Klaus Rudolfs Blog

Kunststoffe sind allgegenwärtig. PET (Polyethylenterephthalat), ein Polyester aus Ethylenglykol und Terephthalsäure, gehört zusammen mit Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) zu den am häufigsten verwendeten Kunststoffen weltweit. Jährlich werden etwa 70 Millionen Tonnen PET, 140 Millionen Tonnen PE und 80 Millionen Tonnen PP hergestellt. Diese drei Kunststoffe dominieren aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Stabilität und günstigen Herstellungskosten zahlreiche Anwendungen des täglichen Lebens.  Besonders PET überzeugt durch Bruchfestigkeit, chemische Beständigkeit und gute Formbarkeit, weshalb es vor allem in der Verpackungs- und Textilindustrie weit verbreitet ist. Seine chemische Stabilität – eine Folge der aromatischen Terephthalat-Einheiten und der kristallinen Domänen – macht PET jedoch schwer abbaubar. Es zerfällt über Jahrzehnte und Jahrhunderte in Mikro- und Nanoplastik, das mittlerweile in Böden, Ozeanen und sogar im menschlichen Blut nachgewiesen wurde. Ähnliche Probleme ber...

Hier findest du einen von einer KI generierten englischsprachigen Podcast über diesen Blogartikel : LINK . Die Energiewende stellt uns vor große Herausforderungen. Um den Anteil erneuerbarer Energien von 19 % im Jahr 2020 auf 100 % bis 2045 zu steigern, müssen wir nicht nur die Erzeugung von Ökostrom massiv ausbauen, sondern auch effiziente Speichertechnologien entwickeln. Die Energiespeicherung in chemischen Molekülen könnte dabei eine zentrale Rolle spielen, indem sie die Schwankungen bei Wind- und Solarenergie ausgleicht und eine zuverlässige Energieversorgung sicherstellt. Neue Forschung: MOST-Systeme zur Energiespeicherung Eine neue Studie von Christoph Kerzig und seinem Team, durchgeführt an den Universitäten Mainz und Siegen und veröffentlicht in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie ( LINK ), beschreibt eine vielversprechende Methode zur Energiespeicherung in organischen Molekülen. Diese Methode, genannt MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage) , könnte eine Schlüsseltechn...

Hier findest du einen vollständig von einer KI generierten Podcast auf Deutsch über diesen Blogartikel : LINK ! Seit der Formulierung durch den deutschen Chemiker Julius Bredt im Jahr 1924 gilt die Bredt’sche Regel als fundamentales Prinzip der organischen Chemie und wird bereits im Grundstudium gelehrt. Doch was besagt diese Regel genau? Die Bredt’sche Regel besagt, dass in kleinen bicyclischen Kohlenwasserstoffen aufgrund der Ringspannung keine Doppelbindung an einem Brückenkopfatom vorkommen kann.  Im Laufe der Zeit wurde diese Regel präzisiert und gilt speziell für Bicyclo[x.y.z]alk-1-ene. Dabei stehen die Variablen x, y und z für die Anzahl der Kohlenstoffatome in den jeweiligen Brücken des Moleküls. Für die Stabilität der Verbindung muss die Summe dieser Zahlen, also S = x + y + z, mindestens 7 betragen. Deshalb findet man in verbrückten bicyclischen Systemen mit S < 7 in der Regel keine stabilen Doppelbindungen an der Brückenkopfposition—also genau dort, wo zwei Ringe ein...

Die Sandmeyer-Reaktion ist eine klassische Reaktion der organischen Chemie, die jeder Chemiestudent früh in den Vorlesungen und im Chemiepraktikum kennenlernt. Entdeckt wurde sie vor 140 Jahren vom Schweizer Chemiker Traugott Sandmeyer. Die Reaktion besteht aus zwei Schritten: Die Bildung eines Diazoniumsalzes durch die Reaktion eines Anilins (Ar-NH2) mit Natriumnitrit in saurer Lösung. Dieser Schritt erfordert niedrige Temperaturen (unter 5°C), da Aryldiazoniumsalze bei höheren Temperaturen instabil werden.  Das entstandene Diazoniumsalzes reagiert anschließend mit einem Halogenidion, wodurch ein  Arylhalogenid gebildet wird.  Abb. 1: Klassische Sandmeyer-Reaktion: Aktivierung von Nitrit oder Alkylnitriten durch Säure führt zur Bildung von Aryldiazoniumsalzen und anschließend zu Arylhalogeniden (übernommen aus Mateos, J. et al. ). Die Sandmeyer-Reaktion findet im industriellen Maßstab Anwendung zur Herstellung von Arylhalogeniden, die als wichtige Zwischenprodukte in de...

Dieser Blogbeitrag ist auch als englischsprachiger Podcast verfügbar ( hier anhören ). Echter Tee, gewonnen aus den Blättern der Teepflanze (Camellia sinensis), zeichnet sich durch eine einzigartige Kombination von Antioxidantien, Koffein und anderen Verbindungen aus, die für seinen unverwechselbaren Geschmack und seine gesundheitlichen Vorzüge verantwortlich sind. Es existieren sechs Hauptvarianten von echtem Tee: Weißer Tee, Gelber Tee, Grüner Tee, Oolong Tee, Schwarzer Tee und Pu-Erh-Tee. Trotz ihrer gemeinsamen Herkunft von derselben Teepflanze unterscheiden sie sich deutlich in ihrer chemischen Zusammensetzung und Geschmacksprofil. Diese Unterschiede lassen sich auf zwei Hauptfaktoren zurückführen: die unterschiedliche Oxidation während der initialen Verarbeitung der frisch gepflückten Teeblätter und die wässrige Extraktion, auch bekannt als Aufbrühen, während der Zubereitung des Tees. In diesem Blogbeitrag werde ich kurz darauf eingehen, was jeder Teeliebhaber über die gängigen V...

