Kjemi

Avklaring av reaksjonsmekanismer (samlet)

Avklaring av reaksjonsmekanismer (samlet)


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Strukturen til det elektrofile mellomproduktet ved tilsetning av brom til alkener

Ved hjelp av nukleofile reagenser kunne et elektrofilt mellomprodukt i tilsetning av brom til alkener fanges opp og dermed oppdages. Imidlertid var dens nøyaktige struktur ennå ikke avklart.

Ved å undersøke stereokjemien til produktene er det imidlertid mulig å skille mellom flere tenkelige mellomprodukter eller overgangstilstander. Tre muligheter bør vurderes her:

  • Mellomproduktet er et bromokarbeniumion. I dette tilfellet bør inntreden av bromidionet (nukleofil) ikke foretrekkes på grunn av fri rotasjon rundt C-C enkeltbindingen fra en av de to diastereotopiske sidene. I tillegg kunne det første bromatomet angripe i to forskjellige posisjoner og der fra to forskjellige diastereotopiske sider. Produktet vil oppstå som et racemat.
  • Mellomproduktet er et bromion. I bromionet vil en av de to diastereotopiske sidene være sterisk skjermet av bromatomet, slik at bromidionet (nukleofilen) bare kunne sees bakfra, dvs. transRetning kan angripe. Ved å bruke eksempelet med tilsetning av brom trans-Pent-2-en kan forstås at i dette tilfellet kunne bare to av de fire mulige stereoisomerene dannes, nemlig (2S.,3R.) - og (2R.,3S.) -Dibrompentan.Med cis-Pent-2-en som educt ville (2R.,3R.) - og (2S.,3S.) -Dibrompentan oppstår. Brommolekylet kan fortsatt angripe alkenet fra to forskjellige diastereotopiske sider.Den påfølgende inntreden av bromidionet i bromionet kan bare skje fra én diastereotopisk side, men der på to forskjellige posisjoner. Som et samlet resultat dannes kun to av de fire tenkelige stereoisomerene (strukturer innrammet i grønt).

• Ved å fange mellomproduktet med nukleofile reagenser kan en samordnet mekanisme for tilsetning av brom til alkener allerede utelukkes. Med en samordnet mekanisme ville det skje cis-Tilsetning av brommolekylet til dobbeltbindingen. Med utgangspunkt i den samme edukten vil de to stereoisomerene bli dannet (angrep på dobbeltbindingen fra to forskjellige diastereotopiske sider mulig), som i trans-Tilsetning via bromionet oppstår ikke. Ved tilsetning av brom til trans-Pent-2-ener, i motsetning til bromion-ruten (2S.,3S.) - og (2R.,3R.) -Dibrompentan.

I praksis observeres bare dannelsen av stereoisomerene, som er forårsaket av en trans-Tillegg bør oppstå.

Merk
Bromeringen skjer åpenbart via bromionet som et mellomtrinn.

Den følgende eksperimentelle filmen gjør det klart at man ikke kan se mekanismen til en reaksjon bare ved å se på den i eksperimentet. Snarere må en rekke forskjellige analytiske undersøkelser vanligvis utføres for å belyse en mekanisme:


Klung Wilhelmy vitenskapspris

Av Klung Wilhelmy vitenskapspris (1973 til 2001 Otto Klung-prisen, 2001 til 2007 Otto Klung Weberbank-prisen, 2007 til 2013 Klung Wilhelmy Weberbank-prisen) er en vitenskapspris som deles ut årlig til fremragende unge tyske forskere innen kjemi og fysikk som ikke skulle ha passert 40-årsalderen .

Prisvinnerne velges ut av stående kommisjoner ved Institutt for kjemi og biokjemi og fysikkavdelingen ved Free University of Berlin, supplert av professorer fra andre universiteter, med forslag fra spesialistkolleger i Tyskland og i utlandet samt vitenskapelige rapporter fra topp internasjonale forskere blir inkludert i beslutningsprosessen. Egensøknader vil ikke bli vurdert. Stiftelsene bestemmer utvelgelsesforslaget: Otto Klung Foundation ved Free University of Berlin og Dr. Wilhelmy-stiftelsen. Stiftelsenes felles erklærte mål er å intensivere fremme av vitenskapelig dyktighet og å hedre arbeid som er trendsettende og nyter internasjonal anerkjennelse. Fem vinnere mottok senere Nobelprisen.

Den første prisen som ble delt ut i 1973 av Otto Klung Foundation teller takket være samarbeidet med Dr. Wilhelmy Foundation siden 2007 for de mest begavede, privatfinansierte vitenskapsprisene i Tyskland. Prisutdelingen – i mange år i november – er offentlig.

hedret for sin banebrytende forskning innen organisk syntese, katalyse og datastøttet belysning av reaksjonsmekanismer. [1]

hedret for sine banebrytende bidrag til den teoretiske forutsigelsen av nye "topologiske" materietilstander, spesielt de fraksjonerte Chern-isolatorene og topologiske isolatorene av høyere orden. [2]

hedret for sitt banebrytende arbeid innen utvikling og anvendelse av avbildningsmetoder for visualisering og karakterisering av individuelle biomolekyler. [3]

hedret for sitt banebrytende arbeid innen ultrarask elektronmikroskopi og den ikke-lineære lys-elektron-interaksjonen på nanostrukturer. [4]

utmerket for hans syntese av naturlige produktinspirerte stoffer for å bekjempe patogene bakterier, samt hans grunnleggende studier av bakteriell virulens. [5] [6]

hedret for sitt banebrytende arbeid med samspillet mellom lys og mikro- og nano-mekaniske systemer. [7] [8]

hedret for sin forskning innen fysisk kjemi, spesielt hans banebrytende arbeid med elektronbevegelse i molekyler på subfemtosekundets tidsskala. [9]

utmerket for utviklingen av Fourier-Domain-Mode-Locked Laser og forbedringene oppnådd med den i medisinsk bildebehandling ved bruk av optisk koherenstomografi. [10]

hedret for sine prestasjoner innen organometallisk kjemi og spesifikk fluorering av biomedisinsk relevante molekyler. [11]

hedret for sitt arbeid innen biofysikk, spesielt for utviklingen av eksperimenter på syntetisk evolusjon og på biofysiske anvendelser av termoforese. [12] [13]

hedret for sitt arbeid innen funksjonelle organiske nanostrukturer og fotoswitchbare enheter. [14]

tildelt for sitt arbeid innen numerisk astrofysikk, spesielt på dannelsen av galakser og supertunge sorte hull. [15]

tildelt for sitt arbeid med utviklingen av ORCA - en programpakke for svært effektiv beregning av den elektroniske strukturen til store molekyler. [16]

tildelt for sitt arbeid med påvisning av superfluiditet i ultrakalde fermigasser. [17]

utmerket for sitt arbeid med syntese og anvendelse av nye, veldig svakt koordinerende anioner.

