Ackermann, L., & Althammer, A.

Magnesiumorganische Verbindungen können in einer Vielzahl nützlicher Transformationen eingesetzt werden, die auch für industrielle Prozesse von Bedeutung sind. Jüngere Arbeiten zur Synthese hochfunktionalisierter Grignard-Reagenzien eröffnen hierbei faszinierende neue Perspektiven für die organische Synthesechemie. Insbesondere der Zusatz überstöchiometrischer Mengen Lithiumchlorid erlaubt die Herstellung magnesiumorganischer Verbindungen ausgehend von Haloarenen oder Arenen unter sehr milden Reaktionsbedingungen. Diese hochfunktionalisierten Grignard-Reagenzien können als Startmaterialien für übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungsreaktionen dienen. Neuere Entwicklungen im Ligandendesign resultieren in hochaktiven Palladium- und Nickelkatalysatoren für effiziente Umsetzungen von preiswerten Chloriden und Tosylaten oder anspruchsvollen Fluoriden. Als ökonomisch attraktive Alternative weisen eisenkatalysierte Kupplungsreaktionen magnesiumorganischer Verbindungen enormes Potential für weitere Entwicklungen auf.

Riss, A., & Diwald, O.

Für Festkörper mit einer räumlichen Ausdehnung von wenigen Nanometern ergeben sich oft eindeutige Zusammenhänge zwischen Festkörpergestalt und bestimmten physikalischen und chemischen Eigenschaften, die hinsichtlich der Verwendung von Nanomaterialien als Funktionswerkstoffe von Bedeutung sein können. In diesem Artikel wird exemplarisch aufgezeigt, dass Ensembles von Nanokristallen mit einheitlicher und enger Größenverteilung wertvolle Modellsysteme zur Aufklärung von Prozessen an der Grenzfläche und im Inneren des Festkörpers sein können. Auch aus Sicht der Materialsynthese haben Nanokristalle mit ausgezeichneter und einheitlicher Morphologie große Bedeutung. Dort können sie als elementare Bauelemente zum orientierungsabhängigen Wachstum komplexerer Nanostrukturen eingesetzt werden.

Römer, M., & Becker, W.

Schneller, schärfer, größer – und immer weiter verbreitet – so lässt sich die Erfolgsgeschichte der LC-Displays beschreiben. Das Geheimnis dahinter: High-Tech-Flüssigkristalle mit ganz besonderen Eigenschaften, die die leichten, energiesparenden LCDs erst ermöglichen. Moderne Kommunikation ist durch sie erst mobil und sichtbar geworden. Seit Jahren ist Merck weltweit Technologie- und Marktführer auf dem Gebiet der Flüssigkristalle, deren Mischungen und Anwendungen.

Roth, K.

Ein hart- oder weichgekochtes Ei zuzubereiten, scheint trivial: Das täuscht! Die Übertragung von Wärmeenergie vom umgebenden Wasser im Kochtopf auf die verschiedenen internen Teile ist sehr komplex und die daraus resultierenden chemischen Prozesse sind viel komplizierter als ein einfaches Entwirren von Polymerknäulen. Unser Wissen um die grundlegenden chemischen Prozesse ist recht mager, so dass wir nur Staunen können, wie durch einfaches Eingeben eines Eis in kochendes Wasser am Ende eine solche Delikatesse entsteht. Dies ist wieder ein Beweis dafür, dass selbst von uns unbeabsichtigte Chemie Wunder vollbringen kann.

Kourist, R., & Höhne, M.

Immer aktiver, stabiler und selektiver – so wünschen sich Chemiker und Industrie ihre Biokatalysatoren. Obwohl Enzyme ihre Rolle in der Natur meist perfekt spielen, entsprechen sie oft nicht den Anforderungen für industrielle Anwendungen. Nach dem Motto “was nicht passt, wird passend gemacht”, sind Biotechnologen in der Lage, Enzyme durch Veränderung ihrer minosäuresequenz zu optimieren. Die beiden grundsätzlich verschiedenen Konzepte rationales Design und gerichtete Evolution werden in diesem Artikel vorgestellt und aufgezeigt, wie damit Enzyme im Hinblick auf ihre Stabilität und Enantioselektivität verbessert werden können – bis hin zur Schaffung von Biokatalysatoren mit neuen, nicht-natürlichen Aktivitäten.

Boeck, G.

