Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie 1 Inhalt (Stand 31.10.2016) Module des Instituts für Anorganische Chemie und Strukturchemie .............................................. 4 Pflichtmodule .......................................................................................................................................... 4 Pflichtmodul Anorganische Chemie (AC) ............................................................................................ 4 Pflichtpraktikum Anorganische Chemie (AC-P) ................................................................................... 5 Wahlpflichtmodule .................................................................................................................................. 5 Bioanorganische Chemie (BioAC) ........................................................................................................ 5 Chemische Kristallographie (ChemKrist) ............................................................................................. 6 Festkörperchemie (FKC) ...................................................................................................................... 7 Katalyse (Kat)....................................................................................................................................... 8 Nanochemie (Nano) ............................................................................................................................ 9 Supramolekulare Chemie (SupChem) ............................................................................................... 10 Forschungsmodul in Anorganischer Chemie (FAC) ........................................................................... 11 Module des Instituts für Biochemie ............................................................................................ 12 Wahlpflichtmodule ................................................................................................................................ 12 Allgemeine Biochemie (ABC) ............................................................................................................. 12 From gene to in silico structure – the use of protein data bases (ISS) ............................................. 13 Molekulare Enzymologie (ME) .......................................................................................................... 14 Proteinkatalysierter Membrantransport (MT) .................................................................................. 15 Vom Gen zum biotechnologischen Produkt (GenProd) .................................................................... 16 Module des Instituts für Bioorganische Chemie ........................................................................... 17 Wahlpflichtmodule ................................................................................................................................ 17 Naturstoffsynthese I (NATSY 1) ......................................................................................................... 17 Naturstoffsynthese II (NATSY 2) ........................................................................................................ 17 Optimierungsverfahren in der Proteinherstellung (OptiProt) .......................................................... 18 Module des Instituts für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie ................................ 19 Pflichtmodule ........................................................................................................................................ 19
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Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach hemie · Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach hemie 6 ECTS-Punkte Arbeitsaufwand [h] Dauer Turnus Studiensemester 8 240 1 Semester
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Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
1
Inhalt (Stand 31.10.2016)
Module des Instituts für Anorganische Chemie und Strukturchemie .............................................. 4
Koordinationschemie: Grundlagen für Katalyse und Bioanorganische Chemie
V 2 90 30 100
Prinzipien der chemischen Material- und Strukturforschung
V 2 90 30 100
Metallorganische Komplexchemie V 1 50 15 100
AC-Übungen Üb 1 40 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Walter Frank
Beteiligte Dozenten Die Dozenten der Anorganischen Chemie
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Kennenlernen wichtiger Aspekte der modernen anorganischen Che-mie; vertieftes Verständnis der Prinzipien von Struktur und Reaktivität anorganischer Verbindungen; Schulung von Auswahl und Anwendung moderner Synthesemethoden und des Zusammenspiels mit begleiten-den Analyseverfahren
Inhalte
1. Koordinationschemie: Nomenklatur, Elektronenbilanz, Koordi-nationszahl und –polyeder, Isomerie, M-L-Bindung und ihre Effekte (CF, LF, MO Modell), Stabilität, Reaktivität in und von Übergangs-metallkomplexen, Komplexe mit kleinen Molekülen, M-M-Bindungen, medizinische Anwendungen, Untersuchungsmethoden 2. Prinzipien der chemischen Material- und Strukturforschung: ``Tradi-tionelle´´ und Neue Materialien, Materialsyntheseverfahren im Über-blick, Sol-Gel-Verfahren, Aerosol-Prozesse, Chemische Transportreak-tionen, Chemical Vapour Deposition; Röntgenbeugung und Thermo-analyse zur Materialcharakterisierung, Vergleichende Kristallchemie, Eigenschaften von Festkörpern 3. Metallorganische Komplexchemie: Vertiefung der Grundlagen aus dem EOC-BSc-Modul; Systematik der Liganden (Olefine und Diene, Allyle und Dienyle, cyclische Liganden, Carbene); Reaktionsmechanis-men und spektroskopische Methoden in der metallorganischen Che-mie; Isolobalanalogie, Clusterregeln
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Huheey, Keiter, Keiter: Anorganische Chemie – Prinzipien von Struktur und Reaktivität; Shriver, Atkins, Langford: Anorganische Chemie; zu 1.: Riedel/Janiak, Moderne Anor-ganische Chemie; zu 2.: Müller, Anorg. Strukturchemie; Smart, Moore, Einführung in die Festkörperchemie; Schubert, Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials; zu 3.: Rie-del/Janiak: s.o., Elschenbroich, Organometallchemie (Teubner)
Beteiligte Dozenten Die Dozenten der Anorganischen Chemie
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Sicherer Umgang mit komplexen Reaktionsapparaturen; Schulung von Auswahl und Anwendung moderner Synthesemethoden und des Zu-sammenspiels mit begleitenden Analyseverfahren, Kreative Präsenta-tion wissenschaftlicher Ergebnisse
Inhalte
Fortgeschrittene Synthesemethoden (Inertgas- und Schlenktechnik, HV-Apparaturen, Hydrothermalsynthese, Hochtemperaturreaktionen, Sol-Gel-Verfahren, nichtwäss. Lösungmittel); Herstellung und Charak-terisierung von Liganden, Metallkomplexen, bioanorganischen Modell-verbindungen, Pigmenten, Gläsern und Metall- bzw. Halbleiternano-partikeln, Hybridmaterialien; Reaktions- und Produktkontrolle mit kombinierten spektroskopischen Methoden
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Teilnahme am Praktikum; Anfertigen von Protokollen, Seminar- vortrag
J. D. Woollins, Inorganic Experiments; Brauer, Handbuch der Präparativen Anorgani-schen Chemie; Herrmann, Brauer, Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry; Ausgewählte Artikel aus Chemie in unserer Zeit und dort zitierte Original-arbeiten
Verständnis für die Rolle von Metallionen in biologischen Prozessen. Welche Rolle spielen biologische Verfügbarkeit, Ionenladung, Ionenra-dius, Redoxpotential und Elektronenkonfiguration auf die Verwendung in lebenden Organismen.
Inhalte
Vorlesung Bioanorganische Chemie: Essenzielle Metalle, biologische Liganden. Funktion der Hauptgruppenmetallionen Na, K, Mg, Ca, Zn und der Übergangsmetallionen Fe, Mn, Cu, Co, Mo in der Biochemie: Stabilisierung von Strukturen, Katalyse von Redox- und nicht-Redoxreaktionen. Medizinische Anwendungen von Metallkomplexen. Praktikum Bioanorganische Chemie: Synthesen: biomimetischer Co-balt-Methyl-Komplex, Cobalt-Disauerstoff-Komplex, Eisen-Distickstoff-Komplex, Makrocyclischer N4-Ligand mit Nickel als Templat, Zink- und Cobalt-Komplexe als Modellverbindungen für Carboanhydrase. Analy-sen: AAS-Bestimmung von Mn und Zn in Blättern, Ca und Mg in Frucht-säften, Komplexbildungsgleichgewichte: Nickel(II)-Glycine-Komplexe, pH-Abhängigkeit, Selektiver Transport von Metallionen durch Memb-ranen. Seminar: Diskussion der eigenen Ergebnisse, Präsentation aktueller Publikationen durch die Studierenden.
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse in Koordinationschemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme mit Seminarbeitrag, Anfertigen von Protokollen
Literatur Lippard, Berg: Bioanorganische Chemie; Da Silva, Williams: The biological chemistry of the elements; Kaim, Schwederski: Bioanorganische Chemie;
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. W. Frank, Dr. G. Reiß
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Erlernen bzw. Vertiefen der theoretischen Grundlagen der Kristall-strukturanalyse; Erwerb eines umfassenden Überblicks über die expe-rimentellen Möglichkeiten zur Charakterisierung von Einzelkristallen und Kristallpulvern mittels Röntgenbeugung; Erlernen bzw. Vertiefen der Durchführung und der Dokumentation einer Kristallstrukturanaly-se.
Inhalte
Röntgenstrahlen und Strahlenschutz; Kristallgitter und Symmetrie; Wellenkinematische Theorie der Röntgenbeugung, Die Deutungen des Beugungsphänomens von Laue und Bragg; Das Reziproke Gitter, Die Ewald-Konstruktion, Atomformfaktoren und Strukturfaktoren; Transla-tionenbehaftete Symmetrieelemente; Systema-tische Auslösungen und die Bestimmung von Raumgruppen; Fourier-Reihen in der Kris-tallographie; Optische Diffraktometrie; Experimentelle Methoden (Kristallzucht und –auswahl, Vierkreis-Diffraktometer; Imaging Plate- und CCD-Diffraktometer, Intensitätsdatensammlung); Datenreduktion; Strukturlösung mit Direkten Methoden bzw. Pattersonfunktion; Struk-turverfeinerung und Qualitätsindikatoren; Kritische Beurteilung der Ergebnisse von Kristallstrukturanalysen; Kristallographische Datenban-ken und Crystallographic Information Files; Pseudosymmetriephäno-mene; Aperiodische Kristallstrukturen; Durchführung einer exemplari-schen Kristallstrukturbestimmung und Erstellung einer CIF-Publikation; Grundlagen der Pulverdiffraktometrie und ihrer Meßmethoden, allge-meiner Informationsgehalt eines Röntgen-Pulverdiagramms; Grundla-gen der Rietveld-Methode zur Kristallstrukturverfeinerung; Methoden der Datenreduktion eines Röntgen-Pulverdiagramms; Peakprofilfunk-tionen, Korrekturfaktoren; Modellierung eines Pulverdiagramms ohne Strukturmodell („LeBail Fit“); Fortschritt einer Rietveld-Verfeinerung (R-Faktoren); Quantitative Phasenanalyse mit der Rietveld-Methode
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme mit Seminarbeitrag, Anfertigen von Protokollen
Fähigkeit zum aktiven Umgang mit den Gegenständen der Vorlesung, Beherrschung von ausgewählten Synthesemethoden der Festkörper-chemie, Anwendung von spektroskopischen und röntgenanalytischen Analysen bei konkreten Fragestellungen
Inhalte
Vorlesung: Ausgewählte Substanzklassen aus dem Bereich der ioni-schen Verbindungen und der intermetallischen Systeme, Schichtmate-rialien und partiell ungeordnete Festkörper; Keramische und „neue“ Syntheseverfahren, Festkörperanalytische Verfahren Praktikum: Synthese neuer Verbindungen aus der aktuellen Forschung, röntgenographische und festkörperspektroskopische Charakterisie-rung
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Pflichtmodul AC und am Pflichtpraktikum AC oder äquivalente Studienleistung
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Teilnahme an Vorlesung und Praktikum, Anfertigen von Protokollen
Verständnis der Prinzipien der homogenen sowie heterogenen Kataly-se. Erlangen eines fundierten Überblicks über die Bedeutung katalyti-scher Verfahren in Labor und Technik. Einblick in aktuelle Forschungs-tendenzen.
Inhalte
Vorlesung: Wiederholung metallorganischer Elementarreaktionen; Aktivität, Pro-duktivität und Selektivität; Unterschiede zwischen homogener und hete-rogener Katalyse; Ligandendesign; Beispiele aus Labor und Technik, insbesondere zu Metathese, Polymerisation, Copolymerisation.
Praktikum: Übergangsmetallkatalysierte Knüpfung von C-Element-Bindungen: Kreuzkupplung, Polymerisation, Copolymerisation von Olefinen und CO, Hydrierung, Hydroformylierung, Hydrosilylierung. Evtl. Mitarbeit an Forschungsprojekten der Arbeitsgruppe.
Seminar: Diskussion der eigenen Ergebnisse, Präsentation aktueller Publikatio-nen durch die Studierenden.
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Pflichtmodul AC und am Pflichtpraktikum AC oder äquivalente Studienleistung
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme mit Seminarbeitrag, Anfertigen von Protokollen
D. Steinborn: Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse; A. Behr: Ange-wandte homogene Katalyse; B. Cornils, W. A: Herrmann: Applied Homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds
Lernziele und Kompeten- Kennenlernen wichtiger Aspekte der Nano-Chemie; vertieftes Ver-
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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zen ständnis der Prinzipien von Struktur und Reaktivität von Nano-Verbindungen; Schulung von Auswahl und Anwendung moderner Na-no-Synthesemethoden und des Zusammenspiels mit begleitenden Analyseverfahren
Inhalte
Nanochemie: Nanokristall-, Nanoröhren-, Nanodrähte-Synthese und -Selbstorganisation, Mikrokugeln, mikroporöse und mesoporöse Mate-rialien, chemische Mustererzeugung und Lithographie, Organisation von Schichten auf Oberflächen; Praktikum: jeweils ausgewählte Reaktionen bzw. Versuche, die die Prinzipien der Vorlesungsinhalte verdeutlichen.
