Klicks ohne Cu: Es besteht zunehmendes Interesse an einer reproduzierbaren ortsspezifischen Funktionalisierung von Oberflächen mit Biomolekülen, ohne dabei unerwünschte Gruppen oder Katalysatoren einzuführen, da diese bei späteren Anwendungen stören können. Spannungsvermittelte Alkin-Azid-Klickreaktionen (siehe Bild) könnten diese Anforderungen erfüllen.

In stabilem Zustand: C_2v-C₇₂ (siehe Abbildung) ist das erste leere Nicht-IPR-Fulleren, das deutlich stabiler als das entsprechende IPR-Isomer ist. Das Molekül wurde durch exoedrische Chlorierung als ^#11188C₇₂Cl₄ gefasst und röntgenstrukturanalytisch charakterisiert.

Aktive Cysteine im Heuhaufen: Zur Suche nach aktiven Proteinen und Peptiden in aktiven Zentren in einem Proteom dienen meist Methoden wie die quantitative Proteomik und die Proteinprofilerstellung mit aktivitätsgestützten Sonden (ABPs; siehe Bild). Eine kürzlich entwickelte Technik verbindet diese Ansätze für die Identifizierung reaktiver Cysteine – und möglicherweise auch anderer Aminosäuren – in einem komplexen Proteom.

Cellulose trifft Nano: Neue Forschungsanstrengungen haben zu Nanomaterialien geführt, die von der in großen Mengen vorhandenen, erneuerbaren und potenziell klimaneutralen Ressource Cellulose ausgehen. Mikrofibrillierte Cellulose als Gele und Schäume, nanokristalline Cellulose als strukturierte Cellulosefilme (siehe polarisationsmikroskopisches Bild) und bakterielle Nanocellulose als medizinische Implantate bieten einzigartige Applikationsmöglichkeiten.

Groß und klein: Die chemische Modifizierung von Platin mit Calix[4]aren führt zu einem hoch stabilen anodischen Katalysator, der die Sauerstoffreduktion unterdrückt, dabei aber seine Aktivität für die Wasserstoffoxidation behält (siehe Bild: Pt blau, C grau, O rot, S gelb). Das Verhalten zeigt sich bei gestuften langreichweitig geordneten Einkristalloberflächen bis hin zu Nanokatalysatoren.

Ganz einfach: Hot Spots, mit deren Hilfe die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) eines einzelnen Moleküls detektiert werden kann, lassen sich an der Nanowürfel-Substrat-Grenzfläche einfach durch Abscheiden eines Silbernanowürfels auf ein Metallsubstrat erzeugen (siehe Bild). Mit diesem Ansatz sind robuste und vollständig zugängliche Hot Spots und damit eine effektive Plattform für eine hoch empfindliche Detektion sehr einfach erhältlich.

Beim zellbasierten Screening von 12 000 niedermolekularen Verbindungen mit aromatischen Gruppen wurden 31 Moleküle als potenzielle Fluoreszenzsonden identifiziert. Einer der Kandidaten ist die erste Fluoreszenzsonde, die mitochondriale Oberflächen spezifisch anfärbt. Spektroskopische Analysen zeigen, dass das Molekül durch eine Bioumwandlung in der Zelle fluoreszierend wird.

Ein von Candoxin abgeleitetes 16-Aminosäuren-Peptid (CDX) bindet mit hoher Affinität an nikotinische Acetylcholinrezeptoren (siehe Bild), die ein hohes Expressionsniveau an der Blut-Hirn-Schranke aufweisen. Die In-vivo-Bioverteilung und der Antiglioblastomeffekt sprechen für das Potenzial von CDX als Ligand für einen Wirkstoff-Transport ins Gehirn.

Farbwechsel im Magnetfeld: Magnetochromes Polydiacetylen wurde durch Einbau von superparamagnetischen Fe₃O₄-Nanopartikeln in das Polymergitter hergestellt. Die Komposite ändern im Magnetfeld ihre Farbe über einen einfachen und effizienten Selbstorganisationsprozess.

