudryavtseva, Inst. für Chemie, Estnische Akademie der Wissenschaften, Tallinn

Prof. Dr. I. Shulgin, Technological University Minsk, Weißrußland

Prof. Dr. A. Fredenslund, Instituttet for Kemiteknik Lyngby, Dänemark

Prof. Tochigi, Nihon University, Tokio, Japan

Doktoranden

Jörg Krafczyk, Martin Schiller, Thomas Meyer, Gudrun Wienke, Antje Böning, Arthur Köster, Michael Sakuth, Hans-Martin Polka, Dieter Harms, Maria Krähenbühl, Susanne Neumann, Christian Möllmann und Antje Ilchmann

Diplomanden

Claudia Rühl, Fred Delique, J.H. van der Smissen, Kay Buchholz, Arnold Schweer, Rolf Gerding, Bärbel Meyer, Jens Meyer, Oliver Noll, Christian Rose, Christian Anders, Ralph Joh, Antje Heine und Lars Götze

Fremdfinanzierungen

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e. V. (AiF)

Deutsche Gesellschaft für Chemisches Apparatewesen, Chemische Technik,

Biotechnologie e. V. (DECHEMA)

Bundesminesterium für Forschung und Technik (BMFT)

Volkswagen-Stiftung

Umweltbundesamt (UBA)

Chemische Industrie im In- und Ausland

Fonds der Chemischen Industrie (FCI)

Chemie

Allgemeines

Im Fachgebiet Technische Chemie sind neben dem Hochschullehrer, Herrn Prof. Gmehling, derzeit 3 wissenschaftliche Mitarbeiter, 2 Gastwissenschaftler, 3 technische Angestellte, 3 Laboranten, 15 Doktoranden, 4 Diplomanden und 8 studentische Hilfskräfte beschäftigt. Für Büro, Labor und Praktikum stehen ca. 600 m2 zur Verfügung. Die zweite Professorenstelle (C3) wird zur Zeit wieder besetzt. Für diese Arbeitsgruppe sind weitere 550 m2 verfügbar.

Lehre

Das Fachgebiet Technische Chemie bildet Chemiestudenten nach dem Vorexamen in Technischer Chemie aus. Neben den Hauptvorlesungen ( jeweils 2 SWS ), wie der Einführung in die Technische Chemie, der chemischen Reaktionstechnik, den Grundoperationen und der chemischen Produktionstechnik mit begleitenden Übungen (insgesamt 2 SWS), können die Studenten ihre Kenntnisse in Technischer Chemie in verschiedenen Vertiefungsveranstaltungen wie z.B. Computeranwendung in der Technischen Chemie, Prozeßsimulation, Umwelttechnik, Mechanische Verfahrenstechnik, erweitern. Daneben wird ein Praktikum in Technischer Chemie und Exkursionen in Chemiebetriebe angeboten. Das "Seminar in Technischer Chemie" und das "Kolloqium Technische Chemie", dienen in erster Linie der Weiterbildung der Doktoranden.

Forschung

Ziel der Forschungen ist die Synthese und Auslegung thermischer Trennprozesse. Dazu gehören:

  1. Entwicklung und Weiterentwicklung zuverlässiger thermodynamischer Modelle (gE-Modelle, Zustandsgleichungen, Gruppenbeitragsmethoden) zur Korrelation und Vorausberechnung von Phasengleichgewichten und Reinstoffeigenschaften.
  2. experimentelle Bestimmung von Phasengleichgewichten, Mischungswärmen, Reinstoffeigenschaften und kinetischen Daten für chemische Reaktionen.
  3. Erarbeitung von Softwaretools für die Entwicklung und Auslegung der verschiedenen thermischen Trennprozesse und Entwicklung neuer computergestützter Datenbanken.
  4. experimentelle Untersuchung verschiedener Grundoperationen (reaktive Rektifikation, Membranverfahren, Enzymtrennung,...) sowie die Anwendung thermodynamischer Modelle in den Bereichen Umweltschutz, Biotechnologie, Arbeitsschutz und Chemische Industrie.

Die verschiedenen Forschungsaktivitäten werden im folgenden genauer dargestellt.

1. Modellentwicklung

Für die Synthese und Auslegung thermischer Trennprozesse und die Lösung von Problemen in den Bereichen Umweltschutz, Biotechnologie und Arbeitsschutz werden leistungsfähige

thermodynamische Modelle zur Korrelation, Berechnung und sicheren Abschätzung von Reinstoff- und Gemischeigenschaften benötigt.

Deshalb wird in der Arbeitsgruppe intensiv an Test sowie der Weiter- und Neuentwicklung von thermodynamischen Modellen gearbeitet

1.1 Aktivitätskoeffizientenmodelle

Neben umfangreichen Arbeiten zur Parameteranpassung unter Berücksichtigung verschiedener thermodynamischer Informationen und Nebenbedingungen wird ein Modell zur simultanen Beschreibung von Dampf-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Gleichgewichten entwickelt. Auf der Basis des Gruppenbeitragskonzepts wird an der Entwicklung zuverlässiger und breit anwendbarer Methoden zur Abschätzung des realen Gemischverhaltens aus der Molekülstruktur (UNIFAC, mod. UNIFAC, ASOG) gearbeitet.

1.2 Zustandsgleichungen

Neben Arbeiten an der PHCT-Gleichung mit chemischer Theorie wird besonderes Gewicht auf die Analyse und Verbesserung von praxisrelevanten Gleichungen (Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson) und die Entwicklung von leistungsfähigen Mischungsregeln gelegt. Eine in der Arbeitsgruppe entwickelte Kombinations-/Mischungsregel erlaubt die Verwendung allgemein verfügbarer gE-Modell-Wechselwirkungsparameter in Zustandsgleichungen. Auf dieser Basis wurde eine leistungsfähige Gruppenbeitrags-Zustandsgleichung (PSRK) entwickelt.

1.3 Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten

Die in der Arbeitsgruppe entwickelte neue Methode zur Abschätzung von Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten auf der Basis der Gruppenbeitragsmethode UNIFAC zeigt im Vergleich zur allgemein verbreiteten Vorausberechnungsmethode nach Leo und Hansch verschiedene Vorteile. So lassen sich neben den Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten auch Henry-Koeffizienten und Wasserlöslichkeiten berechnen.

1.4 Elektrolytsysteme

Auf der Basis umfangreicher Tests bestehender Modelle zur Beschreibung von Elektrolytsystemen anhand einer Vielzahl gespeicherter Phasengleichgewichtsdaten wurde ein breit anwendbares Modell entwickelt, das eine gegenüber anderen Methoden verbesserte Beschreibung des Dampf-Flüssig-Gleichgewichtverhaltens elektrolythaltiger Lösungsmittelgemische ermöglicht.

1.5 Adsorptionsgleichgewichte

Es werden anhand einer großen Datenbasis verschiedene Ansätze zur Beschreibung von Gemischisothermen getestet und weiterentwickelt. Zur Durchführung dieser Arbeiten wurde eine umfangreiche Datenbank sowie ein integriertes Berechnungssystem aufgebaut.

1.6 Reinstoffdaten

In Zusammenarbeit mit verschiedenen Gruppen im In- und Ausland wird eine umfangreiche Datenbank für thermodynamische Eigenschaften reiner Stoffe aufgebaut. Die Arbeiten, an der mehr als 20 Wissenschaftler beteiligt sind, werden in Oldenburg koordiniert. Neben dem Aufbau der Datenbank wurden Programme zur Verarbeitung und Speicherung von Molekülstrukturen ( Bindungstabellen ) und zur Stoffdatenabschätzung entwickelt.

1.7 Wissensbasierte Systeme

Es wird an einem System gearbeitet, welches den Abruf bzw. die Vorausberechnung der benötigten Informationen (azeotrope Punkte, Mischungslücken, Destillationsgrenzlinien, mögliche selektive Zusatzstoffe, Anwendbarkeit verschiedener Methoden, ...) im Hinblick auf die Synthese thermischer Trennverfahren (Trennsequenzen, Auswahl selektiver Lösungsmittel, ...) ermöglicht.

2. Experimentelle Untersuchungen

In der Arbeitsgruppe werden umfangreiche experimentelle Techniken für die Bestimmung zuverlässiger Reinstoff- und Gemischeigenschaften entwickelt und eingesetzt. Im folgenden werden die wichtigsten Apparaturen mit den jeweiligen Anwendungs- und Meßbereichen vorgestellt.

2.1 Dampf-Flüssig-Gleichgewichte

Zur Bestimmung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten (VLE) stehen diverse Meßeinrichtungen zur Verfügung:

Statische Apparatur (20 - 150 deg.C, 0.02 - 120 bar). Die statische Apparatur wird zur Zeit ausschließlich für Nichtelektrolytsysteme eingesetzt. Der große Meßbereich läßt Untersuchungen mit Flüssiggasen und leichtflüchtigen Komponenten zu. Insbesondere die durch langjährige Erfahrung und ständige Investitionen verbesserte hohe Genauigkeit in allen Meßgrößen (+/- 0.01% in der Gesamtzusammensetzung, +/- 0.01 K in der Temperatur, +/- 0.4 mbar + 0.01% im Druck) läßt bei gleichzeitig hoher Datendichte eine sehr sichere Bestimmung der Phasengleichgewichte binärer und ternärer Systeme sowie eine präzise Ableitung von azeotropen Punkten, Grenzaktivitätskoeffizienten sowie Mischungslücken zu. Die derzeit untersuchten Systeme werden für die Auslegung industrieller Trennprozesse, wie beispielsweise der Alkan-Alken-Trennung durch extraktive Rektifikation mit selektiven Lösungsmittel) oder der Herstellung von Treibstoffadditiven (MTBE, ETBE, TAME, TAEE, IPTBE,...) benötigt.

Computergesteuerte statische Differenzdruckapparatur (20 - 90 deg.C, 0 - 1 bar). Diese Apparatur wird für viele Messungen aufgrund der im Anwendungsbereich noch weiter erhöhten Genauigkeit und des aufgrund der Automatisierung verringerten Arbeitsaufwands für Systeme von technischem Interesse und zur Erweiterung der Datenbasis für die Weiterentwicklung von Gruppenbeitragsmethoden, etc. eingesetzt.

Dynamische Apparatur (Sieg/Röck) (10-170deg.C, 0 - 1 bar). Diese Apparatur wird bevorzugt für Elektrolytsysteme eingesetzt. Dabei wird der Einfluß von Salzen auf den Trennfaktor binärer Lösungsmittelgemische untersucht. Die Auswahl der Systeme erfolgt nach dem Bedarf an speziellen Daten zur Entwicklung und Überprüfung von Gruppenbeitragsmethoden für Elektrolytsysteme.