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Pflichtmodul AC und am Pflichtpraktikum AC oder äquivalente Studienleistung
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an Modulveranstaltungen; Protokolle zu Praktikumsversuchen
Supramolekulare Chemie und Nicht-kovalente Bindung
V 2 90 30 20
SupChem-Praktikum PExp 6 120 90 10
SupChem-Seminar Üb 1 30 15 20
Modulverantwortlicher Prof. Dr. W. Frank
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. W. Frank
Sprache Deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Verständnis der unterschiedlichen Formen Nichtkovalenter Bindung, ihrer charakteristischen Geometrien und der Hierarchie ihrer Gitter-enthalpiebeiträge in Feststoffen; Erkennen der Bedeutung supramole-kularer Assoziation für die Strukturen, Eigenschaften und Reaktivitäten ausgewählter Verbindungsklassen aus allen Bereichen der Chemie
Inhalte
Varianten der Nichtkovalenten Bindung (Bindungsgeometrien, Bin-dungsenthalpien, Bindungsordnungen von Wasserstoffbrückenbin-dungen, Sekundäre Element-Element-Bindungen; Metallion-Aromat-Wechselwirkungen, π-π-Stapelwechselwirkungen; Hydrophobe Wech-selwirkungen); Molekulare Selbstorganisation; Crystal Engineering, Wirt-Gast-Systeme; Kationen- und Anionenselektive Rezeptoren; Chlathrate; Spezies-Engineering; Supramolekulare Assoziation als
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Hilfsmittel der Reaktionssteuerung; Einsatz des Crystal Engineering bei der Herstellung Anorganisch-Organischer Hybridmaterialien
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Pflichtmodul AC und am Pflichtpraktikum AC oder äquivalente Studienleistung
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Teilnahme an Vorlesung Übung, Praktikum, Anfertigen von Protokollen
Beteiligte Dozenten Die Dozenten der Anorganischen Chemie
Sprache Deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Kennenlernen der projektorientierten Forschung auf einem aktuellen Gebiet der Anorganischen Chemie
Inhalte
Planung und Durchführung eines Forschungsprojektes unter Anleitung eines Doktoranden: Definition des Projektes, Recherche der relevan-ten Literatur, Planung und Durchführung der Experimente, spektro-skopische Analyse der Produkte und Bewertung der Ergebnisse, Pla-nung des weiteren Projektverlaufs; Anfertigung eines Abschlussbe-richts und Präsentation der Ergebnisse im Mitarbeiterseminar
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Pflichtmodul AC und am Pflichtpraktikum AC oder äquivalente Studienleistung
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Teilnahme am Seminar, regelmäßige Laborarbeit unter Anleitung, An-fertigung eines Berichts und Präsentation der Ergebnisse
Literatur Übersichtsartikel und aktuelle Originalpublikationen zum Projektthema
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Module des Instituts für Biochemie
Wahlpflichtmodule
Allgemeine Biochemie (ABC) Stand: 18.02.2012
Studiengang: M. Sc. Chemie Modus: Wahlpflicht
ECTS-Punkte Arbeitsaufwand
[h] Dauer Turnus Studiensemester
8 240 Blockmodul
1. Semesterhälfte SoSe 2.
Lehrveranstaltungen Typ Umfang [SWS]
Arbeits-aufwand
[h]
Präsenzzeit [h]
Gruppen-größe
Stoffwechselbiochemie V 4 120 60 30
Methoden der Proteincharakteri-sierung
PExp & Sem 7 120 90 15
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Lutz Schmitt
Beteiligte Dozenten Die Dozenten des Instituts für Biochemie
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
B.Sc. Chemie Qualifizierung
Lernziele und Kompeten-zen
Kenntnis wesentlicher Stoffwechselwege und katalytischen Mecha-nismen beteiligter Enzyme; Verständnis für die Zusammenhänge von Stoffwechselprozessen und den resultierenden physiologischen oder pathologischen Auswirkungen; experimentelle Fähigkeiten zur Be-stimmung wichtiger Proteineigenschaften; Fähigkeit zur schriftlichen und mündlichen Präsentation experimenteller Ergebnisse
Inhalte
Vorlesung: Glycolyse, Milchsäure- und Ethanol-Gärung, Substratket-ten-Phosphorylierung, Pyruvatdehydrogenase, Citronensäurezyklus, Oxidative Phosphorylierung, Aufbau biologischer Membranen, Grund-lagen der Bioenergetik, Gegenüberstellung von Oxidativer Phosphory-lierung und Photophosphorylierung, Gluconeogenese und Glykogen-stoffwechsel und ihre hormonelle Steuerung, Abbau und Synthese von Triacylglycerol und deren hormonelle Steuerung, Aminosäure-Abbau, Harnstoffzyklus, Stickstoffkreislauf, Pentosephosphat-Weg in Tieren und Calvin-Zyklus in Pflanzen, Steroid- und Isoprenoidsynthese, Oxygenasen und Desaturasen Praktikum: Proteinsequenzierung durch Edman-Abbau von Insulin; Lipidzusammensetzung der Mitochondrienmembran; Isoelektrofokus-sierung von Cytochrom c und Myoglobin; Quantifizierung von IgG durch ELISA; Darstellung von Proteinstrukturen mit Hilfe von Stan-dardprogrammen und der Brookhaven Protein Data Base
From gene to in silico structure – the use of protein data bases (ISS)
Stand: 18.02.2012
Studiengang: M. Sc. Chemie Modus: Wahlpflicht
ECTS-Punkte Arbeitsaufwand
[h] Dauer Turnus Studiensemester
5 150 Blockmodul
2. Semesterhälfte
WiSe (Präsenz) oder WS und SS als online-Modul
3.
Lehrveranstaltungen Typ Umfang [SWS]
Arbeits-aufwand
[h]
Präsenzzeit [h]
Gruppen-größe
Protein Data Bases V 2 70 30 30
From Gene to in silico structure Üb 3 80 45 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. L. Schmitt
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. L. Schmitt, Dr. S. Smits
Sprache Englisch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Befähigung zur Analyse von Proteinen mit Hilfe von Internetdatenban-ken und darin implementierten Programmen; Beherrschung theoreti-scher Grundlagen gängiger Algorithmen; Fähigkeit zur mündlichen Darstellung wissenschaftlicher Zusammenhänge in Englisch
Inhalte
Vorlesung: DNA Sequenzierung (Methoden, Ansätze, Vor- und Nachteile), Identifi-zierung von open reading frames, Sequenzalignments und Datenban-ken (Modelle, Vor- und Nachteile), FASTA und BLAST, Datenbanken für 1-, 2- und 3-dimensionales Suchen, Literaturrecherchen, Datenbanksu-chen mit „Profilen“, Spezialisierte Websites – Proteinidentifikation, -funktion und –aufbau, Multiple Sequenzalignments, In silico Pro-teinanalyse: Identifikation, Funktion, Targeting, Topologievorhersage, Posttranslationale Modifikationen, Transfer Sequenz/Struktur, Homo-logiesuche, Homologiemodellierung Übungen: Vom DNA-Segment zum Protein und dessen Funktion/Struktur; Prä-sentation der Resultate der Übungen
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse der Molekularbiologie und Biochemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Strukturvorhersage und -analyse eines Proteins basierend auf der Gensequenz; Mündliche Präsentation der Versuchsergebnisse
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. V. Urlacher, Prof. Dr. W. Gärtner
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie (anteilig) Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Exemplarische Kenntnisse zur Struktur-/Funktionsbeziehung von En-zymen; Verständnis der Möglichkeiten und Beschränkungen bei der Nutzung enzymkatalysierter Syntheseschritte; Überblick über Eigen-schaften und Funktion lichtsensorische Proteine; Fähigkeiten zum Ein-satz von Redox-Enzymen in der chemischen Synthese; Fähigkeit zur schriftlichen und mündlichen Präsentation experimenteller Ergebnisse
Inhalte
Vorlesung: Reaktionsmechanismen sowie Struktur-Funktionsbeziehungen von industriell-relevanten Enzymen; molekula-rer Hintergrund enzymatischer Selektivität; Photochemische Anregung, Jablonski-Diagramm, lichtaktivierbare Sys-teme, Pigmente von Vertebraten und Invertebraten, Retinochrome; halobakterielle Systeme, blaulichtsensitive Systeme, Photolyasen;
Praktikum: Bestimmung enzymatischer Aktivität, Ermittlung von kine-tischen Konstanten und KD-Werten, Untersuchung der Regio-, Chemo- und Enantioselektivität ausgewählter Enzyme; Assemblierung von Bacteriorhodopsin aus Mutanten-Apoprotein und Retinal, Bestimmung von Photozyklus und Protonentransport. Isolie-rung eines heterolog produzierten, blaulicht-sensitiven Photorezepto-ren und UV-Vis Absorptionsspektroskopie des FMN-Chromophors.
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse der Molekularbiologie und Biochemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme am Praktikum; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Mündliche Präsentation der Versuchsergebnisse
Kenntnis wichtiger Membrantransport-Prozesse; Verständnis der Struktur-/Funktionsbeziehung von stofftransportierenden Membran-proteinen, Fähigkeiten zur Isolierung, Rekonstitution und Bestimmung der katalytischen Eigenschaften von Membrantransportproteinen; Fähigkeit zur schriftlichen und mündlichen Präsentation experimentel-ler Ergebnisse
Inhalte
Vorlesung: Primär/sekundär aktive Membrantransporter: Vorkommen und physiologische Bedeutung in Pro- und Eukaryoten, Mechanismen auf der Grundlage der Protein(kristall)strukturen. Funktion und physio-logische Bedeutung von Ionenkanälen; strukturelle Grundlagen für ihre Aktivität, Selektivität und Regulation, Signalübertragung durch memb-ranständige Rezeptoren; Proteintransportsysteme in Pro- und Eukary-oten (Sec, Proteinsekr. Typ I-IV); Rezeptor-vermittelte Endozytose
Praktikum: Drogenresistenz von ausgewählten Hefestämmen, Aufrei-nigung ausgewählter ABC-Transporter bzw. ihrer Domänen, Analyse der Kooperativität, Solubilisierungsstrategien, Charakterisierung der basalen und Substrat-stimulierten ATPase Aktivität in Detergenzlö-sung, Rekonstitution, qualitative und quantitative Charakterisierung von Proteoliposomen, Bestimmung der ATPase -Aktivität rekonstituier-ter ABC-Transporter
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse der Molekularbiologie und Biochemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme am Praktikum; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Mündliche Präsentation der Versuchsergebnisse
Lernziele und Kompetenzen Kenntnisse und praktische Kompetenz in der Expressionsoptimierung von rekombinanten Proteinen und technischen Enzymen, ihrer Aufar-beitung; Einsatz von technischen Enzymen und Produktaufarbeitung
Inhalte
Vorlesung: Vergleich von verschiedenen prokaryotischen und eukaryotischen Expressionssystemen (Escherichia coli, Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, Pichia, Saccharomyces, Baculoviren, tierische und pflanzliche Zellen); Aufarbeitung von Proteinlösungen (Filtrations- und Fällungsmethoden); Aufreinigung von Proteinen und Enzymen über Ionenaustauschchromatographie, hydrophobe Interaktions-chromatographie, Gelfiltration, Affinitätschromatographie; Einsatz von Enzymen in der Biotechnologie, Produktaufarbeitung
Praktikum: grundlegende Techniken und Methoden zur Herstellung rekombinanter Expressionssysteme: Vergleich der Expression in pro- und eukaryotischen Mikroorganismen am Beispiel von Oxidoreduktasen; Aufreinigung und Charakterisierung der Enzyme bezüglich Aktivität, Produktspektrum, Regio- und Chemo-Selektivität; enzymatische Oxidation von hydrophoben Substraten und phenolische C-C-Kopplung im mL-Maßstab Seminar: Präsentation aktueller Publikationen durch die Studierenden
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse Molekularbiologie, Mikrobiologie und Biochemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen, Versuchsprotokolle, Vortrag
Proteins: Biochemistry and Biotechnology (G. Walsh) John Wiley & Sons, New York, 2001 Der Experimentator - Proteinbiochemie/Proteomics (H. Rehm, T. Letzel) Spektrum Verlag, 2009 Biotransformations in Organic Chemistry (K. Faber) Springer, 2004
Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden erkennen Schlüsselschritte für die Syntheseplanung von (einfachen) Naturstoffen. Die Schlüsselreaktionen werden von ihnen theoretisch verstanden und in die Laborpraxis umgesetzt.
