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CHEMIE

Technische Universität Kaiserslautern

- Fachbereich Chemie –

Modulhandbuch

für den

Masterstudiengang Wirtschaftschemie

Letzter Beschluss des Fachbereichsrats des Fachbereichs Chemie vom 17.04.2019

Stand: 25.06.2019

Modulhandbuch Master-Studiengang Wirtschaftschemie Seite 2 von 76 Fachbereich Chemie, TU Kaiserslautern

Inhaltsverzeichnis

Studienplan Masterstudium Wirtschaftschemie ........................................................................ 4

Ziel des Studiengangs ................................................................................................................. 4

Studienverlaufsplan .................................................................................................................... 4

Studiengangsaufbau und Schwerpunkte .................................................................................... 5

Auslandsaufenthalt/Forschungspraktikum ................................................................................ 7

Grundmodule ............................................................................................................................. 8

Grundmodul Anorganische Chemie ............................................................................................ 9

Grundmodul Organische Chemie ............................................................................................. 11

Grundmodul Physikalische Chemie .......................................................................................... 13

Grundmodul: Technische Chemie ............................................................................................. 15

Grundmodul Biochemie ........................................................................................................... 17

Schwerpunktmodule (Praxis sowie Theorie) .......................................................................... 19

Schwerpunktmodul (Theorie): Materialien .............................................................................. 20

Schwerpunktmodul (Praxis): Materialien ................................................................................. 22

Schwerpunktmodul (Theorie): Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung ................................................................................................................ 24

Schwerpunktmodul (Praxis): Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung .................................................................................................................................................. 26

Schwerpunktmodul (Theorie): Bioorganik ................................................................................ 28

Schwerpunktmodul (Praxis): Bioorganik .................................................................................. 30

Schwerpunktmodul (Theorie): Synthese und Katalyse ............................................................. 32

Schwerpunktmodul (Praxis): Synthese und Katalyse................................................................ 34

Schwerpunktmodul (Theorie): Spektroskopie und Kinetik........................................................ 36

Schwerpunktmodul (Praxis): Spektroskopie und Kinetik .......................................................... 38

Schwerpunktmodul (Theorie): Massenspektrometrie und Photochemie ................................. 40

Schwerpunktmodul (Praxis): Massenspektrometrie und Photochemie ................................... 42

Schwerpunktmodul (Theorie): MO-Theorie und relativistische Quantenchemie ..................... 44

Schwerpunktmodul (Praxis): Computerchemie ........................................................................ 46

Schwerpunkmodul (Theorie): Algorithmen der Quantenchemie und Gruppentheorie ............ 47

Schwerpunktmodul (Praxis): Methodenentwicklung in der Theoretischen Chemie ................ 49

Schwerpunktmodul (Theorie): Angewandte Heterogene Katalyse .......................................... 51

Schwerpunktmodul (Praxis): Angewandte Heterogene Katalyse............................................. 53

Schwerpunktmodul (Theorie): Molekulare Katalyse ................................................................ 55


Schwerpunkmodul (Praxis): Molekulare Katalyse .................................................................... 57

Schwerpunktmodul (Theorie): Strukturelle Biochemie und Enzymologie ................................ 59

Schwerpunktmodul (Praxis): Strukturelle Biochemie und Enzymologie ................................... 61

Schwerpunktmodul (Theorie): Life-Science.............................................................................. 63

Schwerpunktmodul (Praxis): Life Science ................................................................................. 66

Schwerpunktmodul (Theorie): Lebensmittelchemie ................................................................. 68

Schwerpunktmodul (Praxis): Lebensmittelchemie ................................................................... 72

Masterabschlussmodul ............................................................................................................ 74

Masterabschlussmodul............................................................................................................. 74

Wahlpflichtmodul ..................................................................................................................... 75


Studienplan Masterstudium Wirtschaftschemie

Ziel des Studiengangs Der Masterstudiengang „Wirtschaftschemie“ vermittelt vertiefte Kenntnisse im Grenzgebiet zwi-

schen den Fächern Chemie und Wirtschaftswissenschaften und baut konsekutiv auf dem Ba-

chelorstudiengang „Chemie mit Schwerpunkt Wirtschaftswissenschaften“ der TU Kaiserslautern

auf. Der Masterstudiengang zeichnet sich durch einen hohen Praxisanteil aus, wobei sich die

Forschungsschwerpunkte der beiden beteiligten Fachbereiche in den Inhalten der Lehrveran-

staltungen abbilden. Das Curriculum ermöglicht eine ausgeprägte Profilbildung, wobei eine

wahlweise Spezialisierung in einem der beiden Fachbereiche möglich ist.