Achirale Pyrenoligomere α zeigen eine bemerkenswerte Chiralitätsverstärkung (siehe Circulardichroismusspektren) in Gegenwart geringster Mengen eines chiralen Induktors χ. Spektroskopische und elektronenmikroskopische Daten stützen ein Modell, dem zufolge die Pyrenoligomere durch Stapelwechselwirkungen helicale supramolekulare Polymere bilden.

Fibrillenbildung in Peptiden: Strukturen, die während der zeitabhängigen Selbstorganisation eines Amyloidheptapeptids entstehen, wurden mit Einzelmolekültechniken der Rasterkraftmikroskopie aufgelöst. Die statistische Analyse und ihre topologischen Details zeigen eine konstante zeitliche Entwicklung von polymorphen Strukturen, die von kleinen sphärischen Micellen über Protofilamente und helicale Bandstrukturen zu Nanorohrstrukturen reichen (siehe Bild).

Ein plasmonischer Circulardichroismus wurde experimentell in chiralen dreidimensionalen Anordnungen von Goldnanostäben erhalten, die durch Selbstorganisation der Nanoantennen auf einem Fasertemplat mit verdrillter Morphologie entstanden waren. Numerische Simulationen auf Basis gekoppelter Dipole bestätigen die entscheidende Rolle von Goldnanostäben bei diesem intensiven Circulardichroismus.

Die reversible Dehydratisierung von Komplex 1 schaltet den Spinzustand des Cobalts von Low-Spin(LS)-Co^III zu High-Spin(HS)-Co^II (siehe Bild). Dies ermöglicht es, das magnetische Moment von 0.48 μ_B bei 120 °C auf 4.15 μ_B bei 220 °C im vollständig dehydratisierten Komplex 1-220 hochzufahren. notpH₆=1,4,7-Triazacyclononan-1,4,7-triyltris(methylenphosphonsäure).

Ein neuer difunktioneller Chelator vereint eine Dithiocarbamatgruppe zur Bindung des Positronenemitters ⁶⁴Cu (rote Kugeln) zur PET-Bildgebung und eine Bisphosphonatgruppe (grüne Ellipsoide) zur starken Anbindung an anorganische Materialien, wie MRI-Kontrastmittel auf Basis superparamagnetischer Eisenoxid-Nanopartikel und Seltenerdmetalloxide. Die Eignung zur dualen PET-MR-Bildgebung wurde in vivo durch Visualisierung von Lymphknoten mithilfe beider Verfahren demonstriert.

Ein feines Gleichgewicht: Die residuale Struktur und Dynamik in entfalteten Zuständen des Hühner-Lysozyms, des menschlichen Lysozyms und zweier amyloidogener Mutanten wurden mit NMR-Spektroskopie auf atomarer Ebene charakterisiert. Das Ausmaß der residualen Struktur korreliert mit der Fähigkeit des Proteins, Amyloidfasern zu bilden. Die Freie-Energie-Landschaft, die verschiedene Faltungszustände des Proteins miteinander verbindet, wird durch Punktmutationen beeinflusst, die die Struktur und Dynamik des entfalteten Proteins verändern (siehe Bild).

Goldene Solarzellen: Mehrere positive Effekte resultieren, wenn man Heterokontaktsolarzellen verschiedener Donorpolymere mit PC₇₀BM-Akzeptor gekappte oktaedrische Au-Nanopartikel (70 nm) zusetzt (siehe Bild). Beim optimalen Gehalt der Au-Nanopartikel (5 Gew.-%) in der aktiven Schicht waren bei allen untersuchten Polymer/PC₇₀BM-Systemen die Wirkungsgrade erhöht.