tildelt for sitt arbeid med kvantefysikken til atomære Bose-Einstein-kondensater i optiske gitterpotensialer og på Bose-Einstein-kondensasjonen av molekylære og fermioniske kvantegasser.

hedret for sitt arbeid i grensesnittet mellom syntetisk organisk kjemi og biologi i utviklingen av den automatiserte fastfasesyntesen av komplekse karbohydrater.

tildelt for sitt biofysiske arbeid med adhesjon og mekanikk til celler.

hedret for sitt arbeid med oppdagelsen og utviklingen av RNA-interferensmetoden.

utmerket for sitt arbeid innen hovedgruppekjemi, spesielt fosfor, silisium og natrium.

tildelt for sitt arbeid med ikke-lineær dynamikk i lavdimensjonale elektroniske systemer.

tildelt for sitt arbeid med strukturen og funksjonen til ribonukleinsyrer med høy affinitet.

utmerket for sitt arbeid med kvanteoptikk, spesielt på kvantetomografi (fullstendig rekonstruksjon av kvantetilstander) og på målinger med spesielt lav interferens ved bruk av tungt sammenklemt lys (kvantefrie-demolition).

hedret for sitt arbeid med metallmediert enantioselektiv oksidasjon i organisk syntese.

tildelt for sitt arbeid med ultrarask dynamikk i molekyler og halvledere.

utmerket for sitt arbeid med synteser og strukturbelysninger i fosfor-nitrogensystemet.

hedret for sitt arbeid med nye typer elektroniske fenomener i halvlederkomponenter, der den frie bevegelsen av elektroner endres av kunstige periodiske strukturer (Weiss oscillatorer).

hedret for sitt arbeid med ubiquitin-avhengig proteinnedbrytning.

utmerket for sitt arbeid med kvantefeltteori.

tildelt for sitt arbeid med overgangen fra isolerte metallatomer til metalliske faste stoffer.

tildelt for sitt arbeid med studiet av magnetisme med sirkulært polarisert synkrotronstråling.

utmerket for sitt arbeid med isolering, strukturbelysning og syntese av acetogene isokinolinalkaloider.

hedret for sitt arbeid med oppdagelsen av en ny klasse superledere med tidligere uoppnåelige overgangstemperaturer.

utmerket for sitt arbeid med krystallisering og strukturbestemmelse av det fotosyntetiske systemet I.

utmerket for å oppdage den fraksjonerte kvante Hall-effekten.

hedret for sitt arbeid med tolkning av kinetiske fenomener på molekylært nivå.

hedret for sitt bidrag til utviklingen av skanningstunnelmikroskopet.

tildelt for sitt arbeid med organometallisk kjemi.

utmerket for sitt arbeid med skala- og konformansinvarians så vel som med gitterteori.

utmerket for sitt arbeid med fysisk organisk kjemi, spesielt på kjemi i massespektrometeret.

hedret for sitt arbeid med konstruksjonen av den første smalbånds avstembare fargelaseren og utviklingen av dopplerfri laserspektroskopi og oppfinnelsen av laserkjøling av atomer.

Fra 1973 til 1978 ble Otto Klung-prisen, som da ble delt ut av Otto Klung-stiftelsen alene, tildelt doktorgradskandidater og postdoktorer som en pris for fremme av unge talenter ved kjemi- og fysikkavdelingene ved Free University of Berlin:


Forskning i kjemiavdelingen


Med mer enn 17 professorater og for tiden 3 junior forskergrupper, dekkes en rekke emner fra grunnforskning til anvendt og bærekraftig kjemi i Bonn. Her spiller en rekke tverrfaglige fokuspunkter en rolle.


Teoretisk kjemi (Grimme, Kirchner, Bredow) er preget av den særegne utviklingen av metoder frem til behandling av komplekse systemer. Gruppen rundt Grimme utvikler både de beregningsmessig komplekse metodene for bølgefunksjonsteori samt dispersjonskorrigerte tetthetsfunksjoner, tettbindende MO-metoder og kraftfelt kombinert med spesielle søkealgoritmer og prosesser. Kirchner-arbeidsgruppen utvikler prosesser for beskrivelse og analyse av komplekse systemer som er hjemme i bærekraftig kjemi, for eksempel ioniske væsker eller lavtsmeltende løsningsmiddelblandinger eller batteriforskning. I tillegg til andre faststoffrelevante emner, undersøkes disse også i Bredow-arbeidsgruppen ved bruk av teoretisk faststoffkjemi.

I organisk kjemi forskes det på målstrukturorienterte (Dickschat, Höger, Lützen, Menche, von Krbek) og metodeorienterte synteser (Bunescu, Gansäuer, Menche). På den ene siden er fokuset på bærekraftig kjemi (Bunescu, Gansäuer, Dickschat) i form av utvikling av katalytiske (radikale) reaksjoner, elektrokjemi og belysning av den økologiske rollen til flyktige organiske forbindelser. I tillegg undersøker forskere retningen for supramolekylær kjemi som er tradisjonell for Bonn (Höger, Lützen, von Krbek). Her er selvorganiseringsprosesser av (metallo) supramolekylære aggregater i og langt fra likevekt like mye et interessefokus som produksjon av konjugerte lineære, sykliske og ledende oligomerer og polymerer med anvendelse innen organisk elektronikk og sensorteknologi samt for overflatestrukturering og funksjonalisering. Fokuset til Engesers forskergruppe er på reaksjonsmekanismer i løsning og i gassfase. Organisk kjemi har også fokus på naturproduktkjemi (Menche, Dickschat), som drives av utvikling av syntetiske metoder, med koblinger til farmasøytisk og medisinsk kjemi. I tillegg drives metodebasert massespektrometri (Engeser) og skanningstunnelmikroskopi (Jester) i organisk kjemi, som alle arbeidsgrupper drar nytte av samt av det utmerkede utstyret innen høyytelses væskekromatografi og optisk spektroskopi ( UV-Vis, fluorescens og CD-spektroskopi) og avdelingene for enkeltkrystallstrukturanalyse og NMR-spektroskopi, som er basert i den sentrale analysen.