Der Master-Studiengang „Wirtschaftschemie“ ist berufsbefähigend und bereitet auf eine Promo-

tion vor, die je nach Profilbildung in den Fachbereichen Chemie oder Wirtschaftswissenschaften

angestrebt werden kann.

Studienverlaufsplan Der Masterstudiengang Wirtschaftschemie beinhaltet Grund- und Schwerpunktmodule sowie

ein Wahl- und Abschlussmodul. Der individuelle Studienverlaufsplan wird in einem Mentor(in)-

Gespräch besprochen. Folgende Graphik stellt einen möglichen Studienverlauf im Masterstudi-

engang dar:


Studiengangsaufbau und Schwerpunkte

1. Grundmodule der Chemie:

Insgesamt sind mindestens drei chemische Grundmodule aus einer Auswahl der Fach-

richtungen Anorganische Chemie, Organische Chemie, Physikalische Chemie, Technische

Chemie und Biochemie zu wählen. Die chemischen Grundmodule bestehen aus einer 3

SWS umfassenden Vorlesung und in der Regel aus einer Übungsstunde (1SWS).

2. Grundmodule Wirtschaftswissenschaften:

Als Grundmodule Wirtschaftswissenschaften können zwei Module aus den Bereichen

Strategic Management, Operations Research, Wirtschaftsinformatik, Grundzüge der VWL

und Mikroökonomik, Grundzüge der Makroökonomik sowie Spieltheorie gewählt werden,

die nicht Bestandteil des Bachelorstudiengangs mit Schwerpunkt Wirtschaftswissen-

schaften waren.

Operations Research besteht aus Operations Research I & II mit je 3 Leistungspunkten.

Wirtschaftsinformatik bestehen Wirtschaftsinformatik I & II mit je 3 Leistungspunkten.

Die entsprechenden Modulbeschreibungen sind im Modulhandbuch des Fachbereichs

Wirtschaftswissenschaften angegeben. Das Modulhandbuch des Fachbereichs Wirt-

schaftswissenschaften ist unter: https://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modul-

handbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaf-

ten.pdf verfügbar.

3. Wahlpflichtmodul:

Im Wahlpflichtmodul kann ein Modul aus dem vorgegebenen Kanon im Umfang von 5

Leistungspunkten gewählt werden. Studierenden wird empfohlen das vom Fachbereich

Wirtschaftswissenschaften angebotene Praktikum in der Industrie oder Wirtschaft als

Wahlmodul zu belegen.

4. Schwerpunktmodule Chemie:

Im Rahmen der Schwerpunktmodule sind mindestens zwei Praxismodule und mindes-

tens ein Theoriemodul zu wählen. Als viertes Schwerpunktmodul kann sowohl ein Pra-

xismodul als auch ein Theoriemodul gewählt werden. Die Praxismodule sind in zwei

verschiedenen Fachrichtungen zu absolvieren.

5. Wirtschaftswissenschaftliche Schwerpunkte

Im Fach Wirtschafswissenschaften belegen die Studierenden zwei Schwerpunktbereiche

im Umfang von je 9 Leistungspunkten, wobei in jedem Vertiefungsbereich zusätzlich

eine Seminarleistung (4 LP) zu erbringen ist. Folgende Schwerpunkte stehen zur Verfü-

gung:

- Business Information Systems und Operations Research (für BWL/BWLtQ),

- Business Information Systems und Operations Research (für WI),

- Controlling,

- Economic Theory,

- Entrepreneurship,

- Financial Economics,

- Finanz- und Bankmanagement,

- Human Resource Management und Organizational Behavior,

https://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdfhttps://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdfhttps://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdf


- Immaterialgüter- und Wirtschaftsrecht (für WI),

- Industrieökonomik,

- Marketing,

- Produktionsmanagement (für BWL/BWL tQ),

- Produktionsmanagement (für WI),

- Strategisches und internationales Management sowie

- Sustainable Development, Ressourcen, Umwelt und Energie.

Die Schwerpunktmodule sind im Modulhandbuch des Fachbereichs Wirtschaftswissen-

schaften dargestellt. Das Modulhandbuch ist unter:

https://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_al-

ler_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdf verfügbar.

