Zauber des Kristalls: Ein kürzlich beschriebenes Calix[4]aren, das eine annähernd hexagonal dichteste Packung aus quasi-kugelförmigen Trimeren sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Gastmolekülen bildet (siehe Struktur im Kristall), schlägt eine Brücke zwischen Kristallen, die sich beim Entfernen des Gastes zersetzen, und solchen, deren Gäste nicht entfernbar sind.

Durch Pd^II katalysierte Michael-Reaktionen zwischen β-Dicarbonylen 1 und Enonen 2 können quartäre Stereozentren (gelb unterlegt) mit Selektivitäten von 90 % ee bei relativ hohen Temperaturen (−10 °C) aufgebaut werden. Damit ist ein Durchbruch bei der enantioselektiven Synthese gelungen.

Selbst sind die Moleküle! Durch Selbstorganisation von Molekülen bilden sich erstaunlich komplexe Strukturen (siehe Bild). In den kommenden Jahrzehnten werden viele neuartige Materialen und Bauteile aus weichen Materialien durch Methoden der Nanotechnologie konstruiert werden. Der Aufsatz führt in die Entwicklungen zur Herstellung von Nanostrukturen und Nanobauteilen aus selbstorganisierenden Polymeren, Kolloiden, Tensiden und Biomolekülen ein.

Bis zu 50 % Farbstoff bezogen auf das Eigengewicht nehmen Poly(organosiloxan)-Nanopartikel mit quartären Ammonium-Gruppen (Glas 1–3 mit hydrophilem Thymolblau als Modellsubstanz) im Unterschied zu ammoniumfreien Partikeln (Glas 4, 5) auf. Einfluss auf die Beladung haben unter anderem der Aufbau der Nanopartikel (Kern-Schale, Hohlkugel), die durch die Synthese einstellbare Amphiphilie und die Art des Phasentransfers.

Mit Bor aromatisch: Oxidation bzw. Umsetzung mit Elektrophilen (verbunden mit dem Verlust von zwei bzw. vier Gerüstelektronen) der beiden Zweielektronen-Heteroaromaten 1 und 2 verlaufen unter Erhaltung der Aromatizität. Entsprechende Reaktionen des bekannten Vierring-Dianions 3 führen dagegen zum Verlust der Aromatizität (R=SiMe₃).

Dem Heiligen Gral der Elektrochemie, einer konvergenten gepaarten Elektrolyse, etwas näher kommt man bei der elektrochemischen Allylierung von aromatischen Aldehyden in DMF. Im Eintopfverfahren erhält man ein Drei-Komponenten-Kupplungsprodukt, bei dem anodisch erzeugte Elektrophile mit kathodisch erzeugten Nucleophilen in Lösung zu einem einzigen Produkt reagieren (siehe Schema).

Prinzipiell auf jede bimolekulare Reaktion anwendbar ist das hier beschriebene Verfahren zur Identifizierung von Katalysatoren in „Split-und-mix“-Bibliotheken. Dabei wird ein Reaktionspartner (A) mit jeder Bibliothekskomponente (dem potenziellen Katalysator) auf demselben Harzkügelchen immobilisiert. Reaktionspartner B ist mit einem Farbstoff markiert, und die Reaktion von A mit B wird durch die kovalente Verknüpfung des Markermoleküls mit den Harzkügelchen, die aktive Katalysatoren tragen, sichtbar.

Und das alles ohne Spiegel: Ein einfaches Verfahren zur Gewinnung von Enantiomeren eines Oxorhenium(V)-Komplexes mit einem hohen Enantiomerenüberschuss (99 % ee) aus optisch inaktiven Vorstufen wird vorgestellt. Diese autokatalytische Synthese erfolgt nach der Komplexbildung durch die spontane Trennung des Konglomerats bei der Kristallisation unter Rühren. Die Ergebnisse werden durch Circulardichroismus-Spektroskopie bestätigt (siehe Bild).

Koordinationswechsel bei Protonierung: Die Borylmangankomplexe 1 reagieren unter Protonierung zu den kationischen Boran-σ-Komplexen 2. Die Zersetzung von 2 verläuft unter heterolytischer Spaltung der Metall-koordinierten B-H-Bindung.

Eine molekulare Funktionseinheit wurde durch organisierte Anordnung von photoaktiven Azobenzolliganden innerhalb eines porösen dreidimensionalen Gerüsts erhalten. Durch strahlungsinduzierte trans→cis-Konformationsänderung des Azobenzolliganden wird Photoenergie in mechanische Arbeit umgewandelt, die zum Öffnen und Schließen von Ventilen genutzt werden kann (siehe Bild).

Asymmetrische 1,4-, 1,5- und 1,6-Induktion: Diastereoselektive Ringschlussmetathese-Reaktionen, bei denen eine temporäre Siloxaneinheit genutzt wird, sind eine neue Strategie für weit reichende asymmetrische Induktion. Mit dieser Methode lassen sich cis-konfigurierte siebengliedrige Ringe des im Schema gezeigten Typs herstellen (n=0, d.r.=20:1); bei Verwendung längerer Alkenylgruppen (n=1–4) kehrt sich die Diastereoselektivität zugunsten des trans-Isomers um.

Die richtige Mischung! Kombinationen des Tetramethyl- und des Tetraethylammonium-Ions wurden zur Synthese der neuen Verbindungen UZM-4, eines stabilen großporigen Zeoliths mit BPH-Topologie, und UZM-5 genutzt. Das Gerüst von UZM-5, das mit dem von Zeolith A topologisch verwandt ist, enthält große Oberflächenmulden als potenzielle Katalysestellen für aromatische Verbindungen.

Die Anordnung der Wasser-Gäste bestimmt in hohem Maße die Struktur, Stabilität und Funktion biologischer Aggregate. Die supramolekulare Festphasenstruktur von 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan, einem Molekül mit sekundären N-H-Bindungen ähnlich denen biologischer Systeme, enthält eine endlose Kette von tetrameren Wasserclustern (siehe Ausschnitt; Sauerstoff: rot, Wasserstoff: weiß), ein Strukturmotiv, über das bislang nicht einmal spekuliert worden ist.

Hoch aktiver Katalysator, ultraschnelle Initiation: Der Katalysator 1 vermittelt die lebende Ringöffnungspolymerisation von Norbornen- und 7-Oxonorbornen-Derivaten (siehe Schema). Das hohe Verhältnis k_i/k_p, das dabei mit 1 erreicht wird, führt zu besonders guter Steuerung des Molekulargewichts und zu einem niedrigen Polydispersitätsindex (PDI).

Die langsame Bildung helicaler J-Aggregate erfolgt bei der Wechselwirkung von (achiralem) Zinkoctaethylporphyrin mit enantiomerenreinem 1-Cyclohexylethylamin im festen Zustand. Diese stabilen chiralen Festkörperaggregate zeigen ausgeprägte optische Aktivität, wie die Circulardichroismus-Spektren erkennen lassen (siehe Bild).

Eine hoch regio- und stereoselektive Cyclisierung zum Aufbau mittelgroßer Stickstoffheterocyclen wurde entwickelt (siehe Schema), die darauf beruht, dass Bromallene in Gegenwart eines Palladium(0)-Katalysators und eines Alkohols als Äquivalent für ein Allyldikation eingesetzt werden können. Der intramolekulare nucleophile Angriff erfolgt ausschließlich am mittleren Kohlenstoffatom der Allen-Einheit.

Die hoch gespannte einzigartige Molekülstruktur und die potenzielle tumortherapeutische Wirkung von Diazonamid A (1) machen diesen Naturstoff zu einem attraktiven Syntheseziel. Zu den Schlüsselschritten dieser Totalsynthese von 1 zählen die neuartige SmI₂-gestützte Ringöffnungs-Sequenz und die ungewöhnliche Oxidation eines Indolins zu einem Oxindol in Gegenwart von Pd(OH)₂/C.

Ein einzelnes Elektron kann durch ein dreifach koordiniertes Einzelkation auf einer Magnesiumoxidoberfläche eingefangen werden (siehe Bild). Das als MgO_Ecke(H⁺/e⁻) bezeichnete Zentrum gehört zu einer neuen Klasse von Oberflächenfarbzentren, die das Konzept von Elektroneneinfangstellen in Festkörpern maßgeblich erweitern.

Weitere experimentelle Bestätigung für das Cornforth-Modell wurde im Rahmen einer Untersuchung der Aldolreaktion von Methyl-substituierten E- und Z-Enolaten mit α-Sauerstoff-substituierten Aldehyden erhalten. Die beobachtete Abhängigkeit der Diastereoseitenselektivität von der Konfiguration des Enolats ist eher mit dem Cornforth-Modell in Einklang als mit dem polaren Felkin-Anh-Modell (siehe Schema; X=OR, NR₂, Cl).

Sequenzselektive molekulare Erkennung zwischen Peptiden mit β-Faltblatt-Sekundärstruktur: Lediglich durch gezielte Positionierung zweier Threonin(Thr)- oder Valin(Val)-Reste lassen sich Peptide erhalten, die bevorzugt entweder Homodimere oder Heterodimere bilden. Gezeigt ist die Struktur eines Thr-Val⋅Val-Thr-Heterodimers.