Eine einfache Pd-katalysierte ortho-selektive Bromierung und Chlorierung von Aniliden gelingt unter aeroben Bedingungen bei Raumtemperatur, wenn N-Halogensuccinimide (NXS) in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure (PTSA) eingesetzt werden. Der orthopalladierte PTSA-Komplex ist nicht nur katalytisch aktiv, sondern geht auch einen reduktiven Prozess unter Bildung eines ungewöhnlichen Pd^I-Pd^II-Tetramers ein (siehe Struktur; Pd grün, O rot, S gelb, C grau).

Keine Liganden nötig: Rhodium-Komplexe auf HY-Zeolith als Träger katalysieren die Bildung von C-C-Bindungen über einen neuartigen Mechanismus, der eine Kooperation zwischen der Metallspezies und Brønsted-Säurezentren des Zeolithträgers umfasst (siehe Bild). Der Katalysator agiert in Abwesenheit von Liganden wie Halogeniden und zeigt eine hohe Selektivität für n-Butene, sogar in einem Überschuss an H₂.

Stabiles Pd^III: Zweikernige Pd^III-Komplexe des dreizähnigen Liganden Trimethyltriazacyclononan (Me₃tacn) wurden durch Einelektronenoxidation einkerniger Pd^II-Vorstufen erhalten. Die weitere Oxidation ergab reversibel einkernige Pd^IV-Spezies. Die Pd^II- und Pd^III-Komplexe spielen in der katalytischen Kharasch-Addition von Polyhalogenalkanen an Alkene eine Rolle.

Gestapelt wie Pappbecher: Moleküle des ersten strukturell aufgeklärten (C₅₉N)₂-Derivats, das Trifluormethyl-Gruppen trägt, stapeln mit einem Abstand von 10.179 Å senkrecht aufeinander und bilden so eine seltene, nicht dicht gepackte Anordnung (AAA…︁; siehe Bild). Die Gegenwart von Stickstoff im Fulleren-Grundgerüst führt zu einzigartigen Additionsmustern in C₅₉N(CF₃)_7/9/11.

Die enantioselektive konjugierte Addition von HCN an α,β-ungesättigte Ketone mit [Ru((S)-phgly)₂((S)-binap)] und C₆H₅OLi als Katalysatorsystem liefert β-Cyanketone in hoher Ausbeute (siehe Schema). Das entsprechende 1,2-Addukt wurde nicht nachgewiesen, und tert-C₄H₉OCH₃ war das Lösungsmittel der Wahl. Für die Cyanierung wurden ein Substrat/Katalysator-Molverhältnis zwischen 200:1 und 1000:1 und eine Temperatur zwischen −20 und 0 °C verwendet.

Kohlenwasserstoffe aus CO: Die Vanadium-Nitrogenase-katalysierte Kohlenmonoxid-Reduktion beruht auf der Adenosintriphosphat(ATP)-abhängigen Protonierung von Kohlenmonoxid und der anschließenden Knüpfung von C-C-Bindungen, die zur Bildung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe wie C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆ und C₃H₈ führt (siehe Bild). Durch GC/MS verfolgte Isotopenaustauschuntersuchungen zeigen, dass Protonen die Wasserstoffquelle für die CO-Reduktion sind.

Variantenreiche Kupplung: Für den Katalysezyklus der Titelreaktion wird eine Sequenz aus Transmetallierung, Insertion und Ligandenaustausch vorgeschlagen, und mit einem chiralen NHC wurde auch eine effektive asymmetrische Variante erhalten (siehe Schema; NHC=N-heterocyclisches Carben).

Dynamische Lösung: Die Titelsäuren können während einer nichtenzymatischen enantioselektiven Alkoholyse unter Verwendung von (S)-Homobenzotetramisol [(S)-HBTM] als Katalysator eine dynamische kinetische Racematspaltung eingehen (siehe Schema). Diese Methode erweitert die Bandbreite von Carbonsäurederivaten für die nichtenzymatische Version dieser Umwandlung.