Inhalte
Vorlesung: Konzepte zur Retrosynthese, Schutzgruppenstrategien,
Entwicklung von Synthesestrategien für einfache Naturstoffe (z. B. -Lactam-Antibiotika), Schlüsselreaktionen, Totalsynthese, Biosynthese, physiologische Eigenschaften.
Praktikum: Projektarbeit zur Synthese von Schlüsselbausteinen der organischen Synthese.
Seminar: Besprechung von aktuellen Originalarbeiten, Vorträge zu den Projekten.
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Die Studierenden erwerben Kenntnisse und experimentelle Fähigkei-ten zur (Bio)synthese und Retrosynthese von komplexen Naturstoffen. Analytische Methoden (NMR, IR, MS, Enantiomerenanalytik) werden in der Praxisphase an Fallbeispielen erläutert. Am Ende des Moduls sollte die selbstständige Auswertung von Spektren (Strukturzuordnung) möglich sein.
Inhalte
Vorlesung: Besprechung ausgewählter komplexer Zielverbindungen (z. B. Polyketide): Physiologisches Target, Biosynthese, Synthesestrate-gien, Erörterung mechanistischer, methodische Details zu anspruchs-vollen Syntheseschritten, Totalsynthese.
Praktikum: Projektarbeit zur Synthese von Schlüsselbausteinen für die Naturstoffsynthese, Durchführung längerer Reaktionssequenzen.
Seminar: Besprechung von aktuellen Originalarbeiten, Vorträge zu den Projekten.
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie; das Modul baut auf 'Naturstoffsynthese I' auf.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. J. Pietruszka, Dr. S. Meyer zu Berstenhorst
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie M. Sc. Wirtschaftschemie
Wahl Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen Kenntnisse und praktische Fähigkeiten in der Erzeugung von Produkti-onsstämmen sowie unterschiedlicher Verfahren zur Produktion und Funktionsanlyse von Proteinen
Inhalte
Vorlesung: Erzeugung und Optimierung von prokaryotischen und euka-ryotischen Produktionsstämmen, Vergleich verschiedener Fermentati-onstechniken und Anwendung in der Biotechnologie
Praktikum: Projektarbeit zur Erzeugung von Produktionsstämmen, vergleichender Fermentation und Funktionsanalyse der produzierten Proteine.
Seminar: Besprechung von relevanten Originalpublikationen durch die Studierenden.
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Biochemie und Moleku-larbiologie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Proteins: Biochemistry and Biotechnology (G. Walsh) John Wiley & Sons, New York, 2001; Der Experimentator - Proteinbiochemie/Proteomics (H. Rehm, T. Let-zel) Spektrum Verlag, 2009; Biotransformations in Organic Chemistry (K. Faber) Springer, 2004.
Module des Instituts für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. M. Braun, Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. L. Hartmann, Dr. M.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Tabatabai, PD Dr. K. Schaper, Dr. B. Mayer, Dr. S. Beutner
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Vertiefte Kenntnis der Eigenschaften nieder- und hochmolekularer Verbindungen, Stereoselektive Synthese, Weitreichende Kenntnisse der Stereochemie, Synthetische und mechanistische Aspekte der Hete-rocyclenchemie Sicherheit bei der Präsentation aktueller Fachthemen
Inhalte
Polymere und Biopolymere, Chirale Verbindungen und physiologische Wirkung, Funktionale-Pi-Elektronen-Systeme, Synthese und Reaktio-nen von Heterocyclen, Naturstoffsynthese, Biomimetische Synthese, Retrosynthese, Rationale Wirkstoffsynthese, Synthese und Konzeption funktionaler Materialien Im Seminar halten die Studierenden Vorträge über aktuelle Themen der organischen und makromolekularen Forschung
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige und aktive Teilnahme an Vorlesungen und Seminar, Se-minarvortrag.
S. Buxton: Einführung in die Organische Stereochemie R. Brückner: Reaktionsmechanismen T. Eicher, S. Hauptmann: The Chemistry of Heterocycles J.J. Li: Name Reactions in Heterocyclic Chemistry S. Warren: Organische Retrosynthese D. Braun, H. Cherdron, M. Rehan, H. Ritter, B. Voit, Polymer Synthesis Theory and Practice, 4th Edition, 2004, Springer Verlag. Hans-Georg Elias, Makromoleküle, Band 1-4, Wiley-VCH.
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. M. Braun, Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. L. Hartmann, Dr. M. Tabatabai, PD Dr. K. Schaper, Dr. B. Mayer, Dr. S. Beutner
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Sicherer Umgang mit komplexen Reaktionsapparaturen; Schulung von Auswahl und Anwendung moderner Synthesemethoden; Verständnis für Möglichkeiten und Grenzen moderner Analyseverfahren, Sicherheit bei der Diskussion aktueller Fachthemen
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Inhalte
Fortgeschrittene Synthesemethoden, Mehrstufensynthesen, Reakti-ons- und Produktkontrolle mit kombinierten analytischen Methoden. Im Seminar wird die Auswertung spektroskopischer Daten präsentiert und es werden relevante Aspekte der im Praktikum durchgeführten Versuche diskutiert.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige und aktive Teilnahme an Praktikum und Seminar, Erfolg-reiche Bearbeitung der Praktikumsaufgaben, Erstellen von Ver-suchsprotokollen.
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. L. Hartmann, Dr. M. Tabatabai, Wiss. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Sprache Deutsch/ggf. englisch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie M. Sc. Wirtschaftschemie
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen Verfeinerung der Fähigkeit zur projektorientierten Forschung auf ei-nem aktuellen Gebiet der Makromolekularen Chemie.
Inhalte
Vorlesung: Das Prinzip der Festphasensynthese wird am Beispiel der Merrifield Festphasenpeptidsynthese eingeführt. Die Anwendung der Festpha-sensynthese in Industrie und Forschung wird am Beispiel der Peptid-, Oligonucleotid-, Zucker- und Polymerfestphasensynthese weiterge-hend beleuchtet. Praktikum: Planung und Durchführung eines Forschungsprojektes unter Anleitung eines Doktoranden.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Die Forschungsarbeit besteht aus Recherche der relevanten Literatur, Planung und Durchführung der Experimente, Charakterisierung der Produkte und Anfertigung eines Abschlussberichts. Die Ergebnisse werden im Mitarbeiterseminar vorgetragen.
Teilnahmevoraussetzungen Fundierte Kenntnisse (Theorie & Praxis) in organischer und makromo-lekularer Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, Anfertigung eines Be-richts und Präsentation der Ergebnisse im Mitarbeiterseminar.
Medienformen Projektor, Tafel, PC und Internet für Lernhilfen und Literatursuche
Webseite http://www.macrochem.hhu.de/
Literatur
W. C. Chan, P. D. White, Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach (The Practical Approach Series) Oxford University Press 2000 Patrick H. Toy, Yulin Lam, Solid-Phase Organic Synthesis: Concepts, Strategies, and Applications, Wiley.
Multikomponenten- und Dominoreaktionen (MCR) Stand: 18.01.2012
Die Studierenden erwerben Kenntnisse und experimentelle Fertigkei-ten über neue Konzepte der Organischen Synthese, zur Synthesepla-nung mit diversitätsorientierter Synthese und werden zur mechanisti-schen Diskussion befähigt.
Inhalte
Vorlesung: Begrifflichkeiten, Reaktivitätsbasierte Konzepte, Reaktive Funktionalitäten, Multikomponentenreaktionen auf Basis von Car-bonylverbindungen, Iminen, Iminiumionen, Michael-Additionen, I-sonitrilen, Cycloadditionen, Radikalreaktionen, metallvermittelten und metallkatalysierten Reaktionen, Homo- und Hetero-Domino-Reaktionen
Praktikum: Ausgewählte Literaturpräparate. Abschließend Mitarbeit an einem aktuellen Forschungsprojekt der Arbeitsgruppe.
Seminar: Diskussion relevanter Aspekte der im Praktikum durchge-führten Versuche.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie, solide Kennt-
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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nisse in organischer Synthesechemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige aktive Teilnahme an allen Lehrveranstaltungen, An-fertigung von Versuchsprotokollen, Vortrag über ein bearbeitetes Pro-jekt und den theoretischen Hintergrund
T. J. J. Müller, Top. Heterocycl. Chem. 2010, 25, 25. D. M. D’Souza, T. J. J. Müller, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1095. A. Dömling, Chem. Rev. 2006, 106, 17. G. Balme, E. Boss-harth, N. Monteiro, Eur. J. Org. Chem. 2003, 4101. H. Bienaymé, C. Hulme, G. Oddon, P. Schmitt, Chem. Eur. J. 2000, 6, 3321. G. H. Posner, Chem. Rev. 1986, 86, 831. Multi-component Reactions, J. Zhu, H. Bienaymé, Hrsg., Wiley-VCH, 2005. L. F. Tietze, Chem. Rev. 1996, 96, 115. L. F. Tietze, U. Beifuss, Angew. Chem. 1993, 105, 137. Domino Reactions in Organic Synthesis, L. F. Tietze, G. Brasche, K. M. Gericke, Wiley-VCH, Weinheim, 2006.
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. L. Hartmann, Dr. M. Tabatabai, Wiss. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen Vertieftes Verständnis über Fragestellungen der Polymerchemie, Vor-bereitung zum wissenschaftlichen Arbeiten
Inhalte
Vorlesung: Heterozyklen in Polymerchemie: Heterozyklen mit unterschiedlichen Ringgröße, Epoxide bis Makrozyklen, cyclische Ester, Amide und Ether Polymere und Licht: Licht induzierte Polymerisation, freie radikalische Polymerisation und kationische Polymerisation, technische Entwick-lung und Anwendungen (Coating, Adhesive, Dental-Systeme, Stereo-lithographie usw.), Licht induzierte chemische Prozesse in Polmer-Materialien, Stabilisierung der im Handel erhältlichen Polymere. Praktikum:Technische Polymerisationsverfahren, wichtige Klassen von Funktionspolymeren, hyperverzweigte Polymere, Copolymere, Block-copolymere, Kinetik der Polyreaktionen, Polymere in Lösung, Polymere als Festkörper, polymeranaloge Reaktionen.
Teilnahmevoraussetzungen Fundierte Kenntnisse (Theorie & Praxis) in organischer und makromo-lekularer Chemie
Studienleistungen Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, ausführliche Protokolle
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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(u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Laura Hartmann, Dr. Monir Tabatabai
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie M. Sc. Wirtschaftschemie
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Vertiefte Kenntnisse der modernen Polymerwissenschaften, Metho-den zur Herstellung und Charakterisierung von sequenzkontrollierten Polymeren in Theorie und Praxis.
Inhalte
Vorlesung: Einführung in das Thema – Definitionen, kurzer Rückblick auf die Entwicklung; Synthetische Methoden zur Erzeugung sequenz-kontrollierter Polymere, u.a. Insertionsreaktionen, Templating Poly-merizations, Festphasensynthese; Anwendungsbereiche sequenzkon-trollierter Polymere: Biomedizin, Datenspeicherung, Katalyse.
Praktikum: Ausgewählte Literaturpräparate, abschließende Mitarbeit an einem aktuellen Forschungsprojekt der Arbeitsgruppe.
Seminar: Diskussion relevanter Aspekte der im Praktikum durchgeführ-ten Versuche.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie, solide Kennt-nisse in organischer Chemie und Makromolekulare Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige aktive Teilnahme an allen Lehrveranstaltungen, An-fertigung von Versuchsprotokollen, Vortrag über ein bearbeitetes Pro-jekt und den theoretischen Hintergrund
Literatur Sequence-controlled polymers: Synthesis, self-assembly, and properties. ACS Sympo-sium Series 1170. Edited by J.-F. Lutz, T.Y. Meyer, M. Ouchi, and M. Sawamoto.