In der Welt der Arzneimittelforschung schienen kleine organische Moleküle zeitweise an Bedeutung zu verlieren, während moderne Biotherapeutika als die Zukunft galten. Jedoch haben medizinische Chemiker in den letzten Jahren eindrucksvoll bewiesen, dass kleine organische Moleküle nicht nur relevant sind, sondern auch Therapieoptionen ermöglichen, die zuvor als praktisch unmöglich galten. Ich bin daher fest davon überzeugt, dass kleine organische Moleküle auch weiterhin eine bedeutende Rolle in der Arzneimittelforschung spielen werden. Die Schlüsselunterschiede zwischen Biotherapeutika und kleinen organischen Molekülen In der Arzneimittelforschung gibt es zwei Hauptkategorien von Therapeutika, die sich in ihren Eigenschaften und Anwendungsbereichen unterscheiden: Biotherapeutika und kleine organische Moleküle. Biotherapeutika sind Arzneimittel, die aus lebenden Zellen oder durch biologische Prozesse gewonnen werden. Sie bestehen in der Regel aus komplexen Molekülen wie Proteinen, Kohlen...

Die Erforschung und Entwicklung von neuartigen Arzneimitteln beginnt mit der Entdeckung vielversprechender organischer Moleküle, sogenannter Leitstrukturen. Danach werden Hunderte von leicht unterschiedlichen Versionen hergestellt, um ihre Wirksamkeit und andere essenzielle Eigenschaften wie Toxizität und Pharmakokinetik zu optimieren. Die Modifikation von Atomgruppen an der Peripherie eines Moleküls ist vergleichsweise einfach. Um jedoch das Grundgerüst zu verändern, müssen die Forscher normalerweise das Grundgerüst von Grund auf neu herstellen. Dies ist teuer, zeitaufwändig und schränkt die Vielfalt möglicher struktureller Designs erheblich ein. Neuartige Methoden, die es ermöglichen würden, das Grundgerüst von organischen Molekülen zuverlässig und effizient zu verändern, könnte den Arzneimittelentwicklungsprozess erheblich beschleunigen und verbessern. Für jeden organischen Chemiker ist die Vorstellung, ein Atom im Gerüst eines Moleküls gezielt austauschen zu können, faszinierend un...

In dieser Woche wurden die Preisträger für die diesjährigen Nobelpreise bekanntgegeben. Hier eine kompakte Zusammenfassung der preisgekrönten Arbeiten im Bereich Medizin & Physiologie und Chemie. Nobelpreis für Medizin und Physiologie Die diesjährigen Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie sind die ungarische Biochemikerin Katalin Karikó und der US-amerikanische Immunologe Drew Weissman. Sie wurden für ihre bahnbrechende Grundlagenforschung zu mRNA-Vakzinen ausgezeichnet. Obwohl sie die Impfstoffe nicht selbst entwickelt haben, haben sie in jahrzehntelanger Forschung entscheidende Fortschritte erzielt, die den Weg für die therapeutische Anwendung von mRNA als Impfstoff geebnet haben. Wofür wurden die beiden Wissenschaftler ausgezeichnet? Kariko und Weissman entdeckten eine chemische Modifikation der mRNA, die sogenannte Pseudouridin-Modifikation, die sich als entscheidender Beitrag für die erfolgreiche Entwicklung der Corona-Impfstoffen erwiesen hat! Der Einbau von Pseudourid...

Farben haben eine faszinierende Anziehungskraft. Sie sind nicht bloß visuelle Reize, sondern tragen auch tiefe emotionale, kulturelle und psychologische Bedeutungen in sich. In der Kunst werden Farben gezielt eingesetzt, um Stimmungen zu vermitteln, Kontraste zu erzeugen und Geschichten zu erzählen. Über verschiedene Kulturen hinweg symbolisieren Farben unterschiedliche Eigenschaften und Emotionen. Psychologische Studien haben eindrücklich belegt, dass Farben unsere Gefühle und Entscheidungsprozesse beeinflussen können – sei es die beruhigende Wirkung von Blau oder die aufregende Energie von Rot. Aber wie entstehen Farben? Existieren Farben wirklich oder sind sie nur das Ergebnis unserer Sinne? Die Entstehung von Farben: Physikalisch beruht die Entstehung von Farbe auf der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung im sogenannten sichtbaren Bereich zwischen 380 und 780 nm mit den Molekülen der Materie. Als sichtbares Licht bezeichnet man den sehr schmalen Wellenlängenbereich, de...

In der Welt der Wissenschaft gibt es immer wieder bahnbrechende Fortschritte, die unser Verständnis der Naturgesetze erweitern und neue Chancen für Technologie und Forschung eröffnen. Ein solcher Wendepunkt könnte kürzlich erreicht worden sein – eine möglicherweise spektakuläre Entdeckung im Bereich der Raumtemperatur-Supraleitung. Auf der Webseite "Science News" wurde über einen bedeutenden Durchbruch in der Forschung berichtet, der das Potenzial hat, die Art und Weise, wie Energie erzeugt, übertragen, gespeichert und genutzt wird, grundlegend zu verändern (siehe hier ). Die Ergebnisse sind extrem beeindruckend, doch viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler hegen noch Zweifel an der Glaubwürdigkeit dieser Resultate. Sollten sich diese jedoch bewahrheiten, wäre es ein wissenschaftlicher Durchbruch, der nachhaltige Auswirkungen auf die Zukunft der Menschheit haben könnte. Supraleiter sind Materialien, die bei sehr niedrigen Temperaturen, oft nahe dem absoluten Nullpunkt...