Ausgezeichnete mehrdimensionale NMR-Spektren lassen sich aus rasch aufgezeichneten nichtuniform gesammelten (NUS) Daten erhalten. Der üblicherweise mit dem NUS-Verfahren verbundene Verlust an Spektrenqualität wird durch komprimiertes Lesen (CS) kompensiert (linkes Spektrum: Nyquist-Shannon-Aufnahme, 22 h Akquisitionszeit, Fourier-Transformation; rechts: nichtlineare CS-Aufnahme, 8.5 h Akquisitionszeit, I_p-Norm-Minimierung).

Bei der Addition von Hydrazin an Alkine, Diine, Enine und Allene in Gegenwart eines kationischen Gold(I)-Komplexes mit einem cyclischen (Alkyl)(amino)carben-Liganden bilden sich unterschiedliche stickstoffhaltige Verbindungen (siehe Schema; gezeigt ist auch die Molekülstruktur des Gold-Hydrazin-Komplexes im Kristall). Diese Hydroaminierung ist ein idealer erster Schritt für die Synthese acyclischer und heterocyclischer Grundchemikalien. Dipp=2,6-Diisopropylphenyl.

Die Kathode weist den Weg zu den epimeren Menthylaminen. Ausgehend von Menthonoxim ergibt die Reduktion an Hg-Kathoden hauptsächlich (−)-Menthylamin, wogegen eine Pb-Kathode einen Zugang zu (+)-Neomenthylamin eröffnet (siehe Schema). Eine In-situ-Belegung der Pb-Kathode führt zu sauberen und quantitativen Umsetzungen. Darüber hinaus wird bei dieser praktischen Methode die Pb-Korrosion vollständig vermieden.

Ein Iridium-Komplex mit einem P,Alken-Liganden katalysiert die enantioselektive Veretherung nichtaktivierter sekundärer Allylalkohole (siehe Schema). Die einfache Arbeitsvorschrift ergibt lohnende Ausbeuten und hohe Enantioselektivitäten. Erste kinetische Studien wiesen auf einen signifikanten Unterschied in der Reaktionsgeschwindigkeit beider Substrat-Enantiomere hin, der zur kinetischen Racematspaltung eines Allylalkohols genutzt werden konnte.

Eingezäunt: Durch die Koordination von DABCO an einen [12]Porphyrin-Nanoring wird ein 14-Komponenten-Komplex gebildet. 24 Zink-Stickstoff-Bindungen fixieren die konjugierten Makrocyclen in einer planaren Konformation, was zu einer deutlich schärferen NIR-Absorptionsbande führt. Dieses Ergebnis zeigt das Potenzial der Doppelstrangbildung beim Aufbau wohldefinierter Nanoobjekte.

Johannisbeerduft in der Mikrowelle: Durch Mikrowellenspektroskopie und Quantenchemie wurden die Gasphasenstrukturen aller Cassyran-Stereoisomere und ihrer Dihydro-Derivate ermittelt und mit ihren Riechstoffeigenschaften korreliert. Die Strukturen fanden Eingang in eine Überlagerungsanalyse (siehe Bild; schwarz Cassyran, silber Oxan, rot O, gelb S), die die Bedeutung der 5S-Konfiguration für den Johannisbeer-Geruch offenbarte, während die 2S,5R-Isomere am intensivsten rochen.

Scharfe Aufnahmen: STED-Nanoskopie (STED=stimulierte Fluoreszenzverhinderung) von einzelnen DNA-Strängen visualisiert Strukturen mit einer 5- bis 6fach höheren Auflösung als konfokale Mikroskopie (Konf), wie aus dem linken bzw. rechten Bild ersichtlich ist. Die STED-Technik enthüllt Strukturen der Größenordnung der DNA-Persistenzlänge (ca. 50 nm), ohne dabei in maßgeblicher Weise Photoschäden wie Bleichen oder DNA-Bruch zu verursachen.