Die Studierenden erwerben fundierte Kenntnisse der Stereochemie. Sie werden in Theorie und Praxis mit der Planung und Durchführung stereoselektiver Reaktionen mit Hilfe von metallorganischen Reagen-zien vertraut gemacht und erwerben Kenntnisse über Erzeugung und Handhabung metallorganischer Verbindungen unter inerten Bedin-gungen und der Enantiomerenanalytik.
Inhalte
Grundlagen der organischen Stereoisomerie. Struktur und Reaktivität polarer metallorganischer Verbindungen, insbesondere von Li, Mg, B sowie sigma-gebundener Übergangsmetalle (Ti, Zn Cu). Methoden zur Synthese enantiomerenreiner Produkte mit Hilfe von chiralen Auxilia-ren und Katalysatoren. Anwendung metall-vermittelter stereoselekti-ver Synthesemethoden zur Knüpfung von C-H-, C-C-, C-O- und C-N-Bindungen.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie, solide Kennt-nisse in organischer Synthesechemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige aktive Teilnahme an allen Lehrveranstaltungen, An-fertigung von Versuchsprotokollen, Vortrag über ein bearbeitetes Pro-jekt und den theoretischen Hintergrund
Die Studierenden erwerben Kenntnisse und experimentelle Fertigkei-ten über komplexe Reaktionssequenzen und deren retrosynthetische Analyse, Syntheseplanung mit katalytischen Methoden und werden zur mechanistischen Diskussion befähigt.
Inhalte
Vorlesung: Moderne Methoden der homogenen Katalyse in der orga-nischen Synthese: Metall- und organokatalysierte Reaktionen sind oftmals der Schlüsselschritt bei Synthesen, sei es in Forschung oder Produktion. In dieser Vorlesung sollen die homogenkatalytischen Re-aktionen hinsichtlich ihres Anwendungspotentials und aktueller Wei-terentwicklungen beleuchtet werden. Pd-, Ru-, Fe-, Cu-, Au- und Rh-katalysierte Reaktionen, Katalyse mit Metallcarbenoiden, CH-Aktivierung, Oligomerisierungen; Grundlagen der metallfreien Kataly-se, ausgewählte organokatalytische Prozesse.
Praktikum: Ausgewählte Literaturpräparate zu z.B. Metall- und Orga-nokatalyse. Abschließend Mitarbeit an einem aktuellen Forschungs-projekt der Arbeitsgruppe.
Seminar: Diskussion relevanter Aspekte der im Praktikum durchge-führten Versuche.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Immatrikulation im Masterstudiengang Chemie, solide Kennt-nisse in organischer Synthesechemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige aktive Teilnahme an allen Lehrveranstaltungen, An-fertigung von Versuchsprotokollen, Vortrag über ein bearbeitetes Pro-jekt und den theoretischen Hintergrund
L.S. Hegedus, Organische Synthese mit Übergangsmetallen, Wiley-VCH, 1995; A. Ber-kessel, H. Gröger, Asymmetric Organocatalysis, Wiley-VCH, 2005; A. De Meijere, F. Diederich (Hrsg.), Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd Ed., Wiley-VCH, 2004; S.-I. Murahashi (Hrsg.), Ruthenium in Organic Synthesis, Wiley-VCH, 2004; Iron Catalysis in Organic Chemistry, Wiley-VCH, 2008;Praktikumsskript.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Wahlpflichtmodul in Organischer Chemie (WOC) Stand: 18.01.2012
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. M. Braun, Prof. Dr. T.J.J. Müller, PD Dr. K. Schaper
Sprache Deutsch/ggf. englisch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Verfeinerung der Fähigkeit zur projektorientierten Forschung auf ei-nem aktuellen Gebiet der Organischen Chemie
Inhalte
Planung und Durchführung eines Forschungsprojektes unter Anleitung eines Doktoranden: Definition des Projektes, Recherche der relevan-ten Literatur, Planung und Durchführung der Experimente, spektro-skopische Analyse der Produkte und Bewertung der Ergebnisse, Pla-nung des weiteren Projektverlaufs; Anfertigung eines Abschlussbe-richts und Präsentation der Ergebnisse im Mitarbeiterseminar
Teilnahmevoraussetzungen Solide Kenntnisse in organischer Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Regelmäßige und aktive Teilnahme am AK-Seminar, sachgerechte Laborarbeit, Anfertigung eines Berichts und Präsentation der Ergebnis-se
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Karg / Prof. Dr. Seidel
Beteiligte Dozenten Dozenten der physikalischen Chemie im Wechsel
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Verständnis moderner spektroskopischer und mikroskopischer Me-thoden zur Analyse von komplexen Molekülen, Grenzflächen und Na-nosystemen.
Inhalte
Vorlesung 1 (SMKS-1): Spektroskopie komplexer Systeme 1. Grundlegende Prinzipien Motivation und historisches Abriss Definition Spektroskopie, Spektroskopie mit EM-Wellen, Spektralbe-reiche Resonanz (klassisch, quantenmechanisch), Absorption und Dispersion Allgemeine Messmethoden der Spektroskopie Nicht-lineare Spektroskopie 2. Spektroskopie von Molekülen in der Gasphase und in flüssiger Phase Überblick, Vorteile der Behandlung von isolierten Molekülen Rotationen Schwingungen Elektronische Anregungen Unterschiede Gasphase/flüssige Phase: Linienbreiten, Resonanzfre-quenzen 3. Grundlagen der statistischen Thermodynamik Die Zustandssumme, Ableiten der Inneren Energie als Funktion der Zustandssumme. 4. Zerfall angeregter Zustände und zeitaufgelöste Spektroskopie Übersicht über Zeitskalen, kürzestes Zeitskala für chemische Reaktio-nen Methoden der zeitaufgelösten Spektroskopie, fs-Spektroskopie Jablonski-Diagramm, Zerfallszeiten, Quantenausbeuten Strahlende Lebensdauer, Strickler-Berg Fluoreszenzlöschung Löschung durch Energietransfer (FRET) Löschung durch Elektrontransfer Intramolekulare Prozesse: Innere Konversion, Interkombination, Photochemie Vorlesung 2 (SMKS-2): Mikroskopie komplexer Systeme 1. Physikalische Chemie an der Grenzfläche und Festkörperspektro-skopie Grenzflächen und Nanostrukturen Rastertunnelmikroskopie Rasterkraftmikroskopie, Elektronenmikroskopie Rastersondenmikroskopie Photoelektronenspektroskopie an Oberflächen Einführung u.a. in EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure), Augerelektronen-Spektroskopie, Evaneszente Infrarot-Spektroskopie, Plasmonenspektroskopie, Oberflächenverstärkter Ramaneffekt (SERS) 2. Optische Mikroskopie
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Optische Grundlagen Optische Mikroskopie jenseits der Beugungsgrenze 3. Kinetik Kinetik und Dynamik auf Oberflächen, Katalyse Begleitend werden zu den verschiedenen Themen die Inhalte des Praktikums in beiden Vorlesungen vermittelt. Übungen für Chemiker Vertiefende Rechenübungen zu den Themen der Vorlesung SMKS1. Gestellte Aufgaben werden selbständig bearbeitet. Die korrigierten Übungsaufgaben werden gemeinsam mit der Darstellung der Lö-sungswege besprochen.
Teilnahmevoraussetzungen Bachelor Sc. Chemie oder äquivalent
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. Abgabe der Übungsaufgaben, Schriftliche Prüfung zum Gesamtstoff.
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Karg / Prof. Dr. Seidel
Beteiligte Dozenten Dozenten der physikalischen Chemie im Wechsel
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Pflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Verständnis moderner spektroskopischer und mikroskopischer Me-thoden zur Analyse von komplexen Molekülen, Grenzflächen und Na-nosystemen.
Inhalte
Praktikum/ Seminar Experimentelle Übungen zur physikochemischen Charakterisierung komplexer Systeme. Die Theorie wird in begleitenden Seminaren zusätzlich diskutiert. 8 ausgewählte Versuche aus einem Pool von Versuchen, z.B.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Registrierung und Auswertung eines Iod-Dampf VIS- Spektr.
Rotations- und Schwingungsspektren symmetrischer Kreisel
Mikroskop. Techniken zur Messung von Größenverteilungen
Impedanzspektroskopie
Fluoreszenzspektroskopie
Protonierungskinetik
Leitfähige Polymere
Korrosion + Passivität sowie weitere Versuche in enger Anlehnung an die Vorlesung.
Teilnahmevoraussetzungen Bachelor Sc. Chemie oder äquivalent
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. Praktikum: vor Versuchsbeginn mündliches Kolloquium zum Experi-ment, Seminarvortrag, Anfertigung von Protokollen.
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Lutz Schmitt, Prof. Dr. Claus Seidel
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse zur Struktur der Biomoleküle, deren Dynamik und intermolekularen Wechselwirkungen und experi-mentelle Fähigkeiten zur Bestimmung dieser Wechselwirkungen in der Ligandenbindung.
Inhalte Vorlesung: Biophysikalische Grundlagen der Strukturbildung, Dynamik,
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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und Stabilität von insbesondere Proteinen und Nukleinsäuren, Über-blick über die spektrosko¬pischen Methoden zur Strukturanalyse und Kinetik. Arten der intra¬molekularen Wechselwirkungen und Einfluss äußerer Faktoren. Biomolekulare Faltung, Modelle, Vorhersagen, Me-thoden und Energien. Beschreibung von Bindungsisothermen, Modulation der Enzymaktivi-tät durch die Konzentration von Enzym und Ligand. Verständnis der Kooperativität aus thermodynamischer Sicht ( z. B. Adair-Gl. Hill-Gl. Scatchard Gl. und komplexere Modelle). Seminar: Vertiefender Vortrag der Teilnehmer zum Stoff der Vorlesung unter Nutzung von Büchern und Originalarbeiten (Vortragssprache Deutsch oder Englisch nach Wahl). Praktikum: Aufreinigung, Aktivitätsbestimmung und Charakterisierung einer ATPase.
Die jeweils aktuellen Ausgaben der internationalen Standardbücher für Bioche-mie/Biophysik für Naturwissenschaftler, Fachbücher zur Proteinfaltung, z.B. Charles R. Cantor, Paul R. Schimmel, Biophysical Chemistry, Parts I-III, W H Freeman & Co (1980). Kensal E. van Holde, W. Curtis Johnson, P. Shing Ho, Principles of Physical Biochemis-try, Prentice Hall; 2. Auflage (2004). Bengt Nölting, Protein folding kinetics: Biophysical Methods, Springer, Berlin; 2. Aufla-ge (2005).
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Computer im Labor: Steuerung, Datenerfassung, Daten-auswertung (CompuLab)
Computer im Labor: Steuerung, Da-tenerfassung, Datenauswertung
V 2 60 30 30
CompuLab-Praktikum PExp 6 135 90 15
CompuLab-Übungen Üb 1 45 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Matthias Karg
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Matthias Karg
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Es soll an Hand ausgewählter Beispiele die Steuerung einer Messappa-ratur (bewegliche Elemente, zeitliche Folgen) sowie die Erfassung der Messdaten mit Hilfe der Software Labview erklärt und die Auswertung der Messdaten mit Mathcad, Origin und Answer 42 vorgeführt wer-den. Lernziel ist das Verständnis der computergestützten Apparate-steuerung, Datenerfassung, Datenauswertung und Simulation.
Inhalte
Vorlesung: Mathcad Basiskurs (Befehle, Algorithmen, Darstellungen). Ausgewählte Simulationen von Spektren und kinetischen Prozessen. Messen und Steuern mit Labview . Origin und Answer 42 Basiskurs (wichtigste Funktionen). Fit von Spek-tren zur Parameterextraktion. Grafische Spektrendarstellung für Veröf-fentlichungen. Übungen: Einfache Steuerungs- und Datenerfassungsprobleme. Da-tenauswertung mit Origin und Answer 42. Simulationen mit Mathcad. Praktikum: Erstellung eines Programmes zur Steuerung eines Prakti-kumversuchs und zugehörige Datenerfassung in Gruppenarbeiten.