Fysisk kjemi tilbyr en rekke spektroskopiske metodeutviklinger, for eksempel i multidimensjonal ikke-lineær laserspektroskopi (Vöhringer), pulsert multifrekvens elektron paramagnetisk resonansspektroskopi (Schiemann) eller enkeltmolekyl- og høyytelses lysmikroskopi (Kubitscheck). Dette er supplert med utviklingen innen teoretisk kjemi innen spektroskopi (Grimme, Kirchner). Anvendelsen av mikroskopiske teknikker for å karakterisere transportprosesser gjennom myke grensesnitt som cellekjernemembraner i biofysisk kjemi (Kubitscheck) og produksjon og undersøkelse av tynne organiske filmer på faste grensesnitt (Sokolowski) forfølges også. Arbeidsgruppene til Institutt for fysisk og teoretisk kjemi forsker dermed på molekylært nivå strukturen, dynamikken og reaktiviteten til enkle kjemiske modellsystemer, membraner, assosiasjoner på overflater og komplekse materialer opp til biomolekylære maskiner i hele celler. De bruker ikke bare moderne fysiske metoder fra feltene spektroskopi og mikroskopi, samt kvantekjemiske og molekylærdynamiske metoder, men utvikler også nye metoder selv. Arbeidet i fysisk kjemi er tverrfaglig og internasjonalt.


I uorganisk kjemi fokuserer forskningsaktiviteter på molekylær kjemi (Filippou, Streubel) og faststoffkjemi (Beck, Glaum) av hovedgruppeelementer og overgangsmetaller. I professor Filippous arbeidsgruppe er fokuset på syntese, reaktivitet og forskning på den elektroniske strukturen til forbindelser av silisium, germanium og tinn som har nye π-bindinger (f.eks. trippelbindinger til overgangsmetaller) eller nye koordinasjonsmoduser (f.eks. B. lineær). -koordinerte og plan-tetrakoordinerte silisiumforbindelser). Professor Streubels arbeidsgruppe konsentrerer seg om reaktive mellomprodukter som har lavt koordinert fosfor, samt anstrengte P-heterocykler og aromatiske P-heterocykler, sistnevnte undersøkes med hensyn til deres egnethet som molekylære batterimaterialer.


I sentrum av professor Becks forskning syntetiseres polykationiske hovedgruppeelementklynger, metallkalkogenider og pnictider og organiske, elektrisk ledende stoffer i en overordnet faststoff- og molekylærkjemisk tilnærming, og påvirkningen av strukturen til faste stoffer på deres magnetiske og elektriske egenskaper undersøkes.
Vannfrie fosfater av overgangsmetallene viser en bred strukturell variasjon. Dimensjonaliteten til metalloksyd-understrukturene som forekommer deri bestemmer farge, magnetisk oppførsel og deres redoks-katalytiske egenskaper. Forskningsinteressene til professor Glaums arbeidsgruppe fokuserte på dette inkluderer syntese, krystallisering og fysisk-kjemisk karakterisering av denne klassen av stoffer. I samarbeid med professor Bredow (Mullikensenteret) utvikler og bruker gruppen også dataprogrammet BonnMag for ligandfeltanalyse i forbindelser av lantanoider og aktinider.


Forskningsvirksomheten ved Institutt for uorganisk kjemi er preget av det brede repertoaret av spesielle syntetiske metoder og mangfoldet av analytiske karakteriseringsmetoder. De spesielle syntesemetodene inkluderer lavtemperatursynteser av termisk ustabile stoffer under inerte gassforhold, elektrokrystallisering, reaksjoner i uvanlige løsemidler som svoveldioksid og ammoniakk, solvotermiske synteser under trykk og synteser gjennom gassfasetransport. Spekteret av strukturelle analysemetoder inkluderer pulver- og enkeltkrystalldiffraktometri, også på krystaller med flere tvillinger og usammenlignelig modulerte krystaller, flytende og faststoff-heteronukleær NMR-spektroskopi, Raman-spektroskopi og lavtemperatur UV-VIS-NIR-spektroskopi Enkeltkrystaller, å belyse magnetiske ordensfenomener, elektronmikroskopi og kvanteteoretiske metoder for bindingsanalyse.

De yngre forskningsgruppene som er aktive i Bonn, som driver uavhengig forskning, er også integrert i dette forskningslandskapet. Bunescus gruppe er opptatt av utvikling av nye katalytiske syntesemetoder (CH-aktivering og fotokatalytisk radikal-krysskobling) som kan brukes til å bygge komplekse molekylære strukturer. Fokus er på bærekraftig organisk syntese i betydningen å utvikle nye, kortere og mer selektive prosesser med bedre energibalanse. Den yngre forskningsgruppen til fru von Krbek tar for seg utvikling og undersøkelse av selvorganiserte (metallo) supramolekylære systemer, som kun kan dannes og eksisterer med en kontinuerlig tilførsel av energi i form av kjemisk brensel eller lysenergi. Juniorforskergruppen rundt Holloczki (molekylær dynamikk) er basert i teoretisk kjemi og omhandler behandling av svært store systemer. Spesielt arbeider Holloczki-arbeidsgruppen med nøyaktig beskrivelse og belysning av bærekraftige systemer og den tilhørende utviklingen i kraftfeltmetoder. For eksempel undersøkes effekten av nanoplast på miljøet samt temaer knyttet til organokatalyse.


I tillegg til det tradisjonelle fokuset på supramolekylær kjemi, π-konjugerte systemer og teoretisk kjemi, har Bonn-kjemien også et sterkt tverrfaglig fokus med biokjemisk innhold. For eksempel jobber Dickschat-arbeidsgruppen med biosyntese av naturlige stoffer med spesielt fokus på terpenbiosyntese. Enzymmekanismer studeres ved hjelp av isotopmerkingseksperimenter, enzymmutagenese og bruk av substratanaloger. Schiemanns gruppe undersøker forholdet struktur-funksjon-dynamikk i oligonukleotider, proteiner og deres komplekser ved hjelp av EPR-spektroskopi, som de utvikler nye spinnmerkingsmetoder og syntetiserer modellsystemer for forskningsgruppe, Kubitscheck-arbeidsgruppen undersøker deres dynamikk inne i cellen in vivo . Struktur-aktivitetsstudier og medisinsk kjemi utføres i Menche-arbeidsgruppen. Effekten av nanoplast på cellemembraner undersøkes i Holloczki-arbeidsgruppen. Kubitscheck-arbeidsgruppen undersøker biofysiske fenomener, det samme gjør Institute for Biological Information Processes 2 "Mechanobiology" (Merkel), som er lokalisert ved Forschungszentrum Jülich, og som er dedikert til eksperimentell undersøkelse av mekanobiologien til levende celler av animalsk og menneskelig opprinnelse. Spesielt bør samspillet mellom molekylær arkitektur og mekaniske egenskaper, samspillet mellom celler og substrater og naboceller samt gjenkjennelse og prosessering av mekaniske signaler av celler og dynamikken til transportprosesser gjennom porene i membranen til cellekjerner forstås. .