Daneben stehen noch verschiedene Ebulliometer und die Headspace-Gaschromatographie zur Messung von VLE-Daten zur Verfügung. Gleichzeitig werden weitere Apparaturen mit vergrößertem Einsatzbereich (Druck, Temperatur), verbesserter Automatisierung (Computersteuerung) oder anderen Meßprinzipien (z.B. direkte synthetische Methode, kurze Verweilzeit, ...) entwickelt.

2.2 Mischungsenthalpien

Mischungsenthalpien liefern quantitative Informationen über die Temperaturabhängigkeit der Phasengleichgewichte. Zur experimentellen Bestimmung wird ein isothermes Durchflußkalorimeter der Fa. Hart Scientific verwendet. In einem großen Zustandsbereich (0 - 200 deg.C, 1 - 150 bar) können auch Messungen mit Flüssiggasen und überkritischen Komponenten durchgeführt werden. Die computergesteuerte Apparatur wird hauptsächlich für systematische Untersuchungen im Rahmen der Weiterentwicklung von Gruppenbeitragsmethoden eingesetzt.

2.3 Grenzaktivitätskoeffizienten

Bei der Auslegung thermischer Trennprozesse kommt den Grenzaktivitätskoeffizienten eine besondere Bedeutung zu. Für die experimentelle Bestimmung dieser Eigenschaft dienen die oben erwähnten statischen Apparaturen, Ebulliometer (Typ a) Swietoslawski, b) Eckert), und ein Gas-Flüssig-Chromatograph. Es wurden bisher mehr als 1000 Werte für die Modellentwicklung und die Auslegung thermischer Trennverfahren (z.B. Entfernung von VOC (Volatile Organic Compounds) durch Absorption) vermessen.

2.4 Fest-Flüssig-Gleichgewichte

Die Schmelzgleichgewichte von Mischungen sind beispielsweise für die Auslegung von Kristallisatoren oder die sicherheitstechnische Auslegung (Zufrieren von Transportleitungen) von großer Bedeutung. Gleichzeitig geben sie Auskunft über das reale Gemischverhalten bei tiefen Temperaturen (Neben dem Aufbau einer entsprechenden Datenbank werden die publizierten Daten durch eigene Messungen abgerundet. Die Messung erfolgt durch die Bestimmung des Gefrierpunkts organischer Mischungen als Funktion der Zusammensetzung.

2.5 Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte

Zur Bestimmung von Flüssig-Flüssig-Gleichgewichten stehen verschiedene experimentelle Methoden zur Verfügung (Schüttelkolbenmethode, Trübungstitration, Flüssig-Flüssig-Gegenstromchromatographie

(LLCCC )).

Mit Hilfe der LLCCC werden insbesondere Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten, Enzymverteilungskoeffizienten in wäßrigen Zweiphasensystemen und Verteilungskoeffizienten für technisch interessante Extraktionssysteme über die Retentionszeit ermittelt.

2.6 Adsorptionsgleichgewichte

Aufgrund immer strengerer gesetzlicher Auflagen werden zur Beseitigung der Verunreinigungen in Abluft- und Abwasserströmen verstärkt Adsorptionsprozesse eingesetzt. Als Adsorptionsmittel kommen kristalline oder amorphe feinkörnige Materialien mit großen inneren Oberflächen in Frage.

Mit Hilfe einer Adsorptionsapparatur (Strömungsapparatur) können Mehrkomponentenadsorptionsgleichgewichte über die Durchbruchskurven ermittelt werden. Als Adsorbentien werden dabei insbesondere dealuminierte Y-Zeolithe eingesetzt, deren Hydrophobie und damit die Selektivität für polare bzw. unpolare Komponenten über das Al/Si-Verhältnis beeinflußt werden kann.

2.7 Gaslöslichkeiten

Mit Hilfe einer statischen Apparatur werden nach dem indirekten Meßprinzip Löslichkeiten leichtflüchtiger Komponenten in flüssigen Lösungsmitteln und -gemischen gemessen. Die Daten werden einerseits für die Auslegung von Absorptionsprozessen, andererseits zur Erweiterung der Datenbasis für die PSRK - Methode benötigt. Umfangreiche Untersuchungen zielen auf die Vermessung selektiver Lösungsmittel (NMP, Glykolether) für Gaswäschen (Absorber/Desorber) ab.

2.8 Reinstoffdampfdrücke

Reinstoffdampfdrücke als Funktion der Temperatur spielen als Randinformation eine entscheidende Rolle bei der Berechnung von Trennfaktoren in Gemischen. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen an Dampf-Flüssig-Gleichgewichten (s.o.) sowie dem Aufbau einer Datenbank für Reinstoffeigenschaften werden diese Daten mit Hilfe von dynamischen bzw. statischen Methoden im großen Temperaturbereich vermessen.

2.9 Exzeßvolumina

Exzeßvolumina liefern Informationen über Volumenänderung beim Mischen von Flüssigkeiten. Diese Information ist von praktischem Interesse für eine Reihe von Arbeitsschritten in der Chemischen Industrie und liefert zudem Aufschlüsse über die Struktur flüssiger Mischungen für die Entwicklung thermodynamischer Modelle.

3. Entwicklung von Softwaretools, Datenbanken

Zur Anpassung der benötigten Modellparameter und zum Test der verschiedenen in der Arbeitsgruppe entwickelten thermodynamischen Modelle (ge-Modelle, Zustandsgleichungen, Gruppenbeitragsmethoden) ist eine große Datenbasis sowie hochentwickelte Anpassungs- und Analyseprogramme von besonderer Bedeutung. Weiterhin ist für die Wissens- und Methodenpflege (Erhalt des Know-How) die computerisierte Codierung in Datenbanken und Berechnungsprogrammen unerläßlich.

3.1 Programmpaket

Orientiert an den Erfordernissen der Modellentwicklung wurde eine Vielzahl von Programmen entwickelt, die seit einigen Jahren unter einer gemeinsamen Oberfläche und zusammen mit kommerziell entwickelten Funktionen von der DDBST GmbH gepflegt und auf verschiedenen Hardwareplatformen vertrieben werden. Der Arbeitsgruppe steht für die Forschung jeweils die aktuellste Version für die Methodenentwicklung zur Verfügung. Das Programmpaket (Gesamtumfang ca. 250 000 Programmzeilen) beinhaltet unter anderem:

- Programme zur Datenrecherche, -retrieval, graphischen Darstellung, Konsistenzprüfung, Korrelation, Vorausberechnung der verschiedenen Reinstoff- und Gemischdaten.
- Programme zur simultanen Korrelation von Reinstoff- bzw. Gemischdaten.
- Berechnungsprogramme der für die Synthese und Auslegung thermischer Trennoperationen relevanten Größen wie azeotrope Daten in Multikomponentensystemen, Auswahl selektiver Lösungsmittel,

Neuere Entwicklungen beinhalten die:

- Grafische Eingabe und automatische Verarbeitung von Molekülstrukturen zur vereinfachten Anwendung von Gruppenbeitragsmethoden.
- Berechnung von Destillations- und Rückstandslinien in ternären Gemischen.
- Computer Aided Molecular Design

3.2 Datenbanken für Phasengleichgewichte sowie thermodynamische Daten von Reinstoffen und Gemischen.

Seit 1973 wird in der Arbeitsgruppe kontinuierlich am Aufbau und der Aktualisierung von Datenbanken gearbeitet, in denen experimentelle thermodynamische Daten von Reinstoffen und Mischungen in einheitlicher, computergerechter Form bereitgestellt werden. Diese Datenbanken sind ein unersetzliches Werkzeug bei der Optimierung und Entwicklung thermodynamischer Modelle, da praktisch sofort neue Ansätze an einer sehr umfangreichen Datenbasis überprüft werden können. Weiterhin ist es möglich, die für die Synthese, Optimierung und Auslegung von thermischen Trennprozessen benötigten Daten direkt abzurufen.

Den derzeitigen Stand der Datenbank zeigt die folgende Tabelle:

15800

Reinstoffeigenschaften für ca. 14 000 Komponenten
Literaturstellen ca. 23 700
Dampf-Flüssig-Gleichgewichte
Isothermen/-baren
Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte 9200 Isothermen
Mischungswärmen 10400 Isothermen
Grenzaktivitätskoeffizienten 30100 Werte
Gaslöslichkeiten 7030 Isothermen/-baren
Exzeßmolwärmen 800 Isothermen

integriert:

Azeotrope Daten 37750 Datenpunkte
Fest-Flüssig-Gleichgewichte 6100 Datensätze
Reinstoffdaten 250000 Datenpunkte
Dampf-Flüssig-Gleichgewichte

von elektrolythaltigen Gemischen 1250 Datensätze
Exzeßvolumina 5450 Datensätze
Dampf-Flüssig-Gleichgewichte

von niedrig siedenden Komponenten 11950 Datensätze

Seit einigen Jahren wird die Pflege und Erweiterung der Datenbanken von der DDBST GmbH durchgeführt. Die aktuelle Version steht der Arbeitsgruppe zur Verfügung. Der Aufbau neuer Datenbanken findet weiterhin an der Hochschule statt. Die Daten sind als Inhouse-Version (über das FIZ Chemie (Berlin )), Online (über STN, Datenbank DETHERM, Filesegment DDB )) und in gedruckter Form (DECHEMA Chemistry Data Series, VCH) verfügbar.

4. Untersuchungen in halbtechnischen Anlagen

4.1 Membranprozesse

Membranprozesse zur Lösung von Trennaufgaben gewinnen in den letzten Jahren eine immer größere Bedeutung. An einer Pervaporationsapparatur werden Permeationsraten und -zusammensetzungen von Alkohol/Wasser-Systemen an einer hydrophoben Löslichkeits/Diffusions-Membran (PDMS) als Funktion der verschiedenen Einflußgrößen untersucht. Zur Bestimmung der Löslichkeit und der Diffusionskoeffizienten der Komponenten in der Membran steht weiterhin eine Mikrowaage zur Verfügung. Die Daten werden zur direkten Beurteilung der Einsatzmöglichkeit der Pervaporation und zur Überprüfung verschiedener Simulationsansätze herangezogen. Eine ähnliche Problemstellung stellt auch die Untersuchung der Durchlässigkeit von Sicherheitshandschuhen dar, die im Rahmen eines Projekts der Bundesanstalt für Arbeitsschutz bearbeitet wurde.

4.2 Reaktive Rektifikation

Der Einsatz der reaktiven Rektifikation als Verfahrensalternative ist insbesondere für reversible chemische Reaktionen interessant, da die gewünschten Produkte aus dem Reaktionsgemisch rektifikativ abgezogen und somit das Gleichgewicht zu höheren Umsätzen verschoben werden kann, was insbesondere die Aufarbeitung erleichtert.

