Intermolekularen Wechselwirkungen

Intermolekulare Wechselwirkungen sind elektrostatische Kräfte zwischen Molekülen, die physikalische Eigenschaften maßgeblich beeinflussen. Sie sind schwächer als intramolekulare chemische Bindungen, jedoch dennoch entscheidend für das Verhalten von Materie. Zu den wichtigsten Typen zählen Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen sowie Ionen-Ionen-Wechselwirkungen. Ein umfassendes Verständnis intermolekularer Wechselwirkungen ist essenziell, um eine Vielzahl von Phänomenen zu erklären, darunter das physikochemische Verhalten von Flüssigkeiten ebenso wie die strukturelle Organisation und funktionellen Eigenschaften von Makromolekülen.

Unsere Forschung untersucht, wie spezifische intermolekulare Wechselwirkungen die molekulare Struktur und Reaktivität in Lösung steuern. Jüngste Studien haben die Lokalisierung von Wasserstoffbrücken ermöglicht und die Bildung ternärer Aggregate aufgezeigt, die durch kooperative Wechselwirkungen innerhalb erweiterter Wasserstoffbrückennetzwerke stabilisiert werden, wie durch Niedrigtemperatur-NMR bei 180 K charakterisiert. Darüber hinaus zeigen Arbeiten aus unserer Gruppe, dass London-Dispersionswechselwirkungen nicht lediglich schwache Hintergrundkräfte sind, sondern eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung reaktiver Intermediate und Übergangszustände spielen können und damit die chemische Reaktivität direkt beeinflussen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Katalyse mit chiralen Phosphorsäuren (CPA), bei der unsere jüngsten Ergebnisse belegen, dass zusätzliche Wasserstoffbrückenbindungen und andere intermolekulare Wechselwirkungen die Bildung höherer Aggregate fördern, welche die Reaktionspfade maßgeblich beeinflussen.