Kjemi i Bonn samarbeider også i stor grad utenfor sin egen faggruppe, med forskere fra faggruppene fysikk, Limes, farmasi, medisin og geologi samt de nærliggende forskningsinstitusjonene og nabouniversitetene. Det er integrert i det tverrfaglige forskningsområdet "Byggesteiner av materie og fundamentale interaksjoner" (TRA-2). Denne undersøker naturen i ulike lengdeskalaer og prøver å forstå hvordan materiens byggesteiner samhandler med hverandre og hvordan struktur og samhandling kan oppstå i utgangspunktet. Fra subnukleære og subatomære til atomære, molekylære (bio) makromolekylære og supramolekylære til terrestriske og astronomiske størrelsesordener, prøver forskerne i Bonn å utvide grunnleggende kunnskap om naturen. Forskere jobber med sine forseggjorte eksperimenter i kjemiske syntese- og analyselaboratorier, i storskala spektrometeranlegg, i optikk- og detektorlaboratorier ved flere institutter ved universitetet, ved deres egen elektronakselerator ELSA og andre partikkelakseleratorer og observatorier rundt om i verden og til og med i rom. Disse eksperimentene er supplert med komplekse teoretiske beregninger, hvorav noen til og med overgår det vi i dag kan forske på eksperimentelt.

Kjemisk forskning i Bonn fører tradisjonelt til et stort antall søknader om finansiering fra tredjeparter. Disse er vist i deltakelsen av forskerne i Collaborative Research Centers / Transregios SFB / TR51 "Roseobacter" (Dickschat), SFB / TR261 "Antibiotic CellMAP" (Dickschat, Menche, Kubitschek), Graduate College GRK 2591 "Template-designed" organisk elektronikk ”(Höger, Lützen, Grimme, Hansen, Bredow, Sokolowski) og de prioriterte programmene 2102“ Lyskontrollert reaktivitet av metallkomplekser ”(Vöhringer), 2041“ Computational Connectomics ”(Kubitscheck), samt SPP 1807“ Kontroll av London-spredningsinteraksjoner i molekylær kjemi ”(Grimme) og forskningsgruppen FOR 2685“ The Limits of the Fossil Report: Analytical and Experimental Approaches to Understanding Fossilization ”(Engeser).


I en kjemisk reaksjon er det vanligvis bare utgangsmaterialene og produktene som er gjenkjennelige. [1] Med isotopmerking kan rollen til to forskjellig bundne atomer i løpet av reaksjonen undersøkes. [1] Fordelen med isotopmerking er at den ikke krever tilsetning av forstyrrende stoffer. [1] Isotopen som brukes til merking kan påvises etter reaksjonen ved hjelp av analytiske metoder som NMR-teknologi eller massespektrometri i det dannede produktet og dets tilsvarende bindingssituasjon. [1]

Siden de merkede forbindelsene vanligvis er dyre stoffer, fortynnes en merket forbindelse med et overskudd av umerket forbindelse. [1] Eksempler på utveksling av isotoper er erstatning av H med tungt hydrogen som D (deuterium) eller T (tritium), 12 C ved 13 C, 14 C eller 16 O med 17 O, 18 O. [1] [3]

Melvin Calvin brukte isotopmerking for å oppdage Calvin-syklusen. [4] Meselson-Stahl-eksperimentet er et annet velkjent eksempel på bruk av isotopmerking; eksperimentet demonstrerte den semikonservative replikasjonen av DNA. [5]

Belysning av reaksjonsmekanismer Rediger

Et eksempel på bruk av isotopmerking som en belysningsmetode i organisk kjemi resulterer ifølge Roberts og Urey med dannelse av estere. [1] Belysningen av den assosierte mekanismen reiste først spørsmålet om det alkylbundne hydroksyd-oksygenatomet i alkoholen er tilstede i esteren eller i vannet som dannes etter at reaksjonen er fullført. [1] Ved å bruke en alkohol merket med 18 O (vist i blått nedenfor) var det mulig å vise at 18 O-isotopen bare kan påvises i esteren, dvs. bare den øvre reaksjonsveien (EN.) finner sted (bare én retning av reaksjonen vurderes, hvor det vanligvis bundne oksygenet er 16 O-isotopen): [1]

Ustabiliteten til karbonylgruppen til karboksylsyren i løpet av esterdannelsen kan også bestemmes ved hjelp av isotopmerking. [1]

Bioteknologisk metode - Metabolic Marking Editing

Målrettede isotopmerkede forbindelser som legemidler, virkestoffer i plantevernmidler eller proteiner produseres for å kunne undersøke omsetningen til disse stoffene målrettet. Ved å bruke isotopmerkede aktive stoffer kan nedbrytningen av disse stoffene i kroppen, deres utskillelse (f.eks. via urinen) og deres skjebne i miljøet studeres. [6] Dette oppnås for eksempel med metoden for metabolsk merking, der enkelte cellekulturer kan berikes i spesielle næringsmedier med blant annet isotopmerkede forbindelser (for eksempel 35 S), for i ettertid å undersøke deres skjebne i metabolismen av organismer. [6]

Rediger SILAC-metoden

Metoden for metabolsk merking brukes for eksempel i sammenheng med SILAC-metoden (for eksempel i form av en 15 N merking). [7]

Bruk i andre redigeringsmetoder

En kjemisk variant av isotopmerking er dimetylmerking (ICAT). [8.]

Isotopmerkingen brukes også i form av isobarmerking. [9] [10]

Som et eksempel, med utgangspunkt i 13C-merket bariumkarbonat (1), produserer 13C-merket karbondioksid ved å tilsette svovelsyre. [11] [12] Via en Grignard-reaksjon med butylmagnesiumbromid kan det merkede karbondioksidet deretter omdannes til karboksylsyren (2) blir omsatt med 13C-merket karbonylgruppe. [1. 3]


Reaksjonsprosesser og kinetikk.

Måling er uløselig knyttet til utviklingen av menneskelig sivilisasjon, fordi handel, konstruksjon og landmåling alltid har krevd kvantifisering av lengde, areal, volum og masse. Målinger var også nøkkelen til utviklingen av eksakt vitenskap. Gjennom kvantitativ analyse av bevegelsesprosesser kom Isaac Newton til den konklusjon at fallet av et eple fra et tre bestemmes av de samme kreftene som planetens bevegelse. Med sine tre bevegelseslover grunnla han deretter klassisk fysikk i andre halvdel av 1600-tallet.

Igjen var det målinger som utløste overgangen fra fenomenologisk orientert alkymi til moderne kjemi. Da Lavoisier brukte vekten som et presisjonsinstrument i andre halvdel av 1700-tallet og fant ut at forbrenning av stoffer generelt var assosiert med vektøkning, detroniserte han den da rådende flogistonteorien, siden flogistonet som frigjøres under forbrenningen må ha en negativ masse. Med differensieringen av grunnstoffer og kjemiske forbindelser avledet fra dette, hadde fødselen av moderne kjemi slått til. Men hvorfor måler du hastigheten på kjemiske reaksjoner?

I løpet av den alkymistiske perioden, parallelt med Newtons arbeid, tok Robert Boyle allerede målinger på oppførselen til gasser. Som en utmerket anmeldelse av Walter Jansen i dette nummeret beskriver, ble disse studiene konsekvent videreført på 1700- og 1800-tallet. Selv om kinetikken til organiske kjemiske reaksjoner i løsning også ble undersøkt, fikk dette arbeidet lite oppmerksomhet fra organiske kjemikere, som Louis Plack Hammett, grunnleggeren av fysisk organisk kjemi, beskriver (Hammett LP, J. Chem. Educ. 1966, 43, 464) -469):

«En tid var det nesten et ærespunkt for både fysiske og organiske kjemikere å bekjenne seg til uvitenhet om de andres felt. For mange fysiske kjemikere på 1920- og begynnelsen av 1930-tallet var den organiske kjemikeren en skitten håndverker som var engasjert i et usystematisk søk ​​etter nye forbindelser, et søk som var sterkt påvirket av profittmotivet. Og faktisk husker jeg bemerkningen fra en fremtredende organisk kjemiker om at den store gleden ved organisk kjemi var at man kunne begynne å lage en parfyme og ende opp med et fargestoff eller et stoff."

Situasjonen endret seg fundamentalt da Christopher Ingold på slutten av 1920-tallet grunnla den elektroniske teorien om organisk kjemi ved å studere mekanismene for elektrofile aromatiske og nukleofile alifatiske substitusjoner. Differensieringen av SN2- og SN1-reaksjoner er fortsatt det viktigste eksemplet for å demonstrere belysningen av reaksjonsmekanismer gjennom kinetiske målinger. Ingold anerkjente viktigheten av disse funnene og postulerte i 1934 (Ingold C. K., sitert av Barton D. H. R., Bull. Hist. Chem. 1996, 19, 43–47):

«Det nye verket gjorde det uunngåelig klart at den gamle ordenen i organisk kjemi var i endring, fagets kunst avtok, vitenskapen økte: ikke lenger kunne man bare blande ting: sofistikering i fysisk kjemi var grunnlaget som alle kjemikere, inkludert den organiske kjemikeren, må starte."

Kinetiske målinger spilte en nøkkelrolle i utviklingen av den mekanistiske modellen for organisk kjemi i de følgende tiårene, som muliggjorde den påfølgende stormfulle utviklingen av nye syntetiske metoder. De klassiske kinetiske metodene, som er basert på å spore de tidsmessige endringene i spektroskopiske egenskaper (UV-Vis, IR, NMR), den optiske rotasjonen eller ledningsevnen til reaksjonssystemet, har blitt kombinert med nye blandeteknikker (stoppet strømning) slik at de inntreffer på noen få millisekunder. Reaksjoner kan måles. Enda raskere reaksjoner kan bestemmes av relaksasjonsmålingene introdusert av Manfred Eigen.

Laserteknikker foretrekkes i dag for å undersøke svært raske reaksjoner. Hierbei werden durch einen kurzen intensiven Lichtpuls hochreaktive Spezies – wie Ionen, Radikale oder elektronisch angeregte Zustände – erzeugt, deren Zerfall (meist durch UV-Vis-Spektroskopie) direkt verfolgt wird. Durch Femtosekunden-Spektroskopie gelang sogar die direkte Beobachtung von Übergangszuständen.

Mithilfe massenspektroskopischer Verfahren, wie ICR, lassen sich Ionenreaktionen auch in der Gasphase kinetisch verfolgen. Vergleich mit der Kinetik in Lösung ermöglicht die quantitative Erfassung von Solvatationseffekten. Gasphasenkinetik spielt auch für die Untersuchung der Atmosphärenchemie und den damit verbundenen Klimawandel eine wichtige Rolle.

Kinetische Messungen bilden somit eine wesentliche Grundlage für unser Verständnis vom molekularen Ablauf chemischer und biochemischer Transformationen. Sie sind aber auch von größter praktischer Bedeutung, denn die Durchführung großtechnischer Prozesse wird entscheidend durch die Geschwindigkeit der dabei ablaufenden Prozesse bestimmt. Untersuchungen der Kinetik katalysierter Reaktionen, die auch bei der Entwicklung der Wasserstofftechnologie im Rahmen der Energiewende eine Rolle spielen, sind eine Herausforderung für künftige Generationen.


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Das Standardwerk der Reaktionsmechanismen in 3. Auflage!

1998 ausgezeichnet mit dem Buchpreis des Fonds der Chemischen Industrie

Durch die sorgfältige Konzeption, die zweifarbigen Abbildungen und die klare Text-Bild-Zuordnung hat sich Reinhard Brückners Lehrbuch zum Standardwerk der klassischen und modernen Reaktionsmechanismen und Synthesemethoden entwickelt. Die roten Elektronen-"Schiebepfeile" zum schrittweisen Verständnis des Reaktionsgeschehens wie auch die farbigen Randbalken zur Unterscheidung des empfohlenen Stoffes für Grund- und Hauptstudium erhöhen die Übersichtlichkeit und den Lernwert des Werkes.

Die Pressestimmen sprechen für die zunehmende Beliebtheit des "Brückners" unter Studenten wie Dozenten:

>>(. ) das mit Abstand modernste und didaktisch beste deutschsprachige Lehrbuch über Reaktionsmechanismen in der Organischen Chemie.<< Prof. J. Martens, Universität Oldenburg

>>Ein Buch für alle, die moderne Organische Chemie lernen wollen.<<
Prof. P. Knochel, Universität München

>>Ein außergewöhnlicher Gewinn für die deutschsprachige Studentenschaft! Ich habe bereits nach zwei Stunden Lektüre mehr als 10 Eselsohren untergebracht.<<
Prof. A. Griesbeck, Universität Köln

Professor Dr. Reinhard Brückner arbeitet seit 1998 am Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Freiburg. Seine Forschungsgebiete sind Naturstoffsynthese und die Entwicklung neuer Methoden im Bereich der Stereoselektiven Synthese. Zuvor war er Professor für Organische Chemie an den Universitäten Würzburg und Göttingen bzw. Gastprofessor an der University of Wisconsin in Madison (USA), der Universidade de Santiago de Compostela (Spanien), der Indiana University Bloomington (USA) und der Tokyo University (Center of Excellence Program).

Professor Dr. Reinhard Brückner arbeitet seit 1998 am Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Freiburg. Seine Forschungsgebiete sind Naturstoffsynthese und die Entwicklung neuer Methoden im Bereich der Stereoselektiven Synthese. Zuvor war er Professor für Organische Chemie an den Universitäten Würzburg und Göttingen bzw. Gastprofessor an der University of Wisconsin in Madison (USA), der Universidade de Santiago de Compostela (Spanien), der Indiana University Bloomington (USA) und der Tokyo University (Center of Excellence Program).


Strontium hat vier stabile, natürlich vorkommende Isotope: 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,0 %) und 88 Sr (82,58 %).

87 Sr ist ein Zerfallsprodukt von 87 Rubidium, das eine Halbwertszeit von 48,8 Milliarden Jahren hat. Daher kann man das Alter mancher Gesteine mit Hilfe ihrer Rubidium- und Strontiumisotopenverhältnisse bestimmen.

Bei Lebewesen (z. B. Menschen) wird Strontium an Stelle von Calcium auch in Knochen und Zahnschmelz eingebaut. Anders als in den Knochen wird das Sr im Zahnschmelz nach dem vierten Lebensjahr nicht mehr ausgetauscht. Deshalb bleibt dort das Isotopenverhältnis identisch mit dem am Lebensort des Kindes. Die Strontiumisotopenanalyse nutzt man für archäologische Untersuchungen von Skelettfunden. Vergleicht man das Sr-Isotopenverhältnis in den Knochen mit dem in den Kauzähnen, belegt ein unterschiedliches Verhältnis eine nach dem vierten Lebensjahr erfolgte Wanderbewegung.


Inversvoltammetrie / Stripping-Voltammetrie

Bei dieser Form der Voltammetrie wird vor dem Potentialscan ein Anreicherungsschritt durchgeführt. Ziel ist es, durch Abscheidung des Analyten an der Arbeitselektrode größere voltammetrische Signale zu erhalten, um quantitative Bestimmungen im Ultraspurenbereich zu ermöglichen. Dafür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Durch Elektrolyse können Metallionen zum Metall reduziert und als hauchdünne Schicht an der Arbeitselektrode abgeschieden werden. Im Falle von Quecksilber als Elektrodenmaterial (hängender Tropfen oder Film) wird dabei meist eine Legierung gebildet. Das Metall löst sich im flüssigen Quecksilber. Insbesondere Metallkomplexverbindungen und organische Analyten lassen sich durch Adsorption an der Arbeitselektrode ablagern. Die Voranreicherung des Analyten bewirkt eine Absenkung der Bestimmungsgrenze um den Faktor 1000.

Beispiel:
Cadmiumionen werden im Anreicherungsschritt an einer Quecksilberelektrode abgeschieden:

$ mathrm + 2 e^- longrightarrow Cd> $

In Umkehrung, dem sogenannten Stripping, wird das abgeschiedene Cadmium anodisch wieder oxidiert:

Hierbei wird die Strom-Spannungskurve aufgenommen, wobei bei linear veränderlicher Spannung Spitzenströme auftreten, die registriert werden. Über das aufgenommene Diagramm lassen sich Aussagen über die ursprüngliche Konzentration des Metallions in der Lösung machen, wenn man zuvor Eichkurven erstellt hat. Man kann bei dem umgekehrten Vorgang auch andere Bestimmungsverfahren, z.B. die Coulometrie anwenden, wobei in diesem Fall über die ermittelte Ladung die Masse des zuvor abgeschiedenen Stoffes berechnet werden kann.

Liegen mehrere Metallionen in der Lösung vor, so entstehen bei der anodischen Wiederauflösung mehrere Stromspitzen, die man entsprechend zuvor erstellter Eichkurven den unterschiedlichen Metallionen zuordnen kann.


Die Süd-Chemie und die Technische Universität München (TUM) haben eine strategische Allianz „Munich Catalysis" zur Katalyseforschung vereinbart. Zentrales Thema der Zusammenarbeit wird neben der Grundlagenforschung im Bereich der Katalyse die Entwicklung innovativer Katalysatoren als Schlüsseltechnologie zur nachhaltigen Sicherung des weltweit steigenden Bedarfs an Energie und chemischen Grundstoffen sein. Dr. Margareta Dellert-Ritter befragte den Vorstandsvorsitzenden der Süd-Chemie, Dr. Günter von Au, und den Präsidenten der TUM, Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann, über Hintergründe und Zukunftsperspektiven dieser Allianz.

CHEManager: Herr Dr. von Au, Herr Professor Herrmann, welche Philosophie steht hinter der Kooperation der TUM und Süd-Chemie?

Günther von Au: Die Entwicklung innovativer Lösungen der großen Herausforderungen der Zeit war stets ein Grundprinzip der Süd-Chemie. So wie unser Gründervater Justus von Liebig im 19. Jahrhundert Kunstdünger zur Linderung der angespannten Ernährungssituation in Bayern herstellte, entwickeln wir heute Lösungen für den nachhaltigen Ersatz von Erdöl als Basisressource der Chemie. Die Katalyse - Leittechnologie des 21. Jahrhunderts und Kernthema unserer Kooperation mit der TUM - spielt hier eine zentrale Rolle. So haben wir uns die Erforschung neuer erdölunabhängiger Herstellungswege von Olefinen aus Kohle, Erdgas oder Biomasse ebenso auf die Fahne geschrieben wie die Abtrennung des reaktionsträgen Treibhausgases CO2 aus Kraftwerksprozessen und seine Nutzung als Synthesebaustein von Energieträgern oder Chemiegrundstoffen.

Wolfgang A. Herrmann: Mit der Allianz Munich Catalysis bearbeiten wir an ausgewählten Beispielen die gesamte Wertschöpfungskette katalytischer Prozesse, also von der Katalysatorbasis bis zur technischen Umsetzung. Damit ist Katalyse bei uns nicht schmales Expertentum, sondern ein integrierter Ansatz unter Beteiligung aller einschlägigen Fachexpertisen. Munich Catalysis passt damit perfekt in das hochschulweit wirksame TUM Catalysis Research Center, das derzeit für ca. 60 Mio. € einen Neubau auf dem Campus Garching bekommt - Fertigstellung ist 2012.

Welche Bedeutung hat dieses Projekt für die Kooperationspartner?

Günther von Au: Eine Wegweisende! Wir bündeln unsere zahlreichen Kooperationen mit der TUM in der Katalyseforschung in einem langfristigen Gesamtkonzept. Im Sinne eines „Industry on Campus"-Konzepts werden TUM-Wissenschaftler mit Süd-Chemie-Forschern an den wichtigsten Fragestellungen der Katalyseforschung arbeiten.

Wolfgang A. Herrmann: Als unternehmerische Universität ergänzen wir mit Munich Catalysis die akademische Grundlagenforschung. Wir bleiben mit konkreten Anwendungsprojekten am Puls der Industrie. Dies wird ständig aktuelle, industrierelevante Fragestellungen in unsere Katalyseforschung einspeisen. So ist Munich Catalysis ein „Tauschplatz des Wissens" zwischen Hochschule und Industrie. Letztendlich sorgt das dafür, dass unsere Studenten lernen, was ihre zukünftigen Arbeitgeber von ihnen erwarten: Systemdenken! Und wir verkürzen den Weg guter Ideen von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung. Die beteiligten Doktoranden sind Mitglieder der TUM Graduate School, wo sie auch überfachliche Kompetenzen und Auslandserfahrung erwerben.

Für welchen Zeitrahmen ist die Kooperation angedacht?

Günther von Au: In unserem Rahmenvertrag haben wir die Zusammenarbeit zunächst für 10 Jahre vereinbart. Im Erfolgsfall - wovon wir fest ausgehen - werden wir sie darüber hinaus fortsetzen.

Wolfgang A. Herrmann: Munich Catalysis setzt laufende Kooperationen logisch fort, bündelt und ergänzt sie. Wir schaffen damit den Rahmen für eine langfristige Zusammenarbeit.

Wie sehen die finanziellen Rahmenbedingungen aus?

Günther von Au: Wir fördern die Forschungen an der TUM mit bis zu 2 Mio. € pro Jahr. Unser Engagement soll durch das Einwerben von zusätzlichen Fördergeldern für die Munich Catalysis Projekte weiter aufgewertet werden. Insgesamt investiert die Süd-Chemie deutlich über 5% ihres Umsatzes in die Entwicklung neuer Produkte und Technologien. Damit gehören wir zu den forschungsstärksten Chemieunternehmen der Welt. In die Katalyseforschung investieren wir übrigens noch deutlich mehr.

Wolfgang A. Herrmann: Die TUM bringt hier ihre vielfältige Expertise ein. Die Berufungspolitik der letzten Jahre hat sich stark an den Zielen des TUM Catalysis Research Center ausgerichtet, weitere neue Professuren sind in der Pipeline. Dies unterstützt die Süd-Chemie mit den finanziellen Beiträgen, wie sie der Vertrag festlegt.

Welches Know-how stellt die TUM zur Verfügung?

Günther von Au: Die TUM verfügt in der Katalyse über eine breite Expertise, die ihresgleichen in Deutschland sucht. Sie reicht von theoretisch arbeitenden Gruppen über Gruppen mit präparativer Ausrichtung bis hin zur angewandten, industriellen Katalyse. Nicht zu vergessen die Physik und Ingenieurwissenschaften, deren Beitrag für das Auffinden innovativer Lösungen zu komplexen Fragestellungen essentiell ist. Wir wollen die genannten Expertisen in interdisziplinären Projektgruppen zusammenbringen, damit sie sich zur Lösung komplexer Aufgabenstellungen gegenseitig befruchten.

Wolfgang A. Herrmann: Die klassischen Bereiche der chemischen Katalyse, das Erforschen neuer Reaktions- und Synthesewege sowie die Aufklärung von Reaktionsmechanismen, sind an der TU München traditionell sehr stark. Beispiele sind die Metallorganische Chemie, die Polymerchemie, die Technische Chemie, die Verfahrenstechnik und neuerdings auch ihre biowissenschaftlichen Varianten. Im Katalyseforschungszentrum bringen wir alle Kompetenzen für zukunftsweisende neue Forschungsansätze zusammen. Insbesondere die Einbindung der Informatik und der Ingenieurwissenschaften erweitert die Möglichkeiten bei Themen wie Laborautomation oder Mikrosystemtechnik.
Viele großtechnische Prozesse sind im Detail noch wenig verstanden. Simulationsrechnungen ermöglichen hier neue Optimierungsstrategien. Chemie und Physik liefern neue Erkenntnisse über Nanostrukturen oder können das Verhalten einzelner Moleküle auf der Katalysatoroberfläche untersuchen. Nicht zuletzt die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Nanotechnologie und Nanomaterialien sowie mit den Exzellenzclustern Munich Advanced Photonics und Nanosystems Initiative Munich hier in Garching liefern exzellente Voraussetzungen für innovative Lösungen. Eine neue Ausrichtung der Katalyse bietet sich neuerdings in der Elektrochemie, die wir an der TUM neu als Lehrstuhl eingerichtet haben - Stichwort: Elektromobilität. Elektrodenprozesse leben von Katalysephänomenen!

Inwieweit wird die Süd-Chemie infolgedessen ihr Katalysatorprogramm erweitern?

Günther von Au: Neben der Grundlagenforschung ist ein zentrales Thema unserer Zusammenarbeit die Entwicklung von Katalysatoren zur Sicherung des weltweit steigenden Bedarfs an Energie und chemischen Grundstoffen. Natürlich ist es von der Grundlagenforschung zum marktfähigen Produkt ein weiter Weg. Aber es ist unser Anspruch, hervorragende Forschungen auch in neue oder bessere Produkte umzusetzen.

Welche Zielsetzungen verfolgen Sie mit dieser Kooperation mittel- und langfristig?

Günther von Au: Um einmal den Präsidenten der TUM zu zitieren: Wir müssen die Rohstoffe in den Köpfen der Menschen bestmöglich fördern und nutzen. Mit dieser Allianz wollen wir die akademische Basis in der TUM auf dem Zukunftsfeld der Katalyse insgesamt stärken - und damit natürlich auch die Innovationskraft der Süd-Chemie.

Wolfgang A. Herrmann: Bei knapper werdenden Rohstoffen und steigenden Energiepreisen wird die Katalyse zu einer interdisziplinären Zukunftstechnologie. Dafür müssen die Hochschulen nicht nur das nötige Wissen schaffen, sondern auch die nötigen Wissenschaftler. Mit dem neuen Zentralinstitut für Katalyseforschung bündelt die TUM die Hochschulforschung in der chemischen Katalyse. Als industrienahe Forschungskooperation spielt Munich Catalysis dabei eine wichtige Rolle. Mit Munich Catalysis werden wir nicht nur Erkenntnisse liefern sondern auch Lösungen für aktuelle Probleme.

Lesen Sie das Interview in voller Länge in der GIT Labor-Fachzeitschrift, Ausgabe 1/2011.


Weblinks

  1. ↑Catarina Pietschmann: Die Molekül-Macherin , Der Tagesspiegel, 24. April 2021.
  2. ↑Catarina Pietschmann: Wenn Elektronen sich die Kante geben , Der Tagesspiegel, 28. September 2019.
  3. ↑Johannes Mairing: Das Unsichtbare wiegen , Der Tagesspiegel, 6. Oktober 2018.
  4. ↑Catarina Pietschmann: Unruhestifter auf atomarer Ebene , Der Tagesspiegel, 7. Oktober 2017.
  5. Preisträger • Klung-Wilhelmy-Wissenschafts-Preis. In: klung-wilhelmy-wissenschafts-preis.de. Abgerufen am 24. September 2016 . ↑Catarina Pietschmann: Waffe weg, Mikrobe! , Der Tagesspiegel, 24. September 2016.
  6. Preisträger • Klung-Wilhelmy-Wissenschafts-Preis. In: klung-wilhelmy-wissenschafts-preis.de. Abgerufen am 21. Oktober 2015 . ↑Catarina Pietschmann: Eiskalte Mechanik , Der Tagesspiegel, 5. Dezember 2015.
  7. ↑Catarina Pietschmann: Molekülen bei der Arbeit zusehen , Der Tagesspiegel, 4. Oktober 2014.
  8. ↑Catarina Pietschmann: Lichtstrahl in der Warteschleife , Der Tagesspiegel, 28. September 2013.
  9. ↑Catarina Pietschmann: "Katalysator" für die Medizin von morgen , Der Tagesspiegel, 13. Oktober 2012.
  10. ↑Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis 2011 geht an den Biophysik-Professor Dieter Braun beim Informationsdienst Wissenschaft (idw-online.de) abgerufen am 23. Oktober 2011.
  11. ↑Matthias Thiele: Die Zutaten der Ur-Suppe , Der Tagesspiegel, 15. Oktober 2011.
  12. ↑Matthias Manych: "Licht"-Schalter im Nanomaßstab , Der Tagesspiegel, 20. November 2010.
  13. ↑Aliki Nassouffis: Das ganze Universum im Computer , Der Tagesspiegel, 14. November 2009.
  14. ↑Dagny Lüdemann: Im Mikrokosmos der Moleküle , Der Tagesspiegel, 12. November 2008.
  15. ↑Matthias Manych: Fließende Atome eiskalt erwischt , Der Tagesspiegel, 17. November 2007.



Stand der Informationen: 07.06.2021 02:37:10 CEST

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Isotopenuntersuchung

Isotopenuntersuchungen ermitteln den Anteil von Isotopen eines chemischen Elementes innerhalb einer Probe. Die meisten chemischen Elemente besitzen mehrere Isotope. Mit einem Massenspektrometer kann man diese Isotopenzusammensetzung (die Isotopie) sehr genau bestimmen (bis Nanogramm Probenmenge und je nach Element und Isotop bis ppt Genauigkeit).

Die Isotopenuntersuchung erfolgt durch Massenspektrometrie. Im Massenspektrometer werden die Isotope je nach Masse und Ladung unterschiedlich stark von ihrer Flugbahn abgelenkt und als Peaks aufgezeichnet. Je höher die Konzentration eines Isotops ist, desto größer ist der ausgegebene Peak. Zur Berechnung der Isotopenzusammensetzung werden internationale Standards (unterschiedlich für die verschiedenen Elemente) verwendet, die mit den Proben zusammen gemessen werden und eine definierte Isotopenzusammensetzung besitzen. Ώ]

Anwendungsbeispiele für Isotopenuntersuchungen:

  1. Die Messung radiogener Isotope liefert Rückschlüsse auf das Alter einer bestimmten Mineral- oder Gesteins­probe, siehe Geochronologie und Radiometrische Datierung.
  2. Isotope leichterer Elemente (vor allem Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Wasserstoff), dienen zum Beispiel als Nachweis für die regionale und klimatische Herkunft von Lebensmitteln, etwa von Obstsäften, oder auch für die Umweltbedingungen, die bei der Bildung von Muschel- oder Foraminiferen-Schalen im Ozean geherrscht haben.
  3. In der organischen Chemie werden Isotopenuntersuchungen mit leichteren Elementen zur Klärung von Reaktionsmechanismen eingesetzt.
  4. Sauerstoff- und Wasserstoffisotope können in der Pflanzenökologie genutzt werden, um Wasserquellen von Pflanzen zu ermitteln.
  5. Ursachen, Auswirkungen und Anwendungen von Isotopeneffekten können untersucht werden.
  6. Über die Untersuchung der Verteilung bzw. des Anteils von Deuterium in einem organischen Molekül mit der 2 H-NMR-Spektroskopie lässt sich eine Aussage über die Herkunft des Stoffes machen.
  7. Verschiedene Erzlagerstätten eines Metalls unterscheiden sich häufig in den Anteilen der enthaltenen Isotope, so dass aus der Bestimmung der Mengenverhältnisse auf die Lagerstätte geschlossen werden kann. Das ist insbesondere bei metallischen archäologischen Funden von Bedeutung und dient u. a. zur Rekonstruktion von frühen Handelswegen.


Video: Påvisningstester i organisk kjemi forelesning 1 (Juli 2022).


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