In einer Technikumskolonne wird unter Verwendung eines heterogenen Katalysators (Katapak S der Fa. Sulzer AG) die Herstellung von Methylacetat untersucht. Die Untersuchungen zielen unter anderem auf einen Kriterienkatalog ab, anhand dessen die Einsatzmöglichkeit der reaktiven Rektifikation beurteilt werden kann. Auf der Basis thermodynamischer sowie reaktionskinetischer Daten werden die in der Technikumskolonne gewonnenen Daten per Simulation überprüft. Es wird ferner geprüft, welche Stofftransport- und Reaktormodelle geeignet sind, die komplexen Material- und Enthalpiebilanzen orts- und zeitabhängig zu lösen.

4.3 Trennung von Enzymen

Aufgrund der denaturierenden Wirkung organischer Lösungsmittel wird zur Extraktion der verschiedensten Bioprodukte (z.B. Enzyme) aus Fermentationsbrühen der Einsatz wäßriger Zweiphasensysteme diskutiert.

Mit Hilfe der Flüssig-Flüssig-Gegenstromchromatographie (LLCCC) wird die Eignung dieser Systeme für die Enzymtrennung untersucht.

Diplomarbeiten

Diplomanden (Abgabedatum)

Claudia Rühl (21.02.1993), Messung und Modellierung von Gleichgewichten der Mehrkomponentenadsorption dampfförmiger Adsorptive an dealuminierten Zeolith Y

Fred Delique (04.01.1993), Eingehende Überprüfung von Gruppenbeitragsmethoden

Jan Hendrik van der Smissen (24.04.1993), Ermittlung des Einflusses verschiedener Größen auf die Zusammensetzung wäßriger Zweiphasensysteme

Kay Buchholz (18.02.1993), Ermittlung von Enzymverteilungskoeffizienten und Vergleich thermodynamischer Modelle für wäßrige Zweiphasensysteme

Arnold Schweer (30.04.93), Messung und Berechnung von Diffusionskoeffizienten organischer Lösungsmittel in Polymeren

Rolf Gerding (26.07.1993), Messung der Löslichkeit von Gasen in selektiven Lösungsmitteln und Lösungsmittelgemischen sowie Modellierung der Phasengleichgewichte

Bärbel Meyer (25.01.1994), Weiterentwicklung der UNIFAC-Methode zur Abschätzung von Kow-Werten

Jens Meyer (06.10.1993): Adsorptionsgleichgewichte dampfförmiger Komponenten an dealuminierten Y-Zeolithen

Oliver Noll (03.04.1994), Untersuchung des Trennverlaufs bei der Rektifikation realer Mehrstoffgemische und Messungen zum Dampf-Flüssig-Gleichgewicht ausgewählter binärer Systeme

Christian Rose (13.07.1994), Messung und Vorhersage von Fest-Flüssig-Phasengleichgewichten

Christian Anders (25.10.1994), Messung von Exzessvolumina von Alkan-Alkan-Gemischen

Ralph Joh (23.09.1994), Messung von Fest-Flüssig-Phasengleichgewichten und Vorausberechnung thermodynamischer Eigenschaften mit der Gruppenbeitragsmethode Modified UNIFAC (Dortmund)

Lars Götze (29.08.1994), Experimentelle Bestimmung von Dampf-Flüssig-Phasengleichgewichten in Systemen mit reagierenden Komponenten

Antje Heine (Jan. 1995), Experimentelle und theoretische Untersuchung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten sowie der Azeotrope in Systemen mit Treibstoffadditiven

Dissertationen in der Technischen Chemie

Thomas Meyer (Jan. 93), Beschreibung wäßriger Elektrolyt/Polymer-Zweiphasen-Gleichgewichte mit einer Gruppenbeitragsmethode

Martin Schiller (Jan. 93), Vorausberechnung thermodynamischer Eigenschaften mit der Gruppenbeitragsmethode Modified UNIFAC (Dortmund) und Messung von Aktivitätskoeffizienten bei unendlicher Verdünnung

Kai Fischer (1993), Die PSRK-Methode: Eine Zustandsgleichung unter Verwendung des UNIFAC-Gruppenbeitragsmodells

Arthur Köster (1993), Experimentelle und theoretische Untersuchung zur Pervaporation von Wasser/Alkohol-Gemischen

Hans-Martin Polka (1993), Experimentelle Bestimmung und Berechnung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten für Systeme mit starken Elektrolyten

Michael Sakuth (1993), Messung und Modellierung binärer Adsorptionsgleichgewichte an dealuminierten Y-Zeolithen

Gudrun Wienke (1993), Messung und Vorausberechnung von Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten

Antje Böning (1994), Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Stofftransport durch Polymermembranen und zur Thermodynamik von Polymerlösungen

Dieter Harms (1994), Experimentelle Untersuchung und Beschreibung wäßriger Polymer-Elektrolyt-Zweiphasensysteme mit der Gruppenbeitragsmethode UNIFAC

Maria Alvina Krähenbühl (1994), Entwicklung von Methoden zur Korrelation und Vorausberechnung thermophysikalischer Daten reiner Stoffe

2

Aufenthalte Gastwissenschaftler 1993-1994
Name Aufenthaltszeit finanziert
Dr. Jiding Li; Tsinghua
University, Beijing/China
Nov. 1990-März 1993 post-doc
Dr. Iwan Shulgin, Byelorussia
Inst. of Technology Minsk/GUS
0.01. - 20.04.1993 Okt.
1993 - Feb.15.07
.-14.08.1994
DAAD
Prof. Dr. Maria A.Krähenbühl,
Campinas/Brasilien(Dissertation)
Okt.1991 - Nov.1994 DAAD
Dr. Jian Chen,Tsinghua University,
Beijing/China
Juli 1993 - Sept. 1994 DAAD,K.C.
Wong Forschungsstipendium
Dr. G. Avedis; Aleppo
University / Syria
Juli - Aug. 1994 DAAD
Prof.Dr.J.Sipowska,Brigham Young
Univ. Utha, USA
Mai - Juni 1993 -

Literatur

J. Gmehling, B. Kolbe, Thermodynamik (japanische Übersetzung), Kodansha, Tokio 1993

J. Gmehling, J. Menke, J. Krafczyk, K. Fischer, Azeotropic Data, 2 parts, VCH-Verlag, Weinheim 1994

J. Gmehling, J. Menke, M. Schiller, Activity Coefficients at Infinite Dilution, Supplement 3+4, DECHEMA Chemistry Data Series, Frankfurt 1994

J. Gmehling, A. Brehm, Lehrbuch der Technischen Chemie - Grundoperationen; Thieme-Verlag, Stuttgart, in Vorbereitung

J. Gmehling, Phasengleichgewichtsmodelle zur Synthese und Auslegung von Trennprozessen, Chem.-Ing.-Tech. 66, 792 (1994)

J. Gmehling, Prediction of Mixture Properties Using Modern Thermodynamic Models Proceedings of the International Seminar on "New Technology in Refrigeration", Padua 20. September 1994

J. Gmehling, From UNIFAC to Modified UNIFAC to PSRK with the Help of DDB, Fluid Phase Equilibria 107, 1 (1995)

J. Gmehling, J. Li, M. Schiller, A Modified UNIFAC Model 2. Present Parameter Matrix and Results for Different Thermodynamic Properties, Ind. Eng. Chem. Res. 32, 178 (1993)

1.1

J. Li, M. Schiller, J. Gmehling, The Prediction of VLE, LLE and SLE with a Modified UNIFAC Group Contribution Model, Proc. of Conference on Chem. Ind. & Eng., Guangzhou, China, Dec. 1993, 48,

J. Li, M. Schiller, J. Gmehling, A Modified UNIFAC Group Contribution Model and Its Applications, Proc. of Confererence on Chem. Eng. Thermodyn. & Chem. Eng. Data Hangzhou, China, Oct. 1993, 233

M. Schiller, Vorausberechnung thermodynamischer Eigenschaften mit der Gruppenbeitragsmethode Modified UNIFAC (Dortmund) und Messung von Aktivitätskoeffizienten bei unendlicher Verdünnung, Dissertation Dortmund 1993

M. Schiller, J. Li, J. Gmehling, A Modified UNIFAC Model 3. Results for Vapor-Liquid Equilibria and Activity Coefficients at Infinite Dilution, Ind. Eng. Chem. Res. im Druck

1.2

J. Gmehling, K. Fischer, J. Li, M. Schiller, Status and Results of Group Contribution Methods, J. Pure Appl. Chem. 65, 919 (1993)

K. Fischer, Die PSRK-Methode: Eine Zustandsgleichung unter Verwendung des UNIFAC-Gruppenbeitragsmodells, Dissertation Oldenburg 1993

K. Fischer, I. Shulgin, J. Gmehling, Direct Calculation of SRK Parameters from Experimental PvT-Data in the Saturation State, Fluid Phase Equilibria 103, 1-10 (1995)

K. Fischer, J. Gmehling, Further Development, Status and Results of the PSRK-Method for the Prediction of Vapor-Liquid Equilibria and Gas Solubilities, Fluid Phase Equilibria 112, 1 (1995)

1.3

A. Dallos, A. Ilchmann, G. Wienke, J. Gmehling, Vorausberechnung von Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten, Chem.-Ing.-Tech. 65, 201 (1993)

G. Wienke, Messung und Berechnung von Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten, Dissertation Oldenburg 1993

1.4

J. Li, H. M. Polka, J. Gmehling, A gE Model for Single and Mixed Solvent Electrolyte Systems 1.Model and Results for Strong Electrolytes, Fluid Phase Equilibria 94, 89 (1994)

H. M. Polka, J. Li, J. Gmehling, A gE Model for Single and Mixed Solvent Electrolyte Systems 2.Results and Comparison with Other Models, Fluid Phase Equilibria 94, 115 (1994)

H. M. Polka, Berechnung und experimentelle Bestimmung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten von Elektrolytsystemen, Dissertation Oldenburg 1993

H.M. Polka, J. Gmehling, The Effect of Calcium Nitrate on the Vapor-Liquid Equilibria of Ethanol + Water and 2-Propanol + Water, J. Chem. Eng. Data 39, 621 (1994)

1.5

M. Sakuth, J. Meyer, J. Gmehling, Einfluß der Hydrophobizität von Y-Zeolithen auf das binäre Adsorptionsgleichgewicht Dampf-Feststoff, Chem.-Ing.-Tech. 65, 582 (1993)

M. Sakuth, J. Meyer, J. Gmehling, Eine neue Methode zur Vorausberechnung von Gleichgewichten der Mehrkomponentenadsorption, Chem.-Ing.-Tech. 66, 940 (1994)

1.6

W. Cordes, J. Rarey, F. Delique, J. Gmehling, Estimation of Pure Component Properties by Evaluation of Molecular Structures Software Development in Chemistry 7, 227, Ed. D. Ziessow, Springer-Verlag, Berlin 1993

1.7

J. P. Novák, J. Gmehling, J. Matous, The Course of Distillation Curves in Ternary Systems, Chem. Listy 87, 754 (1993)

2.1

J. Rarey, J. Gmehling, Computergesteuertes Statisches Ebulliometer zur Bestimmung zuverlässiger Px-Daten im gesamten Konzentrationsbereich, Chem.-Ing.-Tech. 65, 308 (1993).