6. Für den Wahlbereich können Lehrveranstaltungen aus dem Lehrangebot der Techni-

schen Universität Kaiserslautern belegt werden. Studierenden wird empfohlen das vom

Fachbereich Wirtschaftswissenschaften angebotene Praktikum in der Industrie oder

Wirtschaft als Wahlmodul zu belegen.

7. Um Studierende adäquat zu betreuen, bietet der Fachbereich Chemie in Zusammenar-

beit mit dem Fachbereich Wirtschaftswissenschaften ein zweistufiges Mentoren-Pro-

gramm an:

Zunächst erfolgt vor Beginn des Masterstudiums eine generelle Erläuterung des Studi-

engangs, in der allen Studierenden die existierenden Wahlmöglichkeiten aufgezeigt

werden.

Vor Auswahl von Schwerpunktmodule werden weitere Mentorengespräche angeboten,

die sich auf die Inhalte der Module konzentrieren und Konsequenzen der Wahl für eine

Schwerpunktsetzung im Studium aufzeigen. (Anmerkung: Die zu einer Vertiefungsrich-

tung gehörenden Module beginnen in der Kennnummer mit der gleichen Abkürzung: AC,

OC, PC, TC, BC, ThC, LS).

8. Für alle Module, die ein chemisches Praktikum enthalten, gilt (auch wenn nicht speziell

aufgeführt!) folgende Teilnahmevoraussetzung:

Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung für die Durchführung praktischer Ar-

beiten die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht länger

als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fachbereich

Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch

Aushang und im Internet bekanntgegeben.

https://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdfhttps://wiwi.uni-kl.de/fileadmin/wiwi.uni-kl.de/modulhandbuecher/Modulhandbuch_aller_Module_des_Fachbereichs_Wirtschaftswissenschaften.pdf


Auslandsaufenthalt/Forschungspraktikum

Das Curriculum des Master-Studiums sieht vor, dass das Forschungspraktikum im Vertie-

fungsbereich im Ausland absolviert werden kann. Diesbezüglich können die Studieren-

den auf individuelle Kontakte der Hochschullehrer oder auf Möglichkeiten zurückgrei-

fen, die das ERASMUS-Programm bietet.

Im Ausland erbrachte Studienleistungen, die unter die Lissabon-Konvention fallen, wer-

den grundsätzlich anerkannt. Studienleistungen, die nicht unter die Lissabon-Konven-

tion fallen, werden nach Prüfung durch den Prüfungsausschuss des jeweiligen Studien-

gangs bewertet.


Grundmodule

Fachbereich Chemie:

In den Grundmodulen sind Lehrveranstaltungen eingebunden, die aus dem Angebot von fünf Vor-

lesungen in den Bereichen

Anorganische Chemie,

Organische Chemie,

Physikalische Chemie,

Technische Chemie und

Biochemie

zu wählen sind. Diese Vorlesungen umfassen 3 SWS + (1 Übungsstunde). Im Wintersemester wer-

den die Grundmodule AC und OC angeboten, im Sommerssemester hingegen werden die Grund-

module PC und TC angeboten. Das Grundmodul Biochemie wird im Wintersemester sowie im

Sommersemester angeboten.


Grundmodul Anorganische Chemie Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_AC_GM-M-5

Prof. H.-J. Krüger, Ph.D. Prof. H.-J. Krüger, Ph.D., Jun.-Prof. Dr. S.

Becker, Prof. Dr. H. Sitzmann

Arbeitsaufwand ge-

samt:

Leistungspunkte (LP): Empfohlenes Studiense-

mester:

Dauer des Moduls: Turnus des Moduls:

150 h 5 LP 1. oder 2. Semester 1 Semester WS

1. Lehrveranstaltungen (Modulteile) Präsenzzeit in Lehr-veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung Moderne Anorganische Chemie 3SWS x 15 = 45 h 105 h 5 LP

2. 3

.