Die “Frauenchemiebücher” sind faktisch so alt wie die nicht geschlechtsspezifischen populären Chemiebücher. An der Wende des 18. zum 19. Jahrhundert unterscheiden sie sich weder im Inhalt noch in der literarischen oder der didaktischen Gestaltung signifikant von anderen zeitgenössischen populärwissenschaftlichen Schriften auf dem Gebiet der Chemie. Warum lassen Vorworte und Titel trotzdem auf eine “angebliche” Ausrichtung auf Frauen schließen? Die Autoren wussten, dass die Zeit der Frau eine Grundbildung zugestand. So sollten die Bücher einen Weg zu einer angemessenen Bildung eröffnen, aber primär mit dem Ziel, dem Ehemann Gesprächspartnerin sein und an der Erziehung der Kinder maßgeblich teilhaben zu können.

Felixine, S., Veit, D., & Gries, T.

Biopolymere stellen eine interessante Polymerklasse dar, deren Potential bisher noch nicht endgültig erfasst ist. Sie gewinnen jedoch zunehmend an Marktwert. Vor allem Polylactid (PLA) hat sich bereits durchsetzen können, da es nicht nur aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden kann und abbaubar ist, sondern darüber hinaus ein Eigenschaftsprofil aufweist, das mit herkömmlichen thermoplastischen Kunststoffen vergleichbar ist und sich auch ähnlich gut verarbeiten lässt. Das Anwendungsfeld der Biopolymere reicht von Folien, Obst- und Gemüseschalen bis hin zu Hygiene- und Medizinartikeln und ist daher sehr vielfältig. Diese Vielfältigkeit wird sicherlich in der Zukunft weiter zunehmen.

Matz, C.

Marine Mikroorganismen sind als vielseitige Produzenten von Sekundärmetaboliten bekannt. Auch wenn das Meer tausende von bioaktiven Metaboliten in den letzten zwei Jahrzehnten hervorgebracht hat, so stehen wir erst am Anfang, die natürlichen Funktionen dieser Moleküle zu erforschen. Viele Mikroorganismen kommen in der Umwelt als mehrzellige Lebensgemeinschaften, so genannten Biofilmen, vor. Dabei stellt die chemische Kommunikation einen wichtigen Mechanismus dar, wie Biofilmpopulationen ihre Verhaltensweisen koordinieren und auf Umweltveränderungen reagieren. Aktuelle Untersuchungen bringen ein komplexes Netz biochemischer Wechselbeziehungen ans Licht, über das mikrobielle Symbiosen, Konkurrenz und Verteidigung gegenüber Fraßfeinden und Parasiten vermittelt wird. Das Verstehen der molekularen Grundlagen von Biofilminteraktionen in ihrem ökologischen Kontext birgt das Potential, die Suche nach wirkspezifischen Naturstoffen und die Entwicklung von Biofilm-basierter Biotechnologien zu verfeinern.

Roth, K.

Auf der Suche nach “Stradivaris Geheimnis” haben unzählige akustische und chemische Untersuchungen, einschließlich Analysen der Grundierung, des Lacks und der Pigmente, unser Verständnis von der Herstellung und dem Spiel einer Geige vertieft. Blindtests mit Violin-Experten haben einige Zweifel an der Überlegenheit von Stradivari Violinen aufkommen lassen, so dass vielleicht gar kein Geheimnis existiert. Ein chemische Tatsache ist aber sicher: Geigen entfalten ihren Wohlklang nur nach Einreiben der Bogenhaare mit Kolophonium, einer Mischung verschiedener tricyclischer Diterpene, die über eine protonen-katalysierte Umlagerung umgelagert worden sind. Dies beweist wieder einmal, die Chemie lässt wirkliche Wunder wahr werden.

Meierhenrich, U.

Um die faszinierende Entstehung des Lebens auf der Erde naturwissenschaftlich exakt und aus Sicht eines Chemikers auf molekularer Ebene zu verstehen, werden moderne chemische Experimente geschildert, die die präbiotische Genese von Aminosäuren simulieren. In Laborproben von interstellarem Eis finden sich überraschenderweise nicht nur die klassischen Aminosäuren, die als molekulare Bausteine der Proteine gelten, sondern darüber hinaus Diaminosäuren, die möglicherweise das erste genetische Material auf der Erde bildeten. Die entwickelten Hypothesen werden hoffentlich durch die Europäische Rosetta-Mission, die ein Landegerät auf einem Kometen absetzen wird, verifiziert.