J. R. Rarey, J. Gmehling, Computer-Operated Differential Static Apparatus for Measurement of Vapor-Liquid Equilibrium Data, Fluid Phase Equilibria 83, 279 (1993)

K. Fischer, J. Gmehling, Px- and -Data for the Different Butanol-Water Systems at 50deg.C, J. Chem. Eng. Data 39, 309 ( 1994 )

Á. de Haan, A. Heine, K. Fischer, J. Gmehling, VLE Data for NMA Systems, J. Chem. Eng. Data 40, 1228 (1995)

2.2

J. Gmehling, Excess Enthalpies for 1,1,1-Trichloroethane with Alkanes, Ketones and Esters, J. Chem. Eng. Data 38, 143 (1993)

Z. Atik, B. Meents, J. Gmehling, Excess Molar Enthalpies of Fluorobenzene, 1',1',1'-Trifluorotoluene and Iodoethane with Methanol and Toluene at 313.15 K, J. Chem. Thermodyn. 25, 905 (1993)

G. Avedis, B. Meents, J. Gmehling, Excess Molar Enthalpies of Aniline with Alkanes and Alkenes at 363.15 K, J. Chem. Thermodyn. 27, 939 (1995)

2.3

L. Dallinga, M. Schiller, J. Gmehling, Measurement of Activity Coefficients at Infinite Dilution Using Differential Ebulliometry and Non-Steady-State Gas Liquid Chromatography, J. Chem Eng. Data 38, 147 (1993)

2.4

A. Jakob, R. Joh, C. Rose, J. Gmehling, Measurement and Prediction of Solid-Liquid Equilibria, Fluid Phase Equilibria in Press

2.5

T. Meyer, D. Harms, J. Gmehling, Analysis of Polyethylene Glycols with HPLC with Respect to their Oligomer Distribution, J. Liquid Chromatography 645, 135 (1993)

2.6

M. Sakuth, J. Meyer, J. Gmehling, Einfluß der Hydrophobizität von Y-Zeolithen auf das binäre Adsorptionsgleichgewicht Dampf-Feststoff, Chem.-Ing.-Tech. 65, 582 (1993)

M. Sakuth, Messung und Modellierung binärer Adsorptionsgleichgewichte, Dissertation Oldenburg 1993

M. Sakuth, J. Meyer, J. Gmehling, Adsorption Equilibria for the Binary Systems Toluene-Propanol, J. Chem. Eng. Data40, 895 (1995)

2.8

M. Krähenbühl, J. Gmehling, Vapor Pressures of Methyl tert.-Butyl Ether, Ethyl tert.-Butyl Ether, Isopropyl tert.-Butyl Ether, tert. Amyl Methyl Ether, and tert. Amyl Ethyl Ether, J. Chem. Eng. Data 39, 759 (1994)

2.9

S. Park, K. Fischer, J. Gmehling, Excess Volumes for Alkanol + Morpholine Systems at 298.16 and 308.15 K, J. Chem. Eng. Data 39, 859 (1994)

3.1

W. Cordes, J. Rarey, F. Delique, J. Gmehling, Estimation of Pure Component Properties by Evaluation of Molecular Structures, Software Development in Chemistry 6, Ed. D. Ziessow, Springer-Verlag, Berlin 1993

3.2

J. Gmehling, U. Onken, J.Rarey, Vapor-Liquid Equilibrium Data Collection, Bd. Ib, IIe, IIf, IIIa; DECHEMA Chemistry Data Series, Frankfurt ab 1988

J. Gmehling, Th. Holderbaum, Heats of Mixing Data Collection, DECHEMA Chemistry Data Series, Vol. III, Supplement 1 + 2; DECHEMA, Frankfurt ab 1988

J. Gmehling, J. Menke, M. Schiller, Activity Coefficients at Infinite Dilution, Supplement I+II, DECHEMA Chemistry Data Series, Frankfurt 1993

J. Gmehling, J. Menke, J. Krafczyk, K. Fischer, A Data Bank for Azeotropic Data-Status and Applications Fluid Phase Equilibria 103, 51-76 (1995)

4.

J. Gmehling, E. Lehmann, J. Auffahrt, V. Wölfel, K.-H. Rentel, Stoffbelastung bei der Kunststoffverarbeitung, Gefährliche Arbeitsstoffe - GA 43, Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz, Dortmund 1993

4.1

A. Köster, Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Pervaporation von Wasser/Alkohol-Gemischen, Dissertation Oldenburg 1993

4.2

J. Krafczyk, Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Einsatzmöglichkeit der reaktiven Rektifikation, Dissertation Oldenburg 1993

J. Krafczyk, J. Gmehling, Einsatz von Katalysatorpackungen für die Herstellung von Methylacetat durch reaktive Rektifikation, Chem.-Ing.-Tech. 66, 1372 (1994)

4.3

A. Ilchmann, G. Wienke, T. Meyer, J. Gmehling, Bestimmung von Verteilungskoeffizienten mit Hilfe der Flüssig-Flüssig-Gegenstromchromatographie, Chem.-Ing.-Tech. 65, 72 (1993)

T. Meyer, D. Harms, J. Gmehling, Analysis of Polyethylene Glycols with HPLC with Respect to their Oligomer Distribution, J. Chromatogr. 645, 135 (1993)

D. Harms, J. Gmehling, Wäßrige Polymer/Salz-Zweiphasensysteme - Bestimmung der Phasengleichgewichte unter Berücksichtigung der Polydispersität, Chem.-Ing.-Tech. 67, 473-476 (1995).

Priv. Doz. Dr. Axel Brehm

Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

Dipl.-Chem. Uwe Antons

Manuela Knauß

Jessica Schmidt

Christoph Isemer

Diplomarbeiten

Uwe Antons Untersuchungen zur katalytischen Behandlung von Trinkwasser unter Verwendung einer Rührzelle

Forschung

Chemische Reaktionstechnik:

Untersuchungen zur Beeinflussung der kinetisch limitierenden Teilschritte im Dreiphasensystem Gas/Flüssigkeit/Feststoff, sowie zu den Wechselwirkungen zwischen diesen Teilschritten

Es wurden sehr umfangreiche Untersuchungen zur Beeinflussung des Stoffübergangs Gas/Flüssigkeit durch kleine Feststoffteilchen durchgeführt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag dabei auf der Verwendung von inerten Feststoffteilchen, d.h. Feststoffteilchen, die weder an einer chemischen Reaktion beteiligt waren noch ein erhöhtes Adsorptonsvermögen gegnüber der Gaskomponente besaßen.

Stand: abgeschlossen

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Die Verwendung von Zeolithen als Katalysator-Trägermaterial

in Hinblick auf:

- eine selektive Reaktionslenkung
- Untersuchungen zum Stofftransport
- die Immobilisierung zeolithischer Materialien (unter Verwendung von sprühgelierten Perlen, Polymerperlen sowie geordneten Stahlpackungen)

Als Modellreaktionen dienten:

- die Isomerisieung von mittelkettigen Kohlenwasserstoffen in flüssiger Phase mit suspendiertem pulverförmigen Katalysator (mit Platin beladenen Zeolithen)
- die Hydrierung von 1-Alkenen mittlerer Kettenlänge (C6-C18) sowohl an Katalysatoren auf Basis des Y-Zeolithen als auch des ZSM-5
- die Reduktion von Gelöst-Sauerstoff

Stand: Die Untersuchungen zur Isomerisierung von mittelkettigen Kohlenwasserstoffen und zur Hydrierung von 1-Alkenen mittlerer Kettenlänge sind abgeschlossen, sonst laufend

Kooperation bzw. Zusammenarbeit mit

- der Technischen Chemie der Universität Stuttgart (Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Weitkamp)
- der Bundesanstalt für Landwirtschaft FAL (Braunschweig - Institut für Technologie (unter Leitung von Prof. Vorlop)
- der Solvay AG
- der Sulzer AG

<

b>Selektive Umsetzungen von oelochemischen (nachwachsenden) Rohrstoffen

Ziel war die selektive Hydrierung von mehrfach ungesättigten Fettsäuremethylestern. Der Begriff Selektivität bezieht sich einerseits auf den Grad der Hydrierung (gewünschtes Produkt war der einfach ungesättigte Fettsäuremethylester) sowie auf die Vermeidung unerwünschter Nebenreaktionen (wie zum Beispiel der cis/trans-Isomerisierung)

Stand: laufend

Kooperation bzw. Zusammenarbeit mit:

- der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. J. Gmehling
- der Sulzer AG

Aus dem Gebiet der Umweltchemie:

<

b>Untersuchungen zum Gaseintrag und zur selektiven Reaktionslenkung bei der chemisch-katalytischen Brunnen- und Brauchwasseraufbereitung

Stand: laufend

Kooperation bzw. Zusammenarbeit mit:

- der Solvay AG

Veröffentlichungen und Schriften

A. Brehm; V. Busch; J. Wilken: zur Kinetik der Hydrierung von 1-Olefinen mittlerer Kettenlänge, Chem.-Ing.-Techn. 65, S. 573, 1993

A. Brehm: Zur Methodik der Ermittlung kinetischer Daten von Dreiphasenreaktionen am Beispiel der Hydroisomerisierung von n-Octan, Erdöl und Kohle - Erdgas - Petrochemie 46, S. 187, 1993

"Verfahren zur Entfernung des Sauerstoff,- Nitrit- und/oder Nitratgehalts in Wasser"

Industriepatent - angemeldet am 10.07.1993 unter dem Aktenzeichen P 43 23 085.7 (incl. Auslandsmeldungen PCT/EP94/00585), Erfinder: Mitarbeiter der Solvay-Deutschland GmbH sowie A. Brehm

Prof. Dr. Jürgen Rullkötter,

Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) und Fachbereich Chemie

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. Jürgen Rullkötter
Jörg Lobbes, Diplomand
Dr. Barbara Scholz-Böttcher, wiss. Mitarbeiterin
Bärbel Meyer, Doktorandin
Prof. Assem O. Barakat, Gastwissenschaftler
Michaela Mundt, Diplomandin
Wang Shuangqing, Gastwissenschaftler
Anke Putschew, Doktorandin
Regina Grundmann, techn. Mitarbeiterin
Joachim Rinna, Diplomand
Mechthild Tepe, techn. Mitarbeiterin
Doris Rohjans, Diplomandin
Susan Baumgart, Diplomandin
Andre San Torcuato, Doktorand
Irmtraud Behrends, Praktikantin
(KFA Jülich, Universität zu Köln)
Peter Brocks, Diplomand, Doktorand
Sabine Schalenbach, Doktorandin
Dörte Gramberg, Diplomandin
(KFA Jülich/RWTH Aachen)
Kai-Uwe Hinrichs, Diplomand, Doktorand
Sonja Schulte, Doktorandin
Frank Hormes, Doktorand
Jan Hendrik van der Smissen, Doktorand
(KFA Jülich/RWTH Aachen)
Frank Voß (†), Diplomand, Doktorand