Inhalte:

Aktivierung von Wasserstoff: nicht-klassische Hydridverbindungen, Hydrogenasen, interstitielle

Wasserstoffverbindungen

Aktivierung von Stickstoff: Nitrogenasen, Komplexverbindungen des Distickstoffs, Stickstoffspal-

tung, spezielle Aspekte des Haber-Bosch-Verfahrens

Aktivierung von CO: Gewinnung und Hydrierung von CO, nicht-klassische CO-Verbindungen, Car-

bonylcluster, Reaktionen von Metallionen mit CO in der Natur

Aktivierung von NO: NO in biologischen Systemen, Übergangsmetallkomplexe des NO, NO+ und NO-

, NO, NO2 und N2O als Oxidationsmittel

Aktivierung von Sauerstoff: Sauerstoffkomplexe früher und später Übergangsmetalle, Sauerstoff

Transport und Umsetzung in biologischen Systemen, O3 ↔ O2 ↔ O2- ↔ O22- ↔ O2-

3. 2

.

Kompetenzen/Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden

kennen die thermodynamischen Prinzipien der Aktivierung kleiner Moleküle.

verstehen grundlegende Mechanismen der Aktivierung kleiner Moleküle sowie deren Bindung an

katalytisch aktive Zentren.

verstehen wie biologische und metallorganische Katalysatoren aufgebaut sind.

kennen wichtige Festkörpersysteme zur Aktivierung kleiner Moleküle und deren Wirkungsweise.

4. Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul:

Formal: Keine

Inhaltlich:

5. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten (insbes. Prüfungen, Teilnahmenachweise):

Prüfungsleistung gemäß der Prüfungsordnung

6. Notenermittlung

Modulnote: Siehe Anhang Prüfungsordnung.

Stellenwert in der

Endnote: Siehe Anhang Prüfungsordnung.

7. Verwendbarkeit des Moduls:

Grundmodul im Masterstudiengang Chemie und Wirtschaftschemie

8. Hinweise zur Vorbereitung auf das Modul

Literaturhinweise: Janiak, Meyer, Gudat, Alsfasser, Moderne Anorganische Chemie, 4. Aufl., de Gruy-

ter, 2012.

D. M. Heinekey, A. Lledós, J. M. Lluch, Elongated Dihydrogen Complexes, Chem.

Soc. Rev. 2004, 33, 175 – 182.


R. H. Crabtree, Dihydrogen Complexation, Chem. Rev. 2016, 116, 8750 – 8769.

Cotton-Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry (5. Aufl.), Wiley Interscience,

1988.

D. V. Yandulov, R. R. Schrock, Science 2003, 301, 76 – 78.

Y. Nishibayashi, Mo-catalyzed reduction of molecular dinitrogen, Dalton Trans.

2012, 41, 7447 – 7453.

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:

9. Anmeldungsverfahren:

-

10. Unterrichtssprache:

Deutsch


Grundmodul Organische Chemie Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrender:

CHE-MM-

Ch_OC_GM-M-5

Prof. Dr. J. Hartung Prof. Dr. J. Hartung

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:


150 h 5 LP 1. oder 2. Semester 1 Semester WS

1. Lehrveranstaltungen (Modulteile) Präsenzzeit in Lehrver-anstaltungen:

Selbststudium: Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung mit

Übung: Chemie der Naturstoffe 3SWS x 15= 45 h

1SWS x 15= 15 h

90 h 5 LP

2. 3

.

Inhalte:

Einführung

Naturstoff im Kontext

Kohlenhydrate I – Mono-, Di- und Polysaccharide

α -Aminosäuren und Peptide

Alkaloide I – Purine und Pyrimidine

Kohlenhydrate II – N-Glykoside

3. 2

.


Die Studierenden verstehen die Systematik der großen Naturstoffklassen und können diese im

Spannungsfeld evolutionärer und selbstkonstituierender Prozesse einordnen.

Ausgehend von Strukturen und biochemischen Eigenschaften sind die Studierenden in der Lage,

wesentliche Zusammenhänge zwischen Struktur und Reaktivität von Primärmetaboliten zu verste-

hen.

Darüber hinaus beherrschen die Studierenden wesentliche Konzepte zur stereoselektiven Synthese

ausgewählter Zielmoleküle, die sowohl aus industrieller Sicht als auch aus medizinalchemischer

Sicht relevant sind.