Elektronische Anregungen aus der Sicht des Experimentators
V 2 60 30 30
EA-Praktikum PExp 6 135 90 15
EA-Übungen Üb 1 45 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Rainer Weinkauf
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Rainer Weinkauf
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen Vermittlung der Kenntnisse zur elektronischen Anregung und ihrer Auswirkung auf verschiedenen Problemfelder der Analytik, der Spekt-roskopie, der Photostabilität, der Fragmentierung und der Farbgebung
Inhalte
Vorlesung: Vom Atomorbitalen zu Molekülorbitalen, Elektronen-konfigurationen, das Theorem von Koopmanns, die Konfigurationen elektronischer Zustände, verschiedene Moleküle als Beispiele (Doppel-anregung, Nicht-Koopmanns-Verhalten, CI), das Jablonski-Diagramm, strahlende und nicht-strahlende Prozesse, vermiedene Kreuzungen und konische Schnitte, S-T-Durchdringungen, dunkle Zustände: nπ*-Zustände, Triplett-Zustände, CT-Zustände, Symmetrieverbote, Konfi-gurationsauswahlregeln, Lösemittel-, Exciton- und Ladungstransfer-Effekte. Die Ionisation, die Elektronenanlagerung, die Photoelektro-nenspektroskopie (PES) vom neutralen Molekül zum Kation, die Mul-tiphoton-Laser-PES, die PES vom Anion zum neutralen Molekül, die PES mit der HeI-Linie und mit Röntgenlicht. Anwendungen: Ladungstransfer in Polymeren, Effekte an Grenz-schichten, Oberflächenanalyse mit ESCA, PES-Untersuchungen an Me-tall- und Halbleiter-Clustern, Neutralenspektroskopie an geschlossen-schaligen Molekülen, mehrfachgeladene Anionen, geschlossenschalige Anionen und Kationen, Konsequenzen für die moderne Massenspektrometrie (Proteinanalyse und DNA-Analyse), die Ladungssituation bei ESI-MS, Photoanregung von Multianionen und Multi-Kationen, Multiples Photodetachment und multiple Radikale, Elektroneneinfang bei mehrfach positiv geladenen Ionen Übungen: Rechenbeispiele zu Themenbereichen in der Vorlesung, Vorbereiten von Praktikumsversuchen. Praktikum: Durchführen von Experimenten an Forschungsapparaturen in kleinen Gruppen (beispielhaft):
- Photodissoziation an ESI-gesprühten Ionen - Anionen-PES zur Spektroskopie von Triplettzuständen - HeI-PES and Molekülen in der Gasphase und auf Oberflächen - ESCA-Analysen von organischen und nichtorganischen Ober-
Femtosekunden-Spektroskopie chemi-scher und biologischer Prozess
V 2 60 30 30
FSCB-Praktikum PExp 6 135 90 15
FSCB-Seminar Sem 1 45 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Peter Gilch
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Peter Gilch
Sprache deutsch, englisch nach Teilnehmerkreis
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Bedeutung zeitaufgelöster Verfahren in der modernen physikalisch-chemisch und bio-physikalischen Forschung Laserbasierte Messtechnik insbesondere Femtosekunden-Techniken Chemische und biologische Prozesse auf kurzen Zeitskalen Einarbeitung in aktuelle wissenschaftliche Literatur Konzeption, Durchführung und Dokumentation eines Forschungspro-jekts
Inhalte
Vorlesung 1. Zeitskalen physikalisch-chemischer Prozesse. 2. Methoden der zeitaufgelösten Spektroskopie im Überblick 3. Messverfahren der Femtosekunden-Spektroskopie
Funktionsprinzip des Lasers Modenkopplung Titan-Saphir-Laser und Verstärker Charakterisierung von Femtosekunden-Impulsen Frequenz-Konversion / Nicht-lineare Optik Verfahren der Detektion: Absorption, Fluoreszenz, IR, Raman,
etc. 4. Physikalische Prozesse im Femtosekunden-Bereich Dynamik versus Kinetik Wellenpaketsbewegungen Nicht-strahlende Prozesse Dynamische Solvatation
5. Chemische Prozesse im Femtosekunden-Bereich Elektrontransfer und Marcus-Theorie Proton- und Wasserstofftransfer
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Isomerisierungen 6. Biologische Prozesse im Femtosekunden-Bereich Photosynthese Sehprozess DNA-Photoschäden
Seminar: In Zusammenarbeit mit dem Dozenten werden aktuelle Ori-ginalarbeiten aus dem Themenbereich der Vorlesung ausgewählt und von den Studierenden vorgestellt.
Teilnahmevoraussetzungen BSc-Abschluss in Chemie, Physik, Biochemie, Biologie oder Wirt-schaftschemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. Anfertigung von Protokollen, Seminarvortrag.
C. Rulliére (Herausgeber): Femtosecond Laser Pulses. 2. Auflage, Springer 2005 J.-C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort Laser Pulse Phenomena, 2. Auflage, Academic Press, 2006 D. Meschede: Optik, Licht und Laser, Teubner Studienbücher, 1999 R.W. Boyd: Nonlinear Optics, 3. Auflage, Associated Press, 2008 A. Nitzan: Chemical Dynamics in Condensed Phases, Oxford Graduate Texts, 2006 P. Klán, J. Wirz: Photochemistry of Organic Compounds, Wiley-CH, 2009 L.O. Björn (Herausgeber): Photobiology: The Science of Life and Light, Springer, 2009 Ausgewählte Original- und Übersichtsarbeiten
Fortgeschrittene Fluoreszenzspektroskopie und –mikro-skopie - Vertiefungspraktikum (FFSM-P)
M. Sc. Wirtschaftschemie, M. Sc. Biochemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse zur Photophysik und Photo-chemie von Farbstoffen. Sie erlernen die praktische Durchführung von aktuellen Methoden der Fluoreszenzmikroskopie sowie deren Anwen-dung zur Charakterisierung von Nanomaterialien und biologischen Objekten.
Inhalte Übungen: Vertiefung des Inhalts des Praktikums. Seminar: Vertiefender Vortrag der Teilnehmer zum Stoff der Vorle-sung unter Nutzung von Büchern und Originalarbeiten, Vortrag der
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Praktikumsergebnisse (Vortragssprache Deutsch oder Englisch nach Wahl). Praktikum: Eventuelle Mitarbeit an aktuellen Forschungsthemen der Arbeitsgruppe. Es gibt verschiedene Themenbereiche: (1) Charakterisierung der Eigenschaften von Fluoreszenzfarbstoffen in verschiedenen Umgebungen, Optimierung ihrer Eigenschaften in Be-zug auf Signalstärke und Photostabilität. (2) Multiparameter Imagespektroskopie von komplexen Systemen. (3) Multiparameter Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie (4) Verschiedenste Techniken der Fluoreszenzkorrelations-spektroskopie.
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreiche Teilnahme an einem der folgenden Module, wo die not-wendige Theorie vermittelt wurde: Multiparameter Fluoreszenzdetek-tion (MFD), Grenzflächen und Kolloide – Bedeutung für industrielle Anwendungen (Interface) oder Superresolution Fluoreszenzmikrosko-pie (Super FM).
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, Protokolle zum Prakti-kum, Seminarvortrag.
Literatur Die jeweils aktuellen Ausgaben der internationalen Standardbücher und Übersichtsar-tikel für Photophysik, Photochemie, Biochemie/Biophysik bzw. Kolloidchemie für Naturwissenschaftler, Fachbücher zur Mikroskopie, Laborprotokolle.
Grenzflächen und Kolloide – Bedeutung für industrielle Anwendungen (Interface)
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Wolfgang von Rybinski / Prof. Dr. Claus Seidel
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Wolfgang von Rybinski
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Vertiefung der Kenntnisse in der Physikalischen Chemie der Grenzflä-chen und dispersen Systeme Vermittlung der physikalisch-chemischen Grundlagen der Kolloid- und Grenzflächenchemie an Beispielen aus der industriellen Anwendung Bedeutung physikalisch-chemischer Grenzflächeneffekte für Anwen-dungen in der Grundlagenforschung und in der Praxis
Inhalte Vorlesung: 1. Typen von Grenzflächen, Eigenschaften von Kolloiden, Beispiele für
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Anwendungen 2. Grenzflächenaktive Substanzen (Tenside und Polymere) 2.1. Struktur und Typen grenzflächenaktiver Substanzen 2.2. Herstellung grenzflächenaktiver Substanzen 2.3. Physikalisch-chemische Eigenschaften grenzflächenaktiver Sub-stanzen 2.3.1. Adsorption an der Grenzfläche Wasser/Luft, Oberflächenspan-nung 2.3.2. Phasenverhalten grenzflächenaktiver Substanzen 3. Benetzung von festen Oberflächen 3.1. Benetzung/Umnetzung 3.2. Ladungseffekte 3.3. Mehrkomponentensysteme 3.4. Wasch- und Reinigungsprozesse 4. Emulsionen 4.1. Stabilität 4.2. Herstellung 4.3. Grenzflächenspannung 4.4. Phasenverhalten von Mehrkomponentensystemen 4.5. Emulsionen in der Anwendung 5. Schäume 5.1. Bildung 5.2. Stabilität 5.3. Flotation als technisches Verfahren 6. Dispersionen 6.1. Stabilisierung von Dispersionen 6.2. Modifizierung von Nanopartikeln 6.3. Rheologisches Verhalten 6.4. Pigmente in der Anwendung Seminar: Vorträge der Studierenden zu aktuellen Themen und zur Ver-tiefung des Stoffes des Moduls. Praktikum: Zur Einarbeitung sollen ausgewählte Versuche mit Tensio-metrie, Rheologie und optischer Spektroskopie zur vergleichenden Untersuchung von Tensidlösungen gemacht werden. Anschließend wird das System unter enger Betreuung durch die Mitarbeiter des Arbeitskreises mit ausgewählten Methoden weiter vermessen.
Teilnahmevoraussetzungen Gültige Einschreibung in den Masterstudiengang Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. Anfertigung von Protokollen, Seminarvortrag.
Literatur Vorlesungsskript Buchbeiträge und Bücher Prof. Dr. Wolfgang von Rybinski H.-D. Dörfler, „Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme“, Springer 2002
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Grundlagen der Umweltchemie (GUC) Stand: 18.01.2012
Eigenständige Anwendung von in den Grundvorlesungen der Physikali-schen Chemie erworbenen Fähigkeiten in der Thermodynamik, Kinetik und Spektroskopie auf Fragestellungen in der Umweltchemie. Befähi-gung zur vernünftigen Abschätzung von Größenordnungen physiko-chemischer Prozesse in der Umwelt. Befähigung zur Beurteilung von Modellvorstellungen.
Inhalte
Vorlesung: Aufbau der Atmosphäre
Physik der Atmosphäre Strömungen Temperatur- und Druckverlauf
Chemie der Atmosphäre Kinetische Modellierungen Der natürliche Treibhauseffekt Der anthropogene Treibhauseffekt Das stratosphärische Ozonloch Emission und Verhinderung von Schadgasen durch Industrie Emission und Verhinderung von Schadgasen durch Verkehr
Seminar: Eigenständige Bearbeitung und Vorstellung ausgewählter Themen aus der Umweltchemie Praktikum (als Blockpraktikum): Anwendung spektroskopischer Techni-ken zur Messung und Quantifizierung von Spurengasen.
Teilnahmevoraussetzungen BSc Chemie oder Wirtschaftschemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. An-fertigung von Protokollen.
Kenntnisse zu modernen Massenspektrometrie-Geräten und –Methoden, Fertigkeiten zur Aufnahme und Interpretation von Mas-senspektren, Kompetenz für experimentelle Fragestellungen die richti-ge Methode und das geeignete Gerät zu wählen
Inhalte
Vorlesung: Aufbau eines Massen-Spektrometers Einlasssysteme, Ionisationsmethoden, Massentrennverfahren Nachweismethoden. Einlass von gasförmigen Proben, Einlass von thermisch nicht stabilen Proben - ESI - MALDI - SIMS, Cf-Plasmadesorption, Laserdesorption/Laserionisation, Probleme der Fragmentierung großer Moleküle (RRKM-Theorie) Fragmentierungsmethoden, Stossanregung, Laseranregung, electron capture dissociation Anwendungen: Anwendungen der klassischen Massenspektrometrie, quantitative Analytik, Analytik von Spurenstoffen, zeitaufgelöste Analytik. Kombination mit Vortrenn-Methoden (GC-MS, HPLC-MS) Biochemische Anwendung: Identifikation von Proteinen, Sequenz-analyse mit Hilfe der Massenspektrometrie, Untersuchungen von Schlüssel-Schloß-Prinzipien etc.) Seminar: Prinzipielle Informationen im Massenspektrum Anpassung der Konzeption der massenspektrometrischen Analyse an die jeweilige chemische, Biochemische oder biologische Problem-stellung. Auswahl der Methode Auswerten von Massenspektren. Ab-schätzungen von Empfindlichkeiten und Probeneinwagen, Praktikum: Es sollen im Rahmen desPraktikums an verschiedenen Massen-spektrometern (EI+ Magnetsektor, EI + Quadrupol, ESI + Paulsfalle und MALDI+Flugzeitmassenspektrometer) Vorführungen und eigene Mes-sungen durchgeführt werden. Dabei sollen die Schritte der Probenauf-bereitung, die Messmethoden, die wichtigsten Gerätefunktionen und
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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die Spektrenaufbereitung erlernt werden. Es ist explizit vorgesehen vergleichende Messungen mit verschiedenen massenspektro-metrischen Methoden und Geräten an den gleichen Molekülen durch-zuführen.
Teilnahmevoraussetzungen BSc Chemie oder Wirtschaftschemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen. Anfertigung von Protokollen, Seminarvortrag.
Interpretation of mass spectra, F.W. McLafferty/ F. Turecek, University Science Books, Sausalito 1993. Mass Spectral Interpretation, T.A. Lee, John Wiley & Sons, New York, 1998. Mass Spectrometry for Chemists and Biochemists, R.A.W. Johnstone, M.E. Rose, Cam-bridge University press, 1996
Molekulare Strukturen und Wechselwirkungen- Vertie-fungspraktikum (MSW-P)
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Claus Seidel, Prof. Dr. von Rybinski, Prof. Dr. L. Schmitt
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie, M. Sc. Biochemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse zur Struktur der Makro- und Biomoleküle und Kolloide, deren Dynamik und intermolekularen Wechselwirkungen und experimentelle Fähigkeiten zur Bestimmung dieser Wechselwirkungen in der Ligandenbindung.
Inhalte
Übungen: Vertiefung des Inhalts des Praktikums. Seminar: Vertiefender Vortrag der Teilnehmer zum Stoff der Vorle-sung unter Nutzung von Büchern und Originalarbeiten, Vortrag der Praktikumsergebnisse (Vortragssprache Deutsch oder Englisch nach Wahl). Praktikum: Eventuelle Mitarbeit an aktuellen Forschungsthemen der Arbeitsgruppe. Es gibt verschiedene Themenbereiche: (1) Expression und Aufreinigung von ausgewählten Proteinen, Charak-terisierung der biomolekularen Funktion (Messung von: Reinheit, Akti-vität, Ligandenbindung, strukturelle Eigenschaften), Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen.. (2) Umgang mit Zellkulturen, Multiparameter Imagespektroskopie an diesen Zellen.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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(3) Charakterisierung von Kolloiden und Grenzflächen mit physikali-schen Methoden.
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreiche Teilnahme an einem der folgenden Module, wo die not-wendige Theorie vermittelt wurde: Biomolekulare Strukturen und Wechselwirkungen (BSW), Multiparameter Fluoreszenzdetektion (MFD), Grenzflächen und Kolloide – Bedeutung für industrielle An-wendungen (Interface) oder Superresolution Fluoreszenzmikroskopie (Super FM).
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, Protokolle zum Prakti-kum, Seminarvortrag.
Literatur Die jeweils aktuellen Ausgaben der internationalen Standardbücher für Bioche-mie/Biophysik bzw. Kolloidchemie für Naturwissenschaftler, Fachbücher zur Protein-charakterisierung und Mikroskopie, Laborprotokolle.
M. Sc. Wirtschaftschemie, M. Sc. Biochemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen Grundlegende Kenntnisse der Fluoreszenzspektroskopie. Anwendung zur Charakterisierung von Nanomaterialien und biologischen Objekten.
Inhalte
Vorlesung: 1. Grundlagen: Jablonski-Diagramm: Absorption und Fluo-reszenz , Stoke'sche Verschiebung der Fluoreszenz und dynamische Relaxationsprozesse in kondensierter Phase. Spektrale Eigenschaften: Fluoreszenzanregungsspektren, Aufbau eines Spektrometers, Vorstel-lung von Fluorophoren. Fluoreszenzquantenausbeute: Definition, Mes-sung. Intensität: Konzentrationsabhängigkeit, Inner-Filter-Effekt, Fluo-reszenzmarkierung (Kopplungsgruppen und Markierungsgrad). 2. Fluoreszenzlöschung: Fluoreszenzlebensdauer: Kinetische Ableitung und Anwendung. Statische und dynamische Fluoreszenzlöschung. Re-aktionen im elektronisch anregten Singulettzustand. 3. Fluoreszenzanisotropie: Polarisiertes Licht, Photoselektion, Definiti-on und Ableitung, fundamentale Anisotropie, Rotationsdiffusion, Zeit-abhängigkeit, Perrin-Gleichung. 4. Förster-Resonanz-Energietransfer (FRET): Messung von biomoleku-laren Strukturen und deren Dynamik durch FRET: Theorie und Meßme-
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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thoden. 5. Multiparameter-Fluoreszenzdetektion: Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie und Multiparameter-Fluoreszenzdetektion (MFD): Meßprinzipien. Grundlagen der Fluoreszenzkorrelationsspekt-roskopie (FCS) zur Analytik und kinetischen Charakterisierung von Pro-zessen. Seminar: Vorträge der Studierenden zu aktuellen Themen und zur Vertiefung des Stoffes des Moduls. Praktikum: Zur Einarbeitung sollen ausgewählte Versuche zur Erarbei-tung von Fluoreszenzeigenschaften: Löschung, Anisotropie, Superreso-lution-FRET. Anschließend wird ein ausgewähltes Molekül unter enger Betreuung durch die Mitarbeiter des Arbeitskreises mit Einzelmole-külmethoden weiter vermessen.
Literatur Vorlesungsskript. Valeur, B. (2002). Molecular Fluorescence: Principles and Applica-tions, Wiley-VCH Verlag Weinheim. Lakowicz, J. R. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy. New York, Springer.
Präparative und spektroskopische Aspekte der organischen Photochemie (PSP)
Präparative und spektroskopische Aspekte der organischen Photochemie
V 2 60 30 30
PSP-Praktikum PExp 6 135 90 15
PSP-Seminar Sem 1 45 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Peter Gilch, Priv.-Doz. Dr. Klaus Schaper
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Peter Gilch, Priv.-Doz. Dr. Klaus Schaper
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Angeregte Zustände als elektronische Isomere Bedeutung der Photochemie in Technologie und Industrie Photochemische Arbeitsweisen und Messtechniken Einarbeitung in aktuelle wissenschaftliche Literatur Konzeption, Durchführung und Dokumentation eines Forschungspro-jekts
5. Photochemische Reaktionen – Präperative und spektroskopische Aspekte
Elektron-, Proton- und Wasserstofftransfer Isomerisierung Cycloadditionen Photoreaktionen von Carbonylverbindungen
6. Technische und industrielle Anwendungen der Photochemie Photohalogenierungen Photolithographie Photolabile Schutzgruppen Photoprotektion
Seminar: In Zusammenarbeit mit dem Dozenten werden aktuelle Ori-ginalarbeiten aus dem Themenbereich der Vorlesung ausgewählt und von den Studierenden vorgestellt. Praktikum: Wahlweise können forschungsnahe Projekte mit dem Schwerpunkt präparative Photochemie oder Spektroskopie bearbeitet werden.
Teilnahmevoraussetzungen BSc Chemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, Protokolle zum Prakti-kum, Seminarvortrag.
P. Klán, J. Wirz: Photochemistry of Organic Compounds, Wiley-CH, 2009 N.J. Turro, V. Ramamurthy, J.C. Scaino: Modern Molecular Photochemistry of Organic Molecules, University Science Books, Sausalito California, 2010 D. Wöhrle, M.W. Tausch, W.-D. Stohrer: Photochemie: Konzepte, Methoden, Experi-mente, Wiley-VCh, 1998 C. Rullière: Femtosecond Laser Pulses, 2. Auflage, Springer, New York 2005 Ausgewählte Original- und Übersichtsarbeiten
Streumethoden zur Strukturaufklärung von Polymeren und Kolloiden (SSPK)
Streumethoden zur Strukturaufklärung von Polymeren und Kolloiden
V 2 60 30 30
SSPK-Praktikum PExp 6 135 90 15
SSPK-Seminar Sem 1 45 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Matthias Karg
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Matthias Karg
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Grundlagen der Polymer- und Kolloidchemie Grundlegendes Verständnis zur Anwendung verschiedener Streume-thoden in der Strukturaufklärung Handhabung von Messdaten
Seminar: Eigenständige Bearbeitung und Vorstellung ausgewählter Themen aus der Strukturaufklärung Praktikum (als Blockpraktikum): Es werden verschiedene Aspekte der Kolloid- oder Polymersynthese, der Lichtstreuung, der Mikroskopie und Bildauswertung sowie der Handhabung von Streudaten bzw. Realraumdaten durch beispielhafte experimentelle und theoretische Versuche veranschaulicht.
Teilnahmevoraussetzungen BSc Chemie oder Wirtschaftschemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme an den Lehrveranstaltungen, Protokolle zum Prakti-kum, Seminarvortrag.
Modulverantwortlicher Prof. Dr. Claus Seidel/ Prof. R. Simon
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. Claus Seidel/ Prof. R. Simon
Sprache deutsch, englisch auf Wunsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Wirtschaftschemie, M. Sc. Biochemie Wahlpflicht
Lernziele und Kompetenzen
Grundlegende Kenntnisse der optischen Mikroskopie mit der Vorstel-lung aktueller Methoden der Fluoreszenzmikroskopie. Anwendung zur Charakterisierung von Nanomaterialien und biologi-schen Objekten.
Inhalte
Vorlesung: Wiederholung der Grundlagen der Optik, Beleuchtungs-modi und Kontrasttechniken, Wiederholung Fluoreszenzspektroskopie, optische Mikroskopie jenseits der Beugungsgrenze (Superresolution-Mikroskopie), Raster-Sonden Mikroskopien, Ramanmikroskopie, Plas-monenspektroskopie, Methoden zur Bestimmung molekularer Interak-tionen, Detektionsverfahren auf Basis einzelner Moleküle. Optimie-rung der Selektivität und Auflösung von Fluoreszenzmikroskopen. Förster-Resonanz-Energietransfer (FRET) in der Mikroskopie, Raster-Imagespektroskopie (RICS), Fluoreszenzkorrelationsspektroskope (FCS) zur Charakterisierung der Transporteigenschaften von Partikeln (Rota-tions- und Translationsdiffusion). Mikroskopie mit Videorate. Strate-gien zur Photoprotektion der Markermoleküle. Seminar: Vorträge der Studierenden zu aktuellen Themen und zur Vertiefung des Stoffes des Moduls. Praktikum: Zur Einarbeitung sollen ausgewählte Versuche zur Erarbei-tung wichtiger Methoden in der Fluoreszenzmikroskopie: wahlweise materialwissenschaftliche, biophysikalische oder biologische Ausrich-tung. 1. Aufbau eines konfokalen Mikroskops. 2. Analyse der Transporteigenschaften von fluoreszierenden Partikeln mit FCS: unterschiedliches Diffusionsverhalten von GFP und Rhodamin 110. 3. Höchstauflösende Mikroskopie: Total internal reflection fluores-cence (TIRF) und “points accumulation for imaging in nanoscale topog-
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raphy” (PAINT). 4. Messung von FRET und Imaging wahlweise unter in vitro oder in vivo Bedingungen. Anschließend wird ein ausgewähltes Molekül unter enger Betreuung durch die Mitarbeiter des Arbeitskreises mit Einzelmolekülmethoden weiter vermessen.
Literatur Vorlesungsskript. Pawley, J. B. (2006). Handbook of Biological Confocal Microscopy New York (NY), Springer. Lakowicz, J. R. (2006). Principles of Fluorescence Spectrosco-py. New York, Springer.
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Module des Instituts für Theoretische Chemie und Computerchemie
Wahlpflichtmodule
Angewandte Quantenchemie und Computerchemie (AnQCCC)
Näherungsverfahren der Quantenchemie; Quantenchemische Metho-den zur Behandlung des elektronischen Grundzustands, elektronisch angeregte Zustände
Inhalte
1. Quantenchemische Methoden für Eigenschaften von Molekülen im elektronischen Grundzustand (Hartree-Fock, Dichtefunktio-naltheorie, Møller-Plesset-Störungstheorie, semiempirische Ver-fahren
2. Grundzüge der statistischen Thermodynamik, Zustandssummern für Translation, Rotation, Schwingungs- und elektronische Ener-gien
3. Einschätzen der Leistungsfähigkeit der quantenchemischen und semiempirischen Methoden
4. Interpretation der Ergebnisse von MO-Rechnungen 5. Suche nach Minima und Übergangszuständen ,
Reaktionswärmen (Wahl von Atomorbitalbasen, Bedeutung der Nullpunktsschwingungsenergie, Temperaturabhängigkeit, Lö-sungsmitteleffekte)
6. Berechnung elektronischer Anregungsspektren mit DFT/MRCI
Teilnahmevoraussetzungen Erfolgreiche Teilnahme am Modul QCCC oder äquivalente Leistungen.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Teilnahme an Vorlesung und Praktikum, Auswertung der Praktikums-aufgaben, Seminarvortrag.
Lernziele und Kompetenzen Grundlegendes Verständnis und praktische Anwendung von Computersimulationsmethoden für Biomoleküle, insbesondere für Proteine
Inhalte
Vorlesung: 1. Biomolekulare Kraftfelder: Annahmen und Grundlagen; Funktionale Form: bindende und nichtkovalente Beiträge; Parameterisierung; Übliche Kraftfelder: CHARMM, AMBER, GROMOS, OPLS; Ausblick: “Knowledge-based” und “coarse-grained”-Kraftfelder. 3. Berechnung nichtkovalenter Wechselwirkungen: Reduktion des Rechenaufwandes: “Cutoff”-, Ewald- und Multipolmethoden; Solvatation mit Kontinuumsmethoden. 4. Geometrieoptimierung: Überblick über verschidene Minimierungsmethoden 5. Molekulardynamik (MD) - Grundlagen: Grundlagen; Integration der Newtonschen Bewegungsgleichungen; MD in verschiedenen Ensembles: konstante Temperatur (Thermostate: Berendsen und Nosé-Hoover) und konstanter Druck; Auswertung von MD-Simulationen (Freie Energie, Ordnungsparameter, Hauptkomponentenanalyse); MD-Programm: GROMACS 6. Molekulardynamik – Weitere Themen: Langevin-Dynamik; Brownsche Dynamik; MD unter Zwangsbedingungen; Umbrella Sampling; “Replica exchange MD”. 7. Monte-Carlo (MC)-Simulationen: Idee; Metropolis-Methode; Generation von Versuchskonformationen; MC zur globalen Optimierung. 8. QM/MM-Simulationen: Konzept; Einbettungsverfahren; Behandlung der QM/MM-Grenzregion; QM/MM-Optimierungs- und Simulationsverfahren; QM/MM-Methoden für elektronisch angeregte Zustände; Übersicht über Anwendungen auf Enzyme und photoaktive Proteine.
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Seminar: – Bearbeiten von Übungen zu den Themen der Vorlesung. Die Übungsaufgaben werden selbständig bearbeitet und gemeinsam mit der Darstellung der Lösungswege besprochen. – Seminarvortrag (30 Minuten, Powerpoint) Computerpraktikum: 1. Einführung in Linux, die Benutzung des MD-Programms GROMACS, des QM/MM-Programms ChemShell und des Programms VMD zur Darstellung von Biomolekülen;
2. Bearbeitung von praktischen Übungen zu den Themen der Vorle-sung am PC unter Linux
Teilnahmevoraussetzungen Grundlegende Kenntnisse der Physikalischen Chemie, der Quanten-chemie, der statistischen Thermodynamik und der Proteinbiochemie
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Bearbeitung von Übungen im Rahmen des Computerpraktikums inklu-sive Protokolle, Seminarvortrag
1. Skript zur Vorlesung 2. Fachbücher: - T. Schlick, “Molecular Modeling and Simulation. An Interdisciplinary Guide.” Springer, New York. - A.R. Leach, "Molecular Modeling – Principles and Applications.” Prentice Hall, Har-low. - D. Frenkel, B. Smit, "Understanding Molecular Simulation", Academic Press, San Diego - H. M. Senn, W. Thiel, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1198. 3. Spezialliteratur zu Seminarthemen wird ausgegeben.
3. Umgebungseffekte auf elektronische Spektren 4. Dipolübergänge und Oszillatorstärken 5. Spin-Bahn-Kopplung, Phosphoreszenz, Intersystem crossing Vorlesung Mathematische Methoden der Theoretischen Chemie 1. Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik. 2. Molekülpunktgruppen. 3. Reduzible und irreduzible Darstellungen, Charaktere,
Orthogonalitätstheorem, Projektionsoperatoren. 4. Symmetrie von Wellenfunktionen und Operatoren. 5. Auswahlregeln für Übergänge zwischen molekularen Zuständen. 6. Drehimpulse, Kommutatoren, Schiebeoperatoren.
Teilnahmevoraussetzun-gen
Kenntnis von Lehrinhalten, wie sie z.B. im Bachelormodul QCCC vermit-telt werden. Das Modul kann nicht belegt werden, wenn bereits das Modul MPESP belegt wurde.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraus-setzung zur Modulprüfung)
Spinabhängige Effekte 3. Fluoreszenz- und Phosphoreszenzraten Praktikum Forschungspraktikum zu Themen der Vorlesung nach individueller Vereinbarung
Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse, wie sie z.B. in den Vorlesungen „Quantenchemische Me-thoden für angeregte Zustände“ und „Mathematische Methoden der Theoretischen Chemie“ vermittelt werden.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Erfolgreiche Bearbeitung der Übungs- und Praktikumsaufgaben, Prak-tikumsprotokoll.
M. Reiher, A. Wolf „Relativistic Quantum Chemistry: The Fundamental Theory of Molecular Science”, Wiley-VCH, 2009
K. Dyall, K. Faegri, “Introduction to Relativistic Quantum Chemistry”, Oxford Univ Press, 2007
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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C. M. Marian “Spin-Orbit Coupling and Intersystem Crossing in Molecules”, Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science, 2(2012) 187–203
C. M. Marian „Spin-orbit coupling in molecules“ in: Reviews in Computational Chemistry, ed. by K. Lipkowitz and D. Boyd, Wiley-VCH, Weinheim, 17 (2001) 99-204
ner-Dynamik 5. Multi-Configuration Time-Dependent Hartree (MCTDH) Praktikum Forschungspraktikum zu Themen der Vorlesung nach individueller Vereinbarung
Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse, wie sie z.B. in den Vorlesungen „Quantenchemische Me-thoden für angeregte Zustände“ und „Mathematische Methoden der Theoretischen Chemie“ vermittelt werden.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Erfolgreiche Bearbeitung der Übungs- und Praktikumsaufgaben, Prak-tikumsprotokoll.
Photokatalyse und Stromerzeugung mit Nanokompositmaterialien
V 1 54 15 30
Moderne Farbstoffchemie V 1 54 15 30
Spezielle Supramolekulare Chemie V 1 54 15 30
Modulverantwortlicher Prof. Dr. W. Frank
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. W. Frank, Prof. Dr. C. Janiak , , Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. L. Hartmann
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M.Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse und Methodenkompetenz auf dem Gebiet der chemischen Materialforschung. Im Fokus stehen dabei Synthese und Charkterisierung von „Hybridmaterialien“ bzw. „Hybrid-material“-Komponenten
Inhalte
Anorganische Neue Materialien
1. Klassifizierung „Neuer Materialien“ 2. Ausgewählte Synthesekonzepte und -verfahren: Sol-Gel-Verfahren, Precursormethoden, Solvothermalsynthesen) 3. Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bei Anorganischen Materialien und Anorganisch-Organischen Hybridmaterialien 4. Moderne Entwicklungen bei Gläsern, Keramiken, Pigmenten 5. 2D- und 3D-strukturierte Anorganisch-Organische Hybrid-materialien Moderne Aspekte der anorganischen Materialchemie 1. Herstellung, Aufbau, und Anwendung von Metal-Organic Frame-works 2. Ausgewählte Kapitel aus der Nanochemie
Photokatalyse und Stromerzeugung mit Nanokompositmaterialien
1. Klassifizierung „Neuer Materialien“ 2. Ausgewählte Synthesekonzepte und -verfahren: Sol-Gel-Verfahren, Precursormethoden, Solvothermalsynthesen) 3. Struktur-Eigenschaftsbeziehungen bei Anorganischen Materialien und Anorganisch-Organischen Hybridmaterialien 4. Moderne Entwicklungen bei Gläsern, Keramiken, Pigmenten 5. 2D- und 3D-strukturierte Anorganisch-Organische Hybrid-
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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materialien Moderne Farbstoffchemie 1. Klassifizierung der Farbstoffe 2. Farbe von Organischen Verbindungen 3. Ausgewählte Farbstoffklassen (Polyene, Polymethine, Di- und Tria-rylmethine, Aza[18]annulene, Azofarbstoffe, etc.) –Synthese und Ei-genschaften 4. Ausgewählte Anwendungen (Optische Aufheller, Pigmente, Imaging und Datenspeicherung, Bioanalytik) 5. Ökologische und toxikologische Aspekte
Spezielle Supramolekulare Chemie
1. Molekulare Überstrukturen mit niedermolekularen und polymeren Cyclodextrinen 2. Komplexchemie mit Curbituril und Calixarenen 3. Supramolekulare Strukturen durch H-Brücken 4. Catenane, Rotaxane
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
U. Schubert, N. Hüsing, Synthesis of Inorganic Materials, 2nd
ed., Wiley-VCH, 2004 M. Kaneko, I. Okura, Photocatalysis, Biological and Medical Physics Series, Springerver-lag, 2002 H. Zollinger, Color Chemistry (Syntheses, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments), 3rd edition, Wiley-VCH, 2003 Vögtle, Supramolekulare Chemie
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. W. Frank, Prof. Dr. C. Janiak , Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. L. Hartmann
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M.Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erwerben praktische Fähigkeiten auf dem Gebiet der Synthese und Analyse neuer Materialien.
Inhalte Praktikum: Bevorzugt zur Thematik „Hybridmaterialien“ können wahlweise forschungsnahe Projekte mit Schwerpunkten aus einem
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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oder mehreren der Themenfelder des Vorlesungsverbundes „Neue Materialien“ (siehe Modul AdMat) bearbeitet werden. Der Fokus liegt bei Auswahl und Einsatz materialklassenspezifischer Syntheseverfah-ren und/oder der fortgeschrittenen Nutzung analytischer Werkzeuge für die Eigenschafts- und Struktur-charakterisierung.
Seminar: Zum Abschluss des Praktikums stellen die Teilnehmer eine ihrer Praktikumsaufgabe und die erzielten Ergebnisse im Kreis der Teilnehmer mit einer Kurzpräsentation vor.
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Ausgewählte Versuchsvorschriften aus neueren Originalarbeiten zu den Themenkrei-sen „Anorganische Materialien und Anorganisch-Organische Hybridmaterialien“ , „Funktionspolymere, Hybridmaterialien und Nanocomposite“ Praktikumsskript „Solarzelle und Photokatalyse mit Nanoteilchen“ U. a. Präparate aus "Functional Organic Materials", T. J. J. Müller, U. H. F. Bunz, Hrsg., Wiley-VCH, 2007
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. J. Pietruszka, Prof. Dr. C. Seidel, Prof. Dr. L. Schmitt, Prof. Dr. V. Urlacher
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig)
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erlernen Methoden zur Struktur-Funktions-Analyse von Proteinen und erwerben Kenntnisse und Methodenkompetenz in der Katalyse mit Enzymen. Des Weiteren besitzen sie die Fähigkeit, Messdaten der Struktur-analytischen Methoden selbständig zu inter-pretieren und analytische Werkzeuge für das praktische Arbeiten mit Biokatalysatoren anzuwenden.
Inhalte
Grundlagen der Biokatalyse: Screening nach enzymatischen Aktivitä-ten, rekombinante Enzyme, technisch relevante Umsetzungen mit isolierten Enzymen und Ganzzellbikatalysatoren, Protein- Engineering und Immobilisierung. Anwendungen in der Synthese: Racematspal-
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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tung, C-O-Bindungen (Carbonsäurederivate, Epoxide, Glycoside), C-N-Bindungen (Nitrile, Amide, Trans-aminierung), C-C-Bindungen (Aldol-reaktion, Acyloinkondensation, Cyanhydrine), Reduktionen (Ketone, Imine) und Oxidationen (C-H- und C=C-Bindungen, Alkohole, Amine, Carbonyle). Struktur-Funktionsanalyse von Proteinen: Grundlagen von Protein-strukturen; Strukturbildende Elemente (Primär-, Sekundär-, Tertiär-, Quartärstruktur); an Hand ausgewählter Proteinfamilien (Proteasen, Nukleotid-bindende Proteine, Immunglobuline) soll durch die dreidi-mensionale Struktur die Funktion und auch die Bedeutung von Muta-tionen auf die Aktivität analysiert werden. An Hand dieser Strukturen sollen auch die unterschiedlichen Liganden-Erkennungsmechanismen erläutert werden. Biophysikalische Grundlagen der Strukturbildung, Dynamik, und Stabi-lität von insbesondere Proteinen und Nukleinsäuren, Überblick über die spektroskopischen Methoden zur Strukturanalyse und Kinetik. Arten der intramolekularen Wechselwirkungen und Einfluss äußerer Faktoren. Modelle, Vorhersagen.
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse in der Biochemie und Synthesechemie Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive und regelmäßige Teilnahme an den Modulveranstaltungen.
K. Faber, Biotransformations in Organic Chemistry, Springer, 2004; R.D Schmid, Taschenatlas „Biotechnologie und Gentechnik“, Wiley-VCH, 2006; Branden und Toze ‚Introduction to protein structure’ Garland Publisher, 1999; Charles R. Cantor, Paul R. Schimmel; Biophysical Chemistry, Freeman, New York 1998
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. J. Pietruszka, Prof. Dr. C. Seidel, Prof. Dr. L. Schmitt, Prof. Dr. V. Urlacher
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Biochemie M. Sc. Wirtschaftschemie (anteilig)
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erlernen Methoden zur Struktur-Funktions-Analyse von Proteinen und erwerben Kenntnisse und Methodenkompetenz in der Katalyse mit Enzymen. Desweiteren besitzen sie die Fähigkeit, Messdaten der Struktur-analytischen Methoden selbständig zu inter-pretieren und analytische Werkzeuge für das praktische Arbeiten mit
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Biokatalysatoren anzuwenden.
Inhalte
Praktikum einschl. Übungen und Seminar Angewandte Proteinbiochemie. Herstellung von rekombinanten Prote-inen, Durchführung enzymatischer Reaktionen im einphasigen und im zweiphasigen System, Vergleich von Reaktionen mit Ganzzellbiokataly-satoren und isolierten Enzymen. Synthesen von nichtnatürlichen Subs-traten für die Enzymkatalyse, Produktcharakterisierung mit Hilfe von Vergleichssubstanzen, Enantiomerenanalytik, enzymatische Umset-zung. An einem ausgewählten Beispiel soll der Einfluss einer Mutation auf die katalytische Aktivität eines Enzyms bestimmt werden. Hierzu ist die Anzucht von Bakterien, die Aufreinigung des Proteins und die Bestim-mung seiner enzymatischen Aktivität nötig. Messung, Bearbeitung und Darstellung von biomolekularen Struktu-ren, Beschreibung und Messung von Bindungsisothermen.
Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse in der Biochemie und Synthesechemie Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Vortrag der Teilnehmer zum Stoff der Vorlesung unter Nutzung von Büchern und Originalarbeiten (Vortragssprache Deutsch oder Englisch nach Wahl); Protokoll zum Praktikum
Skript zum Praktikum; McMurry, Begley ‘Organische Chemie der biologischen Stoffwechselwege’, Spektrum Akademischer Verlag, 2006; Kensal E. van Holde, W. Curtis Johnson, P. Shing Ho, Principles of Physical Biochemis-try, Prentice Hall 1998.
Molecular and Biomolecular Catalysis (MoBiCa) Stand: 18.01.2012
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. C. Ganter, Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. J. Pietruszka, Prof. Dr. V. Urlacher
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M.Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse und Methodenkompetenz in der Katalyse. Der Fokus liegt auf der Nutzung von Enzymen und ihrer Anwendung in der organischen Synthese. Analytische Werkzeuge für das praktische Arbeiten mit selektiven Katalysatoren werden an Fall-beispielen erläutert.
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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Inhalte
Grundlagen der homogenen Katalyse: Physikalisch-chemische Grund-lagen der molekularen Katalyse, Prinzipien der metallorganischen Chemie (Formalismen, Liganden, Elementarreaktionen, Mechanis-men), Hydrierungen, Hydrosilylierung, Kreuzkupplungen, Polymerisati-onskatalyse, Organokatalyse (Enamin-, Iminium-Katalyse, Stetter-Reaktion).
Grundlagen der Biokatalyse: Screening nach enzymatischen Aktivitä-ten, rekombinante Enzyme, technisch relevante Umsetzungen mit isolierten Enzymen und Ganzzell-biokatalysatoren, Optimierung von Enzymen durch Protein Engineering und Immobilisierung. Anwendun-gen in der Synthese: Racematspaltung, C-O-Bindungen (Carbonsäure-derivate, Epoxide, Glycoside), C-N-Bindungen (Nitrile, Amide, Transa-minierung), C-C-Bindungen (Aldolreaktion, Acyloinkondensation, Cyanhydrine), Reduktionen (Ketone, Imine) und Oxidationen (C-H- und C=C-Bindungen, Alkohole, Amine, Carbonyle).
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
K. Faber, Biotransformations in Organic Chemistry, Springer, 2004. McMurry, Begley ‘Organische Chemie der biologischen Stoffwechselwege’, Spektrum Akademischer Verlag, 2006 D. Steinborn, Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse, Teubner, 2007. A. Berkessel, H. Gröger, Asymmetric Organocatalysis, Wiley-VCH, 2005.
Molecular and Biomolecular Catalysis (MoBiCa-P) Stand: 18.01.2012
Beteiligte Dozenten Prof. Dr. C. Ganter, Prof. Dr. T. J. J. Müller, Prof. Dr. J. Pietruszka, Prof. Dr. V. Urlacher
Sprache deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M.Sc. Wirtschaftschemie (anteilig) Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Die Studierenden erwerben praktische Kenntnisse und Metho-denkompetenz in der Katalyse. Der Fokus liegt auf der Nutzung von Enzymen und ihrer Anwendung in der organischen Synthese. Analyti-sche Werkzeuge für das praktische Arbeiten mit selektiven Katalysato-ren werden an Fallbeispielen erläutert.
B. Sonogashira-, Suzuki-Kupplung, Stetter-Reaktion), Durchführung einer Hydrierungskinetik.
Synthesen von nichtnatürlichen Substraten für die Enzymkatalyse, Produktcharakterisierung mit Hilfe von Vergleichssubstanzen, Enanti-omerenanalytik, Herstellung von rekombinanten Proteinen, enzymati-sche Umsetzung im einphasigen und zweiphasigen System, Vergleich von Reaktionen mit Ganzzellbiokatalysatoren und isolierten Enzymen.
Im Seminar halten die Studierenden Vorträge über aktuelle Themen der molekularen und biomolekularen Forschung.
Teilnahmevoraussetzungen Praktische Fähigkeiten und Kenntnisse in der Synthesechemie.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
K. Faber, Biotransformations in Organic Chemistry, Springer, 2004. McMurry, Begley ‘Organische Chemie der biologischen Stoffwechselwege’, Spektrum Akademischer Verlag, 2006 D. Steinborn, Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse, Teubner, 2007. A. Berkessel, H. Gröger, Asymmetric Organocatalysis, Wiley-VCH, 2005.
Molecular Photonics and Excited-State Processes (MPESP) Stand: 29.02.2012
Quantenchemische Methoden für elektronisch angeregte Zustände
V 2 90 30 30
Mathematische Methoden der Theo-retischen Chemie
V 1 45 15 30
Präparative und spektroskopische Aspekte der organischen Photochemie
V 2 90 30 30
Moderne Farbstoffchemie V 1 45 15 30
Modulverantwortliche Prof. Dr. C.M.Marian
Beteiligte Dozenten Die Dozenten des Instituts für Theoretische Chemie und Computer-chemie, Prof. P. Gilch, Prof. T.J.J. Müller, PD K. Schaper
Sprache englisch/deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Informatik M. Sc. Physik
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Das Modul bietet eine breite Einführung in die Chemie und Physik elektronisch angeregter Molekülzustände. Die Inhalte spannen den Bogen von den theoretischen und physikalischen Hintergründen über Rechenmethoden, Spektroskopie und Photoreaktionen bis zur Synthe-se organischer Chromophore.
Inhalte Vorlesung Quantenchemische Methoden für elektronisch angeregte Zustände
Modulhandbuch „Master of Science“ im Fach Chemie
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6. Optimierung von Molekülorbitalen (HF, CASSCF, DFT) 7. Elektronenstrukturmethoden für angeregte Zustände
8. Umgebungseffekte auf elektronische Spektren 9. Dipolübergänge und Oszillatorstärken 10. Spin-Bahn-Kopplung, Phosphoreszenz, Intersystem crossing
Vorlesung Mathematische Methoden der Theoretischen Chemie 7. Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik. 8. Molekülpunktgruppen. 9. Reduzible und irreduzible Darstellungen, Charaktere,
Orthogonalitätstheorem, Projektionsoperatoren. 10. Symmetrie von Wellenfunktionen und Operatoren. 11. Auswahlregeln für Übergänge zwischen molekularen Zuständen. 12. Drehimpulse, Kommutatoren, Schiebeoperatoren.
Präparative und spektroskopische Aspekte der organischen Photo-chemie 1. Angeregte Zustände als „elektronische Isomere“ 2. Physikalische Zerfallsprozesse angeregter Zustände: Strahlende
Zerfälle (Fluoreszenz und Phosphoreszenz), Nichtstrahlende Zerfälle (Innere Konversion, Interkombination), Energietransfer
5. Photochemische Reaktionen – Präparative und spektroskopische Aspekte: Elektron-, Proton- und Wasserstofftransfer, Isomerisierung, Cycloadditionen, Photoreaktionen von Carbonylverbindungen
6. Technische und industrielle Anwendungen der Photochemie: Photohalogenierungen Photolithographie, photolabile Schutzgruppen, Photoprotektion
Moderne Farbstoffchemie 1. Klassifizierung der Farbstoffe 2. Farbe von Organischen Verbindungen 3. Ausgewählte Farbstoffklassen (Polyene, Polymethine, Di- und
Triarylmethine, Aza[18]annulene, Azofarbstoffe, etc.) – Synthese und Eigenschaften
4. Ausgewählte Anwendungen (Optische Aufheller, Pigmente, Ima-ging und Datenspeicherung, Bioanalytik)
5. Ökologische und toxikologische Aspekte
Teilnahmevoraussetzungen Kenntnis von Lehrinhalten, wie sie z.B. im Bachelormodul QCCC ver-mittelt werden. Gleichzeitige Teilnahme am Modul MPESP-P.
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Beteiligte Dozenten Die Dozenten des Instituts für Theoretische Chemie und Computer-chemie, Prof. P. Gilch, Prof. T.J.J. Müller, PD K. Schaper
Sprache englisch/deutsch
Weitere Verwendbarkeit des Moduls
Studiengang Modus
M. Sc. Informatik M.Sc. Physik
Wahlpflicht Wahlpflicht
Lernziele und Kompeten-zen
Vertiefung und praktische Anwendung der im Vorlesungsmodul er-langten Kenntnisse
Inhalte
Praktikum: Wahlweise können forschungsnahe Projekte mit den Schwerpunkten Theoretische Chemie, Präparative Photochemie, Spektroskopie oder Chromophorsynthese bearbeitet werden. Seminar: In Zusammenarbeit mit den Dozenten werden aktuelle Originalarbei-ten aus dem Themenbereich der Vorlesungen ausgewählt und von den Studierenden vorgestellt. Übungen: Übungsaufgaben mit Hausaufgaben aus den Themen der Vorlesungen „Quantenchemische Methoden für elektronisch angeregte Zustände“ und „Mathematische Methoden der Theoretischen Chemie“
Teilnahmevoraussetzungen Gleichzeitige Teilnahme am zugehörigen Vorlesungsmodul MPESP
Studienleistungen (u.a. als Zulassungsvoraussetzung zur Modulprüfung)
Aktive Teilnahme am Praktikum, Auswertung der Versuche, Protokolle, Seminarvortrag, Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
U. a. Präparate aus "Functional Organic Materials", T. J. J. Müller, U. H. F. Bunz, Hrsg., Wiley-VCH, 2007 B.O. Roos, P.O. Widmark “European Summerschool in Quantum Chemistry”, Lund 2007, http://www.teokem.lu.se/esqc/book/