Forschung

Strukturaufklärung und geochemische Bedeutung von molekularen Fossilien in Sedimenten und Erdölen

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Rullkötter

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. B. Scholz-Böttcher, Prof. A.O. Barakat (Gastwissenschaftler), Dipl.-Chem. A. Putschew, Dipl.-Chem. A. San Torcuato, S. Baumgart, J. Lobbes

Molekulare organisch-geochemische Untersuchungen an zwei sulfatreichen lakustrinen Systemen (Lago di Cadagno, Schweiz [rezent]; Nördlinger Ries [Miozän]) dienen der Aufklärung frühdiagenetischer Reaktionen zwischen dem fossilen organischen Material und reduzierten anorganischen Schwefelspezies in den obersten Sedimentschichten. Die Untersuchungen im Nördlinger Ries haben in erster Linie den Nachweis für das Vorkommen einer Reihe bisher nicht bekannter Organoschwefelverbindungen erbracht. Auch läßt sich die Bildung aller bisher identifizierten Organoschwefelverbindungen durch die Reaktion von Vorläufern mit (potentiellen) Doppelbindungen (Alkene, Alkohole) erklären, während Ketone und Säuren nicht in signifikantem Ausmaß reagieren. Mit molekularen Kohlenstoffisotopenanalysen konnte gezeigt werden, daß in den rezenten Sedimenten des Lago di Cadagno besonders der selektive Einbau von Phytaneinheiten aus den an der Chemokline lebenden Schwefelbakterien bedeutsam ist, während die im Verhältnis dazu geringen Mengen an freiem Phytan in der Kohlenwasserstofffraktion der Sedimentextrakte offensichtlich aus dem Phytoplankton des Sees, möglicherweise auch aus dem eingeschwemmten terrigenen organischen Material stammen.Untersuchungen an einer Sedimentabfolge aus der Japan-See offenbarten einen Zusammenhang zwischen der Diagenese der molekularen organischen Inhaltsstoffe und der Phasenumwandlung der Silikatmatrix. Als Grund hierfür wird die Entstehung einer Wärmeflußbarriere durch die Verringerung des Porenraums im Bereich des Übergangs von Opal A über Opal CT zu Quarz angesehen.

Durch gezielte fluoreszenzspektroskopische und hochleistungsflüssigkeitschromatographische Untersuchungen an Diatomeen und Reinsubstanzen (Aminosäuren, Peptide und deren Metaboliten) sowie an natürlichem Meerwasser konnte der Nachweis geführt werden, daß die im Meerwasser beobachtete Fluoreszenz im Bereich von 300-400 nm tatsächlich vorwiegend von der Aminosäure Tryptophan herrührt. Hochmolekulare, in organischen Lösungsmitteln unlösliche organische Substanzen in Sedimenten sind einer molekularen Strukturaufklärung nur durch chemische oder pyrolytische Umwandlung in kleinere Bausteine zugänglich. Beide Verfahren wurden auf eine Serie von jurassischen Schwarzschiefern ("Posidonienschiefer") aus der niedersächsischen Hilsmulde angewandt und lieferten Hinweise auf die Herkunft des fossilen organischen Materials aus Algen.

Pauschale und molekulare Charakteriska des organischen Materials in zwei unterschiedlichen Abschnitten der Green-River-Formation in Wyoming (USA) lieferten Hinweise auf den Salzgehalt in dem Ablagerungsraum des ehemaligen Binnensees und damit indirekt einen Zusammenhang mit Transgressions- und Regressionsphasen in der Entwicklung des Sees.

Stand: laufende Grundlagenforschung

Fremdfinanzierung: DFG

Kooperation mit: Alexandria University/Prof. A.O. Barakat; University of Bristol/Dr. T.M. Peakman; Exxon Houston/Dr. G. Isaksen; Forschungszentrum Jülich/Dr. B. Horsfield; Institut Français du Pétrole Rueil-Malmaison/Dr. M. Vandenbroucke; Université Pierre et Marie Curie Paris/Dr. E. Lichtfouse; TOTAL Paris/Dr. H.L. ten Haven

Dissertationen:

André San Torcuato, Chemischer Kerogenabbau an Typ-II-Kerogenen des Posidonienschiefers der NW-deutschen Hilsmulde sowie des Pariser Beckens, Universität zu Köln, 1993

Diplomarbeiten:

Susan Baumgart, Strukturaufklärung ausgewählter polarer Lipide in Schwarzschiefern aus dem Nördlinger Ries, Oldenburg, 1995

Jörg Lobbes, Fluoreszenzspektrometrischer und flüssigkeitschromatographischer Nachweis von aromatischen Aminosäuren in Algenkulturen und natürlichen Meerwasserproben, Oldenburg, 1995

Veröffentlichungen:

Barakat A.O. und Rullkötter J., 1993. Gas chromatographic/mass spectrometric analysis of cembrenoid diterpenes in kerogen from a lacustrine sediment. Org. Mass Spectrom. 28, 157-162

Barakat A.O. und Rullkötter J., 1994. Free aliphatic acids in sulfur-rich lacustrine sediments: Their origin and relation to hydrocarbons. Energy & Fuels 8, 474-480

Barakat A.O. und Rullkötter J., 1994. Occurrence of bound 3-carboxysteroids in geological samples. Energy & Fuels 8, 481-486

Barakat A.O. und Rullkötter J., 1994. The occurrence and identification of C33, C37, and C38 organic sulfur compounds in sediment extracts. Energy & Fuels 8, 1168-1174

Barakat A.O., Peakman T.M. und Rullkötter J., 1994. Isolation and structural characterisation of 10-oxo-octadecanoic acid in some lacustrine sediments from the Nördlinger Ries (southern Germany). Org. Geochem. 21, 841-847

Horsfield B., Curry D.J., Bohacs K., Carroll A.R., Littke R., Mann U., Radke M., Schaefer R.G., Isaksen G., Schenk H.-J., Witte E.G. und

Rullkötter J., 1994. Organic geochemistry of freshwater and alkaline lacustrine sediments in the Green River Formation of the Washakie Basin, Wyoming, U.S.A. Org. Geochem. 22, 415-440

Horsfield B. und Rullkötter J., 1994. Diagenesis, catagenesis and metagenesis. In: The Petroleum System - From Source to Trap (Magoon L.B., Dow W.G., eds.). AAPG Memoir 60, 189-199. American Association of Petroleum Geologists, Tulsa

Isaksen G.H., Radke M., Schaefer R.G. und Rullkötter J., 1993. Organic geochemistry of freshwater and alkaline lacustrine environments, Green River Formation, Wyoming. Part IV:

Molecular geochemistry. In: Organic Geochemistry (K. Øygard, ed.), 327-331. Falch Hurtigtrykk, Oslo

Lichtfouse E. und Rullkötter J., 1994. Accelerated transformation of organic matter below the silica transition zone in immature sediments from the Japan Sea. Org. Geochem. 21, 517-523

Radke M. und Rullkötter J., 1994. Distribution of naphthalenes in crude oils from the Java Sea: Source and maturation effects. Geochim. Cosmochim. Acta 58, 3675-3689

Rullkötter J., 1993. The thermal alteration of kerogen and the formation of oil. In: Organic Geochemistry (Engel M. und Macko S.E., eds.), pp. 377-396. Plenum Press, New York

Rullkötter J., Peakman T.M. und ten Haven H.L., 1994. Early diagenesis of terrigenous triterpenoids and its implications for petroleum geochemistry. Org. Geochem. 21, 215-233

Vandenbroucke M., Béhar F., San Torcuato A. und Rullkötter J., 1993. Kerogen maturation in a reference kerogen type II series: the Toarcian shales of the Hils syncline, NW Germany. Org. Geochem. 20, 961-972

Klima und Klimafolgen

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Rullkötter

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. B. Scholz-Böttcher, Dipl.-Chem. Susan Baumgart, Dipl.-Chem. D. Gramberg., Dipl.-Chem. K. Hinrichs, Dipl.-Chem. B. Meyer, Dipl.-Chem. J. Rinna, Dipl.-Chem. S. Schulte, Dipl.-Chem. J.H. van der Smissen, M. Mundt, I. Behrens, Wang Shuangqing (Gastwissenschaftler)

Im Rahmen des internationalen Tiefseebohrprogramms ("Ocean Drilling Program", ODP) werden in drei unterschiedlichen Gebieten und Zeitspannen die Einflüsse von Klimaveränderungen und daraus resultierenden Meeresspiegelschwankungen auf die Zusammensetzung von organischem Material in Kontinentalrandsedimenten untersucht. Am weitesten fortgeschritten sind die Arbeiten im Santa-Barbara-Becken. Während der letzten 150.000 Jahre wurden dort laminierte bis homogene Sedimente mit weitgehend einheitlich hohen Gehalten an organischem Material (>1,5% Corg) abgelagert. Zwar sind die Sedimente durch eingewandertes Erdöl aus der miozänen Monterey-Formation imprägniert, und das organische Material ist durch die Sulfatreduktion und eine intensive Methanogenese stark mikrobiell überarbeitet, doch finden sich vor allem in den Alkohol-, Keto- und Säurefraktionen qualitative und quantitative Unterschiede, die mit dem Wechsel von Kalt- und Warmzeiten korrelieren und auf deutliche Variationen in den Oberflächenwassertemperaturen hinweisen. Die Untersuchungen an Sedimenten vom nordostamerikanischen Kontinentalrand vor New Jersey, die den Zeitraum bis in das Eozän (50 Mio Jahre) überdecken, belegen dagegen eindeutig, daß während des gesamten Zeitraums der Golfstrom bzw. ein entsprechender warmer Meeresstrom für Wassertemperaturen oberhalb von 20deg.C verantwortlich war. Untersuchungen an den Tiefseesedimenten aus dem Amazonasfächer stehen erst am Beginn, lassen aber bereits Wechsel in der Zufuhr terrigenen organischen Materials mit dem Wasser des Amazonas erkennen, die mit Klima- und Vegetationswechseln auf dem benachbarten Kontinent im Zusammenhang stehen müssen.

Klimatische Aspekte spielen auch eine zentrale Rolle bei den Untersuchungen an Sedimenten aus der Auftriebszone vor Pakistan, die im Rahmen einer Forschungsfahrt der "Sonne" im Herbst 1993 gewonnen wurden. Die bis zu 18 m langen Kolbenlotkerne repräsentieren in günstigen Fällen offensichtlich mehrere Warm-/Kaltzeitzyklen. Die Oberflächensedimente spiegeln in ihrem Gehalt an organischem Material die heutige Ausdehnung der auftriebsbedingten Sauerstoffminimumzone wider, d.h besonders günstige Verhältnisse für die Akkumulation von organischem Material im Bereich der anoxischen bis dysoxischen Wasserschicht am Kontinentalrand. In den tieferen Schichten wechseln laminierte Schichten mit homogenen Abschnitten, bis zum Vorliegen detaillerter organisch-geochemischer Untersuchungsergebnisse ein vorläufiger Hinweis auf Änderungen in der Lage der Sauerstoffminimumzone in der geologischen Vergangenheit.

Für die Auswirkungen der klimatischen Veränderungen der letzten 15.000 Jahre auf die terrigene Sedimentation im norddeutschen Küstengebiet wurden mit Unterstützung des Niedersächsischen Landesamts für Bodenforschung im Raum Bremerhaven zwei parallele Kerne gewonnen, die nach vorläufiger Einschätzung die Sedimentation seit dem Ende des Pleistozäns erfassen. Die Torf-, Marsch- und Flachmeerablagerungen werden im Rahmen eines DFG-Schwerpunktprogramms untersucht. Parallel dazu sind bisher erste Analysen von Torfen und torfhaltigen siliciklastischen Sedimenten durchgeführt worden, um Möglichkeiten des Nachweises von klimabedingten Veränderungen in der molekularen Zusammensetzung dieser Corg-reichen Sedimente zu ergründen. Steroide, Terpenoide und langkettige Alkohole scheinen in dieser Hinsicht die größte Variabilität aufzuweisen und damit am erfolgversprechendsten zu sein.

Organisches Material ist an der Ausbildung der sedimentären Zyklen und Ereignisse in den borealen Kreidesedimenten Norddeutschlands wesentlich beteiligt. Die Untersuchung der Zusammensetzung, Herkunft und Erhaltung des organischen Materials ist damit ein Beitrag zum Verständnis sedimentärer, biotischer und geochemischer Vorgänge in der borealen Kreide. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen (1) allochthonem Material aus höheren Landpflanzen, (2) allochthonem Material aus dem Abtrag älterer Sedimente, (3) autochthonem Material aus Plankton und Benthos und (4) Überresten bakterieller Biomasse in den marinen Sedimenten. Sedimentäre Zyklen werden vor allem im oberen (Bohrung Kirchrode 1/91) und mittleren Alb (Bohrung Kirchrode 2/94) untersucht, während die Analyse von Schwarzschieferereignissen sich vor allem auf das untere Apt/obere Barrême (Fischschiefer, Blättertone) konzentriert und nur in geringerem Umfang Oberflächenproben von der Cenoman/Turon-Grenze mit einschließt. Für den Vergleich zwischen den Schwarzschieferlagen im borealen und im tethyalen Raum werden Ergebnisse aus der Mitarbeit im Tiefseebohrprogramm (DSDP/ODP) eingebracht. Alle Ergebnisse fließen ein in die gemeinsamen Synthesebemühungen der sedimentologischen, paläontologischen, mineralogischen und geochemischen Arbeitsgruppen dieses hochschulübergreifenden Vorhabens innerhalb des DFG-Schwerpunktprogramm "Globale und regionale Steuerungsprozesse biogener Sedimentation: Riff-Evolution und Kreide-Sedimentation".

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: BMFT, DFG

Kooperation mit: Universität Bochum/Prof. J. Mutterlose, Dr. J. Thurow; Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover/Dr. J. Fenner, Dr. W. Weiß, Dr. U. von Rad; Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung/Prof. H.-J. Streif; Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung/PD. R. Stein; Forschungszentrum Jülich GmbH/Dr. R. Littke; University of British Columbia/ Prof. S.E. Calvert, Dr. G.L. Cowie; Universität Hamburg/Prof. V. Ittekott; Universität Göttingen/Prof. E. Usdowski; Fachbereich Biologie der Universität Oldenburg/Prof. H.-J. Brumsack

Diplomarbeiten:

Frank Voß, Organische Geochemie von Tiefseesedimenten aus dem Gebiet des Großen Barriereriffs (Nordostaustralien), Oldenburg, 1993

Kai-Uwe Hinrichs, Pauschale und molekulare organisch-geochemische Untersuchungen an Sedimentproben aus dem Santa Barbara-Becken, Kalifornien, Oldenburg, 1994

Dörte Gramberg, Optimierung der flüssigkeits-chromatographischen Gruppentrennung der extrahierbaren polaren Lipide eines Torfs, Oldenburg, 1995

Joachim Rinna, Polare Lipide in Sedimenten des Santa-Barbara-Becken als Indikatoren für Ablagerungsbedingungen, Oldenburg, 1995

Veröffentlichungen:

Sundararaman P., Schoell M., Littke R., Baker D.R., Leythaeuser D. und Rullkötter J., 1993. Depositional environment of Toarcian Shales from northern Germany as monitored with porphyrins. Geochim. Cosmochim. Acta 57, 4213-4218

Thurow J., Littke R., Brumsack H.-J., Cepek P., Fenner J., Heydemann H., Jendrzejewski L., Keupp H., Kühn V., Prauss M., Prokoph A., Rachold V., Riegel W., Rullkötter J., Thies A., Usdowski E., Weiss W. und Wiedmann J., 1994. The Upper Albian of northern Germany: Results from the Kirchrode 1/91 borehole, Boreal Cretaceous Cycles Project (BCCP). Zbl. Geol. Paläont. Teil I , 809-822

Ökosystemforschung

Projektleitung: Prof. Dr. Jürgen Rullkötter

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. B. Scholz-Böttcher, Dipl.-Chem. P. Brocks, D. Rohjans

Im Rahmen des Ökosystemforschungsprogramms Niedersächsisches Wattenmeer wurden erste kurze Sedimentprofile aus dem Bereich einer Muschelbank auf den Gehalt an organischem Material und die Verteilungsmuster von Lipidkomponenten in dem mit organischen Lösungsmitteln extrahierbaren Anteil des organischen Materials untersucht. Trotz der geringen Gesamtgehalte an organischem Kohlenstoff, die typischerweise deutlich unter 1% liegen, ließen sich Variationen vor allem in den Fettsäure- und Steroidalkoholverteilungsmustern erkennen, die auf Unterschiede im Verhältnis des Eintrags von marinem und terrigenem organischem Material hindeuten. Verzweigte Fettsäuren ließen sich mit der Einbettung bakterieller Biomasse korrelieren. Im Anschluß daran wurden zu unterschiedlichen Jahreszeiten mehrere Transekte vom Kernbereich der Muschelbank bis in das angrenzende Sandwatt beprobt. Der organische Inhalt des Sedimentmaterials wurde bisher nur pauschal charakterisiert. Außerdem wurden Muscheln und eine Reihe von Algen und Planktonten aus dem Watt und aus Aufzuchtexperimenten für die Analyse auf Lipidinhaltsstoffe gesammelt, gefriergetrocknet, hydrolysiert, extrahiert und die Extrakte in Stoffgruppen aufgetrennt. Die durch diese Untersuchungen zugänglichen molekularen Referenzdaten dienen als Vergleich für die Sedimentuntersuchungen, die die Festlegung von organischem Material im Bereich der Muschelbank substanzspezifisch erfassen sollen.

Stand: laufend

Fremdfinanzierung: BMFT

Kooperation mit: TERRAMARE-Forschungszentrum Wilhelmshaven/PD Dr. G. Liebezeit; Fachbereich Biologie der Universität Oldenburg/Prof. H.-J. Brumsack, Prof. W.E. Krumbein

Diplomarbeiten:

Peter Brocks, Molekulare Lipidverteilungen in Sedimenten des niedersächsischen Wattenmeeres, Oldenburg, 1993

Prof. Dr. Walter Jansen

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. Walter Jansen
Akad. Dir'in Mariechen Lüpkes (1/2 Stelle)
AOR Dr. Peter Haupt
Weitere Wissenschaftliche Mitarbeiter
Insa Melle (bis 31.10.1993)
Bettina Kaminski (bis 31.10.1994)
Hartwig Möllencamp (Ausbilder Lehrlinge Chemielaborant bis 31.10.1994)
Jens Friedrich (Ausbilder Lehrlinge Chemielaborant)
Technische Assistentinnen
Renate Peper-Bienzeisler (teilzeitbeschäftigt)
Hilke Fickenfrerichs (teilzeitbeschäftigt)
Janette Groeneveld (teilzeitbeschäftigt)
Lehrbeauftragte
Prof. Dr. Bernd Ralle (4 SWS)
Dr. Bolko Flintjer (2 SWS)
Mitwirkende Lehrer
OStR'in Dr. Claudia Matuschek-Wilken, Ubbo-Emmius-Gymnasium Leer
StD Winfried Baroke, Gymnasium Bad Zwischenahn
OStR Hartmut Neumann, Gymnasium Nordenham
StR Rolf Ulses, Gymnasium Esens
StR'in Claudia Berger, KGS Rastede
Rolf Bahnemann, Realschule Wiefelstede
Gustav Böttcher, Schulzentrum Eversten
StD Ludwig Axmann, Studienseminar Oldenburg
Staatsexamensarbeiten
Folgende Staatsexamensarbeiten, betreut durch Lehrende der Didaktik der Chemie, wurden 1993 und 1994 erfolgreich abgeschlossen:

Jens Plock Die Bestimmung der Temperaturabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts mittels computerunterstützter Meßwerterfassung
Marco Oetken Die Stellung des Aluminiums in der Spannungs- und Fällungsreihe der Metalle und sein Verhalten in chloridischen Metallsalzlösungen
Heide Sbresny Ausgewählte Kapitel zum Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf
Sylke Henkel Zur Entwicklung des Säurebegriffs in der Geschichte der Chemie und im Chemieunterricht
Hartmut Helms Die Korrosion des Eisens durch Schwefel, Schwefelwasserstoff und Sulfide
Oliver Pollmann Zur derzeitigen Situation des Computereinsatzes im Chemieunterricht - Entwicklung und Durchführung einer empirischen Untersuchung
Astrid Henke Verfahren zur Denitrifikation von Trinkwasser
Jens Friedrich Reaktionsprodukte und Kinetik der Reaktion von Methylbromid mit Kaliumethanolat und Kaliumhydroxid in wäßrig-ethanolischen Lösungen
Ilka Parchmann Die Absorption von Wärmestrahlen durch Dämpfe und Gase und die Auswirkungen dieser Absorption auf das Erdklima
Carola Brand Stickstoffoxide, Bildung und Abbau in Labor, Technik und Umwelt
Ingo Eilks Kinetik und Mechanismen elektrophiler Substitution an Derivaten des Benzols
Thorsten Reichel Experimentelle Untersuchungen zu Blütenfarbstoffen und anderen Naturfarbstoffen
Martina Relker Gewinnung von Holzkohle und Holzgas aus Holz
Alexandra Bargel Unterrichtskonzeptionen für den Chemieanfangsunterricht in der Realschule: Papier und Aluminium im Müll/Wiederaufbereitung von Wertstoffen
Ines gr. Holthaus Das aktuelle Problem "Kunststoffe und Holthaus Recycling" - Vorschläge für den Chemieunterricht der Klasse 10 der Realschule
Ulrike Kefrig Zusatzstoffe in Lebensmitteln - ein Thema für den Projektunterricht der Realschule
Silke Ottersberg Das Ozon im Bewußtsein der Schüler und der Öffentlichkeit
Walburga Tieke Vom Rohfett zum Reinfett. Der technische Prozeß der Fettraffination und seine Behandlung im Unterricht der Realschule

Dissertationen

Im Berichtszeitraum wurden auf dem Gebiet der Didaktik der Chemie folgende Dissertationen erfolgreich abgeschlossen:

Insa Melle Chemische Energetik im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe - ein neues experimentelles Konzept
Bettina Kaminski Anfangsunterricht Chemie am Gymnasium - Entwicklung einer neuen, experimentellen, die organische und anorganische Chemie integrierenden Konzeption unter Einbeziehung historischer und Fächergrenzen überschreitender Aspekte
Bernhard Domke Computerunterstütztes Experimentieren - ein zeitgemäßes Element des Chemieunterrichts an Gymnasien
Hans-Georg Wilke Die Reaktionsmechanismen der nukleophilen Substitution und der Eliminierung im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe
Hartwig Möllencamp Das pulsierende Quecksilberherz - Beiträge zur geschichtlichen Entwicklung und computerunterstützte Untersuchung eines faszinierenden Phänomens

Doktoranden

Während des Berichtszeitraumes waren folgende Doktoranden in der Abteilung für Didaktik der Chemie tätig:

Insa Melle, Hartwig Möllencamp, Bettina Kaminski, Jens Friedrich, Ingo Eilks, Ilka Parchmann, Ulrich Bode, Hans Wilke und Bernhard Domke (extern)

Habilitationen

Im Berichtszeitraum konnten sich zwei Wissenschaftler für das Fachgebiet Didaktik der Chemie erfolgreich habilitieren:

Dr. Bernd Ralle mit einer Habilitationsschrift über

"Die Schlüsselfunktion des Experiments im problemorientierten und nacherforschenden Chemieunterricht - dargestellt an Beispielen aus dem Unterricht der gymnasialen Oberstufe"

und

Dr. Bolko Flintjer mit einer Habilitationsschrift über

"Die Behandlung großtechnischer Produktionsverfahren im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe - Historische, ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Aspekte unter Einbeziehung moderner Medientechnologien".

Berufungen

Prof. Dr. Bernd Ralle ist am 01.10.1993 auf eine C3-Professur für Chemie und ihre Didaktik an die Hochschule Vechta berufen worden.

Dr. Bolko Flintjer wurde zum 16.12.1994 auf eine C2-Hochschuldozentur für Didaktik der Chemie an die Universität Frankfurt berufen.

Preise, Tätigkeiten in wiss. Gremien, Editorial Boards, Ehrungen

Dr. Bolko Flintjer, Habilitand und Lehrbeauftragter am Fachbereich Chemie der Universität Oldenburg, wurde im September 1994 der Johann-Friedrich-Gmelin-Preis der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Fachgruppe Chemieunterricht, verliehen.

Prof. Dr. Walter Jansen ist Verantwortlicher Redakteur und Mitherausgeber der Zeitschrift CHEMKON, Chemie konkret, Forum für Didaktik und Unterricht, VCH Weinheim. Er ist Mitherausgeber des "Handbuchs der experimentellen Chemie", Aulis Verlag, Köln. Er ist Mitglied des Vorstandes der GDCh-Fachgruppe Chemieunterricht.

Im Berichtszeitraum haben Prof. Dr. Walter Jansen und Mitarbeiter ihre Ergebnisse in einer Vielzahl von Vorträgen auf Tagungen und an anderen Universitäten vorgestellt. Die Arbeitsgruppe hat darüber hinaus eine Reihe von Lehrerfortbildungen, u.a. GDCh-Kurse zur Elektrochemie, durchgeführt.

Kooperationen:

Kooperationen bestehen mit dem Institut für Didaktik der Chemie der Universität Danzig (Polen), Universität Groningen (Niederlande) und der Universität Leuven (Belgien).

Forschung

Die Forschungstätigkeit in der Abteilung für Didaktik der Chemie umfaßt die Arbeiten der Arbeitsgruppen

- Prof. Dr. Walter Jansen

- AOR Dr. Peter Haupt

- Akad. Dir'in Mariechen Lüpkes

und der Habilitanden

- Dr. Bernd Ralle

- Dr. Bolko Flintjer

Geschichte der Chemie im Chemieunterricht

Projektleitung: Prof. Dr. Walter Jansen

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Claudia Matuschek-Wilken, Klaus Gölz, Renate Peper-Bienzeisler, Hilke Fickenfrerichs, Prof. Dr. Romuald Piosik (Universität Danzig)

Mit dem Ansatz 'Geschichte der Chemie im Chemieunterricht' soll untersucht werden, inwieweit sich die Geschichte der Chemie für den Chemieunterricht nutzbar machen und der Chemieunterricht sich durch die Chemiegeschichte strukturieren läßt. Dabei ist zu prüfen, welche wissenschaftstheoretischen Modelle und davon abgeleiteten, grundlegenden Unterrichtsverfahren dafür am besten geeignet sind. Stimmt man dem Kuhn'schen Modell in den Grundzügen zu, so folgt fast notwendigerweise, im Chemieunterricht das spekulative Erfinden von Theorien zu betonen. Will man die Wege naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung im Unterricht sichtbar werden lassen, so ergibt sich mit einer gewissen Zwangsläufigkeit, die geschichtliche Entwicklung von Theorien und

Modellen im Unterricht zu verfolgen. Die Zeit, das menschliche und gesellschaftliche Umfeld der am Forschungsprozeß Beteiligten tritt in den Gesichtskreis der Schüler.

Mit der Bearbeitung des Werkes des Oldenburger Chemiedidaktikers und Chemiehistorikers Rudolf Winderlich wird ein Beitrag zur Entwicklungsgeschichte der Chemiedidaktik un der Chemie geleistet. Darüber hinaus wird die Geschichte des Chemieunterrichts zur Zeit des Nationalsozialismus untersucht.

Unterrichtskonzeptionen zum Chemieunterricht und Unterrichtsforschung

Projektleitung: Prof. Dr. Walter Jansen

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Claudia Matuschek-Wilken, Dr. Bernd Ralle, Dr. Bolko Flintjer, Dr. Alfred Flint, Renate Peper-Bienzeisler, Hilke Fickenfrerichs, Janette Groeneveld, Sylvia Jahnke, Claudia Berger, Prof. Dr. Romuald Piosik (Universität Danzig), Dr. Monika Kenn (Universität Bonn), Frank Thiemann, Insa Melle, Bettina Kaminski, Hartwig Möllencamp, Prof. Dr. Hans Joachim Bader (Universität Frankfurt), Prof. Dr. Ludo Brandt (Universität Leuven)

Die Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Didaktik der Chemie lassen sich wie folgt beschreiben: Analyse der Probleme im derzeitigen Chemieunterricht, Entwicklung und Erprobung neuer Konzepte für Unterricht und Lehrerausbildung. Schwerpunkt der Forschungstätigkeit ist die Entwicklung problemorientierter Unterrichtskonzepte zur Elektrochemie, Reaktionskinetik und zur Organischen Chemie. Darüber hinaus findet die unterrichtskonzeptionelle Arbeit ihren Niederschlag in Lehrbüchern für alle Schulstufen und Schultypen.

Zur Verseifung der Alkylhalogenide

Projektleitung: Prof. Dr. Walter Jansen

Unter wissenschaftlicher Mitarbeit von: Dr. Alfred Flint, Hilke Fickenfrerichs, Renate Peper-Bienzeisler, Heike Katzer, Jens Friedrich, Sabine Voß Die Untersuchungen der Verseifung von Ethylbromid mit KOH in wäßrig-alkoholischen Lösungen zeigt, daß im wesentlichen Ether und nicht Alkohol Hauptprodukte der Reaktion sind. Die Standardbeispiele des SN2-Reaktionsmechanismus müssen deshalb, was die Reaktionsprodukte und die kinetischen Daten angeht, geändert werden.

Drittmittel

Fremdfinanzierung der Projekte unter der Leitung von Prof. Dr. Walter Jansen:

Förderung: Fonds der Chemischen Industrie, Kurt-Hansen-Stiftung, Chemische Industrie

Entwicklung von Unterrichtsmaterialien für den Chemieunterricht

Projektleitung: Dr. Peter Haupt

Entwicklung von Unterrichtsmaterialien für den Chemieunterricht:

1. Erarbeitung einer systematisch gegliederten Dokumentation von Berichten der Tagespresse, die in engem Zusammenhang mit fachsystematischen, umweltrelevanten oder projektbezogenen Themen des Chemieunterrichts stehen. Mittlerweile ist daraus eine Quellensammlung entsprechender Ergebnisse der jüngsten Geschichte der letzten zwanzig Jahre entstanden. Zur Zeit ist Band III fertiggestellt, ein Folgeband ist in Vorbereitung.

2. Entwicklung von Beiträgen zu einem umfangreichen Schulbuchwerk für den Chemieunterricht an Haupt- und Realschulen. Für alle Bundesländer sind den Lehrplänen entsprechende Schüler- und Lehrerhandbücher herausgekommen.

3. Entwicklung und Erprobung diverser Konzepte und Unterrichtseinheiten nach dem problemorientierten und forschend-entwickelnden Unterrichtsverfahren.

Unterrichtskonzeptionen für den Chemieanfangsunterricht und den Sachunterricht

Projektleitung: Mariechen Lüpkes

Das Forschungsprojekt befaßt sich mit dem Chemieanfangsunterricht und der Chemie innerhalb des Sachunterrichts der Grund- und Sonderschule. Ein Schwerpunkt der Forschung ist, wie sich bei Schülern dieser Altersstufen, die auch innerhalb des Chemieunterrichts und des Sachunterrichts geforderte Umwelterziehung verwirklichen läßt. Es werden Unterrichtskonzeptionen für Inhalte entwickelt, bei denen die Begegnung und die Auseinandersetzung mit der Wirklichkeit Ausgangsebene ist.

Computer im Chemieunterricht

Projektleitung: PD Dr. Bolko Flintjer

Das Projekt beschäftigt sich mit zwei Schwerpunkten:

der Erforschung der Bedingungen des Computereinsatzes im Chemieunterricht allgemeinbildender Schulen (empirische Untersuchungen) und

der Erarbeitung konkreter Beispiele zur Nutzung der computerunterstützten Meßwerterfassung und -auswertung quantitativer Experimente.

Möglichkeiten der Behandlung großtechnischer Verfahren im Chemieunterricht

Projektleitung: PD Dr. Bolko Flintjer

Gegenstand des Projekts ist die Erstellung von Unterrichtskonzeptionen zur Behandlung industrieller Verfahren im Chemieunterricht mit der Zielsetzung einer stärkeren Einbeziehung fachinhalte- und fächerübergreifender Aspekte.

Dr. Bolko Flintjer ist Leiter der Arbeitsgruppe "Computer im Chemieunterricht" der GDCh- Fachgruppe Chemieunterricht. Im September 1994 wurde er zum Vorsitzenden der europäischen Sektion der Gordon Research Conferences "Science Education" gewählt.

Bedeutung von Schlüsselexperimenten für den Chemieunterricht

PD Dr. Bernd Ralle

Experimente spielen eine herausragende Rolle im Chemieunterricht. Es wird die Fragestellung untersucht, inwieweit sich die Dramaturgie des Einsatzes von Unterrichtsexperimenten (Schüler-/Lehrerexperimente) auf das Lernverhalten und Erinnerungsvermögen von Schülern auswirkt.

Konzeptionelle Neuerung schwieriger Phasen des Chemieunterrichts

PD Dr. Bernd Ralle

Schwierige Phasen des Chemieunterrichts sind gekennzeichnet von theoretischen 'Themen mit höherem Abstraktionsniveau. Diese sensiblen Bereiche sind häufig Ursache dafür, daß Schüler sich von der Chemie abwenden. Problematisch ist, daß gerade diese Teilgebiete die Leistungen der Fachwissenschaft in sich konzentrieren. Ziel des Forschungsansatzes ist es, diesem Dilemma mit neuen experimentellen Zugängen zu begegnen.

Veröffentlichungen

Im Berichtszeitraum erschienen die folgenden Bücher:

Walter Jansen, Monika Kenn, Bolko Flintjer, Renate Peper, Elektrochemie - Wechselwirkung zwischen stofflicher Veränderung und elektrischer Energie, 4. verbesserte Auflage, Köln 1994

Wolfgang Glöckner (Hrsg.), Walter Jansen (Hrsg.), Richard. G. Weißenhorn (Hrsg.), Handbuch der experimentellen Chemie, Band 6: Elektrochemie, Köln 1994

Peter Haupt u.a., Natur und Technik - Physik und Chemie, Schulbuch für die Hauptschule, Cornelsen Verlag, Berlin (laufend Neuausgaben und Überarbeitungen)

Peter Haupt u.a., Chemie für Realschulen bzw. Chemie für die Sek. I, Cornelsen Verlag Berlin (laufend Neuausgaben und Überarbeitungen)

Peter Haupt, Die Chemie im Spiegel einer Tageszeitung, Band 3, 1990 - 1991 - 1992, BIS Verlag Universität Oldenburg, Oldenburg 1993

Mariechen Lüpkes, Hilbert Meyer, Das Müllbuch, 2. überarbeitete Auflage, Zentrum für Pädagogische Berufspraxis der Universität Oldenburg, Oldenburg 1994

Im Berichtszeitraum erschienen die folgenden Publikationen:

Bernd Ralle, Das chemische Experiment - fachdidaktische Diskussion und unterrichtliche Praxis. Chem. Schule 1 (1993) 2-8

Bernd Ralle, Das chemische Experiment - fachdidaktische Diskussion und unterrichtliche Praxis. Plenarvortrag anläßlich der GDCP-Tagung 1992 in Erfurt; in: H. Behrend (Hrsg.): Zur Didaktik und Chemie und Physik - Probleme und Perspektiven, Alsbach/Bergstraße, 55-76

Bernd Ralle, Ulrich Bode, Hydrierung von Ethen und Ethin - Bestimmung der Reaktionsenthalpie, PdN-Ch 2/42 (1993) 29-33

Bernd Ralle, Hans-Georg Wilke, Zur Behandlung von Reaktionskinetik und Reaktionsmechanismen im Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe - Plädoyer für eine kinetisch - mechanistische Sichtweise, CHEMKON 1 (1994) 2 I -29

Bernd Ralle, Ulrich Bode, Die These von Avogadro und noch ein Vorschlag zur Einführung der Zweiatomigkeit von Wasserstoff, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 34-40

Peter Haupt, Michael Hahn, Pyrophores Eisen - eine experimentelle Projektaufgabe, Chemie in der Schule 10 (1993) S.359-363

Peter Haupt, Strukturorientierter Chemieunterricht - Zum Gedächtnis an Dr. rer. nat. techn. Christian Grosser, NiU-Ch 42, Heft 23 (1994) S. 12f

Mariechen Lüpkes, Naturwissenschaftlicher Sachunterricht in der Grund- und Sonderschule, Grundlagen des Sachunterrichts, Dagmar Richter (Hrsg.), Oldenburg 1993

Walter Jansen, Romuald Piosik, Die Glaselektrode und ihr Miterfinder Zygmunt Klemensiewicz, Mitteilungen Nr. 8 (1993) der Fachgruppe Geschichte der Chemie, ISSN 0934 8506, S. 50-60

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Walter Jansen, Bettina Kaminski, Alfred Flint, Vereinfachter Versuch zur Ethersynthese nach Williamson, NiU-Chemie 4 (1993) S. 306-307

Walter Jansen, Klaus Gölz, Der Chemieunterricht im NS-Staat, NiU-Chemie 4 (1993) S. 322-325

Walter Jansen, Insa Melle, Bolko Flintjer, Zur Geschichte der "Triebkraft" chemischer Reaktionen, PdN-Ch 42, Heft 2 (1993), S. 2-5

Walter Jansen, Insa Melle, Bolko Flintjer, Chemische Energetik - Neues experimentelles Konzept zur Behandlung in der gymnasialen Oberstufe, PdN-Ch 42, Heft 2 (1993) S. 2-14

Walter Jansen, Insa Melle, Einfaches Kalorimeter zur Bestimmung der Verbrennungsenthalpie von Kohlenstoff, PdN-Ch 42, Heft 2 (1993) S. 20-24

Walter Jansen, Romuald Piosik, Fritz Haber, Zygmunt Klemensiewicz, tworcy electrody szklanej, Tagungsband, Symposion Elektrochemie Lodz, Mai 1993

Walter Jansen, Hartwig Möllencamp, Bolko Flintjer, Das pulsierende Quecksilberherz - Zur Geschichte und Theorie eines faszinierenden elektrochemischen Versuchs, Tagungsband, Symposion Elektrochemie Lodz, Mai 1993

Walter Jansen, Claudia Matuschek, Renate Peper, Hilke Fickenfrerichs, Die Rolle des historisch-problemorientierten Unterrichtsverfahrens in einem

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Insa Melle, Bolko Flintjer, Walter Jansen, Chemische Energetik im Chemieunterricht - Die Einführung der freien Enthalpie, Chemiedidaktische Forschung (Hrsg. Henny Kramerspals, Gisela Neuhaus), Westarp Verlag 1993, S. 139-141

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Bernd Ralle, Walter Jansen, Der Reaktionsmechanismus der Etherbildung aus Ethanol und Schwefelsäure im Chemieunterricht, Chemiedidaktische Forschung (Hrsg. Henny Kramerspals, Gisela Neuhaus), Westarp Verlag 1993, S. 142-144

Romuald Piosik, Walter Jansen, Renate Peper, Die Erfindung der Glaselektrode durch Fritz Haber und Zygmunt Klemensiewicz, CLB 44 (1993) S. 500-508 und CLB 44 (1993) S. 573-575

Sylvia Jahnke-Klein, Renate Peper, Hilke Fickenfrerichs, Bettina Kaminski, Diamant und Graphit - Behandlung im Anfangsunterricht, Chemie in der Schule 41 Heft 1 (1994) S. 11-16

Insa Melle, Bolko Flintjer, Walter Jansen, Der Satz von Hess - Enthalpie, Freie Enthalpie und Entropie als Zustandsgrößen, PdN-Ch 43, Heft 2 (1994) S. 2-6

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Insa Melle, Bolko Flintjer, Gerd Latzel, Walter Jansen, Experimentelle Bestimmung der Bildungsenthalpie von Lithiumhydrid - eine Anwendung des Satzes von Hess, PdN-Ch 43, Heft 2 (1994) S 10-12

Alfred Flint, Reaktion von Alkalimetallen mit Wasser - Energetik und Reaktivität, PdN-Ch 43, Heft 2 (1994) S 17-21

Bettina Kaminski, Die Bromierung von Hexan - Ein Spiel zur Verdeutlichung des Reaktionsmechanismus bei der Bildung von Halogenalkanen, PdN-Ch 43, Heft 2 (1994) S 33-34

Walter Jansen, Alchimistengold, CHEMKON 1 Heft 2 (1994) S. 85-86

Walter Jansen, Hartwig Möllencamp, Bolko Flintjer, 200 Jahre pulsierendes Quecksilberherz, CHEMKON 1 Heft 3 (1994) S. 117-125

Ilka Parchmann, Bettina Kaminski, Walter Jansen, Die Wärmeabsorption von Gasen - Voraussetzungen für den Treibhauseffekt, CHEMKON 2 Heft 1 (1995) S. 17-25

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Walter Jansen, Chemische Formeln im Anfangsunterricht, CHEMKON 1 Heft 4 (1994) S. 183-188

Walter Jansen, Renate Peper, Hilke Fickenfrerichs, Die Dalton'sche Atomtheorie, die Gasvolumengesetze von Gay-Lussac und Humboldt, die Avogadro'sche Theorie und die Ermittlung der chemischen Formel im Anfangsunterricht, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 4-11

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Walter Jansen, Die Ermittlung der chemischen Formel im Anfangsunterricht, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 12-14

Claudia Matuschek, Chemische Formel "light"!, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 15-17

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Ermittlung der chemischen Formel am Beispiel von Magnesiumoxid, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 23-24

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Avogadro - einmal anders eingeführt, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 2526

Bettina Kaminski, Alfred Flint, Die Entdeckung der Gasgesetze, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 43-46

Bettina Kaminski, Walter Jansen, Ein einfaches Verfahren zur Ermittlung der Konstitutionsformel des Alkohol- (Ethanol-) Moleküls, NiU-Chemie 5 Heft 25 (1994) S. 50-52

Frank Thiemann, Alfred Flint, Walter Jansen, Zur Ermittlung der Konstitutionsformel des Ethanolmoleküls, MNU 47 (1994) S. 478-482

Walter Jansen,Renate Peper, Hilke Fickenfrerichs, John Dalton, CHEMKON 1 Heft 4 (1994) S. 213-214

Walter Jansen, Johann Baptist van Helmont, CHEMKON 1 Heft 4 (1994) S. 215-216

Walter Jansen, Hermann von Helmholtz, CHEMKON 1 Heft 4 (1994) S. 216