Anorganische Chemie (C3) Prof. Dr. Wolfgang Weigand Forschungsschwerpunkte Biometallorganische Chemie: Im Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes werden [FeFe]-Hydrogenasemodelle synthetisiert und als Elektro- oder Photokatalysatoren zur Wasserstoffproduktion verwendet. Antitumoraktive Metallkomplexe: Es werden neuartige Platin(II und IV)- und Rutheniumkomplexe hergestellt, die biologisch aktive Liganden enthalten, und vor allem bei Cisplatin-resistenten Tumorzellen getestet werden (in Kooperation mit der Universitätsfrauenklinik, Uni Jena). Reaktive Chalcogenverbindungen (Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen) und deren komplexchemisches Verhalten gegenüber Übergangsmetallen werden untersucht. Präbiotische Chemie: Aktivierung von Kohlendioxid und Cyanid an Mackinawit. Dabei wurden Eisen-Schwefel Minerale als mögliche Vorläufer von Enzymen in einer primordialen „Iron-Sulfur-World“ getestet. Synthese von neuartigen Gallium- und Lanthanidenkomplexen mit mehrzähnigen Liganden, die in der Positron Emissions Tomographie (PET) Anwendung finden sollen (in Kooperation mit der Klinik für Nuklearmedizin, Uni Jena). 50 — FORSCHUNG Präbiotische Chemie Im Zusammenhang mit der Frage nach dem Ursprung des Lebens auf der Erde ist es bisher noch ungeklärt, wie erste organisch Verbindungen, die zum Aufbau replikationsfähiger Systeme befähigt sind, entstanden sind. Große Bedeutung wird hier dem Einfluss von Oberflächen sulfidischer Minerale beigemessen, da die Elemente Eisen und Schwefel offensichtlich auf der primordialen Erde reichlich verfügbar waren. Es hat sich in diesem Zusammenhang der Begriff „primordiale EisenSchwefel-Welt“ eingebürgert, der vor allem auf die von Günter Wächtershäuser entwickelte Theorie der „Iron-Sulfur World“ in einer vulkanischen Umgebung zurückgeht. Auf einer mineralischen Matrix bzw. „Substruktur“, die aus Eisensulfiden besteht, werden in wässrigem Milieu „kleine“ Moleküle wie CO, CO2, H2, N2, HCN, die exhalatorischen Ursprungs sind, adsorbiert und aktiviert. Dabei sollen größere und komplizierter aufgebaute biorelevante Moleküle, sogenannte „Pionierorganismen“, Abb. 1: Erster Schritt der Aktivierung von Blausäure an Mackinawit (FeS). entstehen. Natürlich vorkommende Übergangsmetallsulfide haben möglicherweise eine zentrale Rolle bei der Bildung von lebenden Systemen gespielt, da sie in der Lage sind, an der Oberfläche angelagerte Moleküle zu aktivieren und somit bestimmte Reaktionen gezielt zu katalysieren. Bei unseren Arbeiten stießen wir auf eine besonders originelle Herstellung von Mackinawit-Nanopartikeln aus den Elementen Eisen und Schwefel in Wasser, die bereits vor 300 Jahren erstmals erwähnt wurde und dann praktisch in Vergessenheit geriet. Diese wiederentdeckte Synthesemethode wurde von uns dazu verwendet, unter variierenden Reaktionsbedingungen und Parametern, Mackinawit zu erhalten, an dem „kleine“ Moleküle aktiviert werden. Wir konnten auf diese Weise Cyanid an dieser FeS-Phase aktivieren und zu Alkylthiolen reduzieren. [1] Bolney, R., Grosch, M., Winkler, M., van Slageren, J., Weigand, W., Robl, C. (2021): Mackinawite formation from elemental iron and sulfur. RSC Adv., DOI: doi.org/10.1039/D1RA03705F.
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