Aktuelles: Erster Walter-Benjamin-Stipendiat der UR

Ab dem 1. Oktober hat die Universit?t Regensburg mit Dr. Florian Kleemi? ihren ersten Forschungsstipendiaten im Walter-Benjamin-Programm der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Das Programm wurde erst im Juli 2019 eingerichtet und soll es Wissenschaftler:innen erm?glichen, direkt im Anschluss an die Promotion, an einem selbstgew?hlten Ort im In- oder Ausland, für bis zu 24 Monate, ein eigenes Forschungsvorhaben umzusetzen. Die F?rderung umfasst eine eigene Stelle für den Projektzeitraum, Sachmittel und eine Programmpauschale für die gastgebende Einrichtung.

Dr. Kleemi? studierte Chemie an der Universit?t Bremen und schloss seine Promotion im Dezember 2020 an der Universit?t Bern bei PD Dr. Simon Grabowsky mit Auszeichnung ab. Dabei wurde er im Bachelor-, Master- und Promotionsstudium von der Studienstiftung des Deutsche Volkes gef?rdert. Bis zum Abschluss seiner Promotion entstanden 13 Ver?ffentlichungen in renommierten begutachteten Fachzeitschriften. Für seiner herausragende Doktorarbeit wurde Dr. Kleemi? mit dem Promotionspreis der Schweizer Gesellschaft für Kristallographie und dem ?Ed Stevens Award for Excellence in Small Molecule Crystallographic Research“ der Firma Rigaku ausgezeichnet.

Seine Dissertation befasst sich unter anderem mit der Entwicklung der neuen quantenkristallographischen Software ?NoSpherA2“ und deren Einbettung in ?Olex2“, das weltweit am h?ufigsten für Kristallstrukturbestimmungen kleiner Moleküle verwendet wird. Die Kombination der beiden Programme erlaubt den einfachen Zugang zur Verwendung individueller, strukturabh?ngiger Atomformfaktoren im Rahmen einer Strukturbestimmung. Daraus lassen sich weitreichende Rückschlüsse auf Eigenschaften und Wechselwirkungen der entsprechenden chemischen Verbindungen ziehen.

Am Beispiel des Sila-Ibuprofens konnte er den praktischen Nutzen eindrucksvoll belegen. Ibuprofen hat als eines der meistgenutzten Medikamente der Welt den entscheidenden Nachteil schlechter L?slichkeit in Wasser, weshalb es ungeeignet ist intraven?s appliziert zu werden. Dr. Kleemi? konnte mit Hilfe seiner Software zeigen, dass der Austausch eines Kohlenstoffatoms im Ibuprofen durch ein Siliziumatom die L?slichkeit etwa vervierfacht und trotzdem die Wirksamkeit erhalten bleibt.

An der Entstehung von ?NoSpherA2“ waren Wissenschaftler aus Australien, Neuseeland, Gro?britannien, Frankreich, Schweiz und Deutschland beteiligt, unter anderem Dr. Michael Bodensteiner von der Abteilung R?ntgenstrukturanalyse der Fakult?t für Chemie und Pharmazie. Gemeinsam wollen beide nun an der Weiterentwicklung der Methode arbeiten. Denn mittels ?NoSpherA2“ kann nun zwar die strukturindividuelle Verteilung der Elektronen bei einer Strukturbestimmung berücksichtigt werden, nicht aber die genauen Wechselwirkungen der R?ntgenstrahlung mit den Elektronen, die sogenannte anomale Dispersion. {web_name}e bedingt unter anderem Ph?nomene wie Lichtbrechung und Absorption.

Experimentelle Vorarbeiten dazu haben die Regensburger Kollegen Dr. Bodensteiner und Florian Meurer schon in Zusammenarbeit mit Dr. Oleg V. Dolomanov, dem Mitentwickler von ?Olex2“, und Dr. Christoph Hennig von der Rossendorf Beamline BM20 an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble geleistet. Ihnen ist es gelungen zu zeigen, dass die Korrekturparameter für die anomale Dispersion individuell aus R?ntgenbeugungsdaten im Zuge einer herk?mmlichen Kristallstrukturbestimmung abgeleitet werden kann.

Im Rahmen seines Walter-Benjamin-Stipendiums wird Dr. Kleemi? nun die theoretische Herleitung der anomalen Dispersion in Angriff nehmen, um daraus Erkenntnisse über wichtige chemische und physikalische Eigenschaften zu gewinnen. Zentraler Aspekt ist dabei die Bestimmung der Oxidationsstufe von Atomen, die für das Verst?ndnis von Reaktionsmechanismen und elektronischen ?berg?ngen von zentraler Bedeutung ist.

In Regensburg darf Dr. Kleemi? dafür nicht nur auf die Zusammenarbeit mit Dr. Bodensteiner und der Abteilung R?ntgenstrukturanalyse z?hlen. Auch weitere Kollegen der Fakult?t für Chemie und Pharmazie haben ihm ihre Unterstützung bei den verschiedenen Teilprojekten zugesagt. Darüber hinaus stehen ihm noch andere nationale und internationale Kooperationspartner zur Seite, die auch über die chemischen und kristallographischen Forschungsfelder hinaus wichtige mathematische und physikalisch-theoretische Beitr?ge leisten werden.

Weiterführende Links:

• Publikation ?Accurate crystal structures and chemical properties from NoSpherA2” in Chemical Science
  https://doi.org/10.1039/D0SC05526C
• NoSpherA2 Einführung von Florian Kleemi?
  https://www.youtube.com/watch?v=U1-PTKViu4U
• Website der R?ntgenstrukturabteilung
  /chemie-pharmazie/roentgenstrukturanalyse/startseite/index.html