Formal: -

Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: P. Nuhn unter Mitarbeit von L. Wessjohann, Naturstoff-Chemie, S. Hirzel-Verlag,

Stuttgart, 4. Auflage, 2006

P. M. Dewick, Medicinal Natural Product, Wiley, 3. Auflage, New York, 2009


Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Grundmodul Physikalische Chemie Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_PC_GM-M-5

Prof. Dr. M. Gerhards Prof. Dr. M. Gerhards, Prof. Dr. Dr. G. Nied-

ner-Schatteburg, PD Dr. C. Riehn

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:


150 h 5 LP 1.- 3. Semester 1 Semester SS



(LP):

Vorlesung mit

Übung Spezielle Gebiete der Physi-

kalischen Chemie

3SWS x 15= 45 h

1SWS x 15= 15 h

90 h 5 LP

2. 3

.

Inhalte:

Vorlesung:

Statistische Thermodynamik: Vertiefung der Quantenstatistiken

Elektrochemie und Oberflächenanalyse: Elektrodenreaktionen und -kinetik

Kinetik komplexer Reaktionen, Prinzip eines FT-ICR Spektrometers

Spektroskopie: Prinzip der Molekularstrahlspektroskopie, He-Tröpfchen, Spektroskopie an Oberflä-

chen, Linienverbreiterungen, Bestimmung von Lebensdauern angeregter Zustände

Vertiefung des Stoffes aus der Vorlesung sowie das Vortragen von Übungsaufgaben

3. 2

.


Die Studierenden vertiefen in grundlegenden Gebieten der physikalischen Chemie:

Statistische Thermodynamik,

Reaktionskinetik,

Elektrochemie an Grenzflächen

und Spektroskopie.


Formal: Keine

Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: Wedler, Gerd (2004): Lehrbuch der physikalischen Chemie. 5., vollständig überar-

beitete und aktualisierte Aufl. Weinheim: Wiley-VCH, ISBN-10: 3-527-31066-5

Atkins, Peter W. (2008): Physikalische Chemie. 4., vollst. überarb. Aufl., 1. Nachdr.

Weinheim: Wiley-VCH, ISBN-10: 3-527-32491-7

Hollas, J. Michael (2003): Modern spectroscopy. 4. Aufl. Chichester: Wiley, ISBN-

10: 0-470-84416-7


Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:



Deutsch


Grundmodul: Technische Chemie Kennnummer: Modulbeauftragte/r: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_TC_GM-M-5

Prof. Dr. W. Thiel N.N.

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:


150 h 5 LP 1. oder 2. Semester 1 Semester SS



(LP):

Vorlesung und

Übung Chemische Produktionsver-

fahren

3SWS x 15= 45 h

1SWS x 15= 15 h

90 h 5 LP

2. 3

.

Inhalte:

Energie- und Rohstoffversorgung.

Raffinerieprozesse zur Erzeugung hochwertiger Kraftstoffkomponenten.

Petrochemie: Erzeugung der wichtigsten Grundchemikalien und Zwischenprodukte für die Chemi-

sche Industrie.

Aufstellen von Stoff- und Energiebilanzen für industrielle Prozesse.

Konzeption chemischer Prozesse basierend auf dem Zusammenwirken von Reaktionstechnik und

Trennprozessen.

3. 2

.


Die Studierenden

verfügen über einen Überblick über die Energie- und Rohstoffversorgung.

sind vertraut mit den grundlegenden industriellen Verfahren zur Kraftstofferzeugung und zur Her-

stellung von Grundchemikalien sowie wichtigen chemischen Zwischenprodukten (inkl. aktueller

Entwicklungen).


Formal: Keine

Inhaltlich: Das Grundmodul „Technische Chemie“ aus dem Bachelor-Studiengang Chemie wird

empfohlen.



6. Notenermittlung

Modulnote: Note der Abschlussprüfung.

Stellenwert in der

Endnote: Siehe Anhang Prüfungsordnung




Literaturhinweise: Winnacker-Küchler "Chemische Technik", insbes. Band 4

Arpe: Industrielle Organische Chemie

Baerns, Behr, Brehm, Gmehling, Hofmann, Onken, Renken: Technische Chemie

Moulijn, Makkee, van Diepen: Chemical Process Technology

J. Hagen: Chemiereaktoren – Auslegung und Simulation (Wiley-VCH, 2004)

G. Emig, E. Klemm: Technische Chemie – Einführung in die Chemische Reakti-

onstechnik (Springer,2005)


O. Levenspiel: Chemical Reaction Engineering John Wiley & Sons, 1999)

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:

Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial

in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Lehrbuchempfeh-

lungen, Vorab-Bereitstellung von Übungsaufgaben)



Deutsch


Grundmodul Biochemie Kennnummer: Modulbeauftragte/r: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_BC_GM-M-5

Prof. Dr. M. Deponte Prof. Dr. M. Deponte

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:


150 h 5 LP 1. oder 2. Semester 1 Semester SS sowie WS

1. Lehrveranstaltungen Präsenzzeit in Lehr-veranstaltungen:


(LP):

Jeweils Vorle-

sung mit Semi-

nar

Auswahl eines der beiden Lehr-

veranstaltungen

3 SWS x 15= 45 h

1 SWS x 15= 15 h

90 h 5 LP

[V1]: Proteinbiochemie

[V2]: Vergleichende Biochemie

2. 3

.

Inhalte:

[V1]: „Proteinbiochemie“

Aminosäurestoffwechsel für Fortgeschrittene (Wdh. proteinogene Aminosäuren, Enzymmechanis-

men, Verbindungen zum Kohlenstoffwechsel, Mediatoren/Hormone/Neurotransmitter, Stickstoff-

ausscheidung)

Proteinstruktur (von der Primär- zur Quartärstruktur, Faltungsproblem, Struktur-Funktionsbeziehun-

gen)

Intrazellulärer Proteinumsatz (Synthese, Faltung, Sortierung, Modifikation, Abbau)

Synthese und Reinigung von Proteinen (Expressions- und Reinigungsmethoden in Forschung & In-

dustrie)

[V2]: „Vergleichende Biochemie“

Entstehung des Lebens, Organismische Vielfalt, Stoffwechselkompartimentierung

Vergleich von Stoffwechselwegen

Purin- und Pyrimidinmetabolismus

Modellsysteme und Anwendungen (eukaryotische und prokaryotische Modellsysteme, molekulare

Werkzeuge)

Vergleich von Pro- und Eukaryoten (z.B. Abwehr- und Immunsysteme, Informationssysteme, Motili-

tät)

3. 2

.


Die Studierenden werden in der Lage sein,

Prinzipien und Relevanz des Aminosäuremetabolismus zu erläutern.

Zusammenhänge zwischen Proteinstruktur, -Faltung und -Funktion zu verstehen.

die wichtigsten Stationen des intrazellulären Proteinumsatzes zu beschreiben.

Vor- und Nachteile von Reinigungsmethoden bezüglich Trennkapazität und Selektivität zu erläu-

tern.

genetische, chemische und biochemische Herangehensweisen zur Beantwortung folgender Fragen

zu beschreiben: Welche Funktion hat ein Protein? Wie erfüllt es diese Funktion?


Formal: Die verpflichtenden Teilnahmevoraussetzungen sind im Anhang der Prüfungsord-

nung geregelt.

Inhaltlich: -

5. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:

Prüfungsleistung gemäß der Prüfungsordnung.


6. Notenermittlung


Stellenwert in der



Grundmodul in den Masterstudiengängen Chemie und Wirtschaftschemie


Literaturhinweise: Nelson & Cox: Lehninger Biochemie, 4. Aufl. (Springer, 2009, ISBN

9783540686378)

Voet & Voet: Biochemistry, 4th Edition (Wiley, 2011, ISBN 9780470570951)

Nelson & Cox: Lehninger Principles of Biochemistry, 7th Edition (WH Free-

man, 2017, ISBN 9781319108243)

Koolmann & Röhm: Taschenatlas Biochemie, 4. Auflage (Thieme, 2009,

ISBN 9783137594048)

Löffler & Petrides: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Auflage (Springer,

2014, ISBN 9783642179716)

Lottspeich & Engels: Bioanalytik, 2. Auflage (Springer, 2012, ISBN

9783827429421)

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodule (Praxis sowie Theorie)

Im Rahmen der Schwerpunktmodule sind zwei Praxismodule und ein Theoriemodul zu wählen.

Als viertes Schwerpunktmodul kann entweder ein Praxismodul oder ein Theoriemodul gewählt

werden. Wenn drei Praxismodule gewählt werden, sind diese in zwei Fachrichtungen zu absol-

vieren. Die Praxismodule sind in unterschiedlichen Arbeitsgruppen zu absolvieren.

Die zu einer Schwerpunktrichtung gehörenden Module sind fett in der Kennnummer mit entspre-

chender Abkürzung:

Anorganische Chemie – AC

Organische Chemie – OC

Physikalische Chemie – PC

Technische Chemie – TC

Biochemie – BC

Theoretische Chemie – ThC

Lebensmittelchemie – LS.


Schwerpunktmodul (Theorie): Materialien Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MN-

Ch_AC_VM1-M-7

Prof. Dr. H. Sitzmann [V1] Prof. Dr. H. Sitzmann, [V2] Prof. Dr. W.

Thiel, [V3] Prof. H.-J. Krüger, Ph.D.

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:


240 h 8 LP nach Empfehlung der

Beratung (siehe 5 (7))

2 Semester WS

1. Lehrveranstaltungen (Modulteile) Präsenzzeit in Lehr-

veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung [V1]: Anorganische Strukturche-

mie

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V2]: Anorganische Funktionsma-

terialien

2SWS x 15 = 30h 30 h 2 LP

Vorlesung [V3]: Grundlagen der Magneto-

chemie und Magnetische Materia-

lien

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

2. Inhalte:

[V1]: „Anorganische Strukturchemie“

Vorüberlegungen: Bedeutung der anorganischen Strukturchemie, Methoden der Strukturbestim-

mung, Interpretation von Strukturdaten

Darstellung von Kristallstrukturen: Computerprogramme, Freeware „SCHAKAL“, Atomkoordinaten,

Erstellung einfacher Datensätze, Bildschirmdarstellung ausgewählter Strukturen

Strukturen der Elemente: Metallgitter, Nichtmetalle, Halbmetalle, Chemische Elemente unter

Druck, Atomradien, Phasenumwandlungen

Strukturen von binären und ternären Verbindungen: Kugelpackungen, Ionenradien, Gitterenergie,

Koordinationspolyeder, Verknüpfung von Koordinationspolyedern

Struktur-Eigenschafts-Beziehungen: Mechanische, elektrische und magnetische Eigenschaften

[V2]: „Anorganische Funktionsmaterialien“

Anorganische Pigmente, fluoreszierende Materialien, Chromphore für verschiedene technische Anwendungen

Silikate

Strukturierte poröse Materialien, Zeolithe, mesoporöse Kieselgele, Alumophosphate

Silikone, Phosphazene

Anorganische und metallorganische Polymere, MOFs,

Elektrisch leitfähige Polymere

Lithiumionenbatterien

[V3]: „Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien“

Grundlagen des Magnetismus (Magnetisierung, magnetische Suszeptibilität, unterschiedliche

magnetische Verhaltensweisen der Materie (Diamagnetismus, Paramagnetismus, Antiferromagne-

tismus, Ferromagnetismus, Ferrimagnetismus, Superparamagnetismus, Magnete))

Physikalische Methoden in der Magnetochemie – Magnetische Eigenschaften von isolierten Ato-

men (Elektronenspin, Bahndrehimpuls, Spin-Bahn-Kopplung)

Paramagnetismus in einkernigen Übergangsmetall- und Lanthanoidkomplexen (Van-Vleck-Glei-

chung, Überblick über das magnetische Verhalten von einkernigen Komplexen mit d- und f-Blo-

ckelementen, vereinfachte Betrachtungen und Konzepte, detaillierte Beschreibung der Eigen-

schaften von Übergangsmetallionen in oktaedrischer, tetraedrischer und tetragonal verzerrter ok-

taedrischer Koordinationsumgebung)


Kooperative Wechselwirkungen in mehrkernigen Übergangsmetallkomplexen (magnetische

Wechselwirkungen zwischen Spinzentren in zwei- bis vierkernigen Übergangsmetallkomplexen,

Austauschwechselwirkungen zwischen magnetischen Dipolen, Superaustauschwechselwirkungen,

Delokalisierungseffekte, Spin-Polarisationseffekte, magnetische Frustration, Doppelaustauschef-

fekte in gemischt-valenten Verbindungen, Modelle zur Beschreibung der Wechselwikungen)

Magnetische Ordnung in Feststoffen (ein-, zwei- und dreidimensionale magnetische Ordnung, Ko-

ordinationspolymere)

Spindynamik (Relaxationsmechanismen der Magnetisierung, Molekulare Magnete) – Magnetische

Molekulare Schalter (Spin-Crossover-Verbindungen, Valenztautomere)

3. Kompetenzen/Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden sollten

ein grundlegendes Verständnis der wichtigsten Festkörperstrukturen erwerben

in die Lage versetzt werden, zu einer gegebenen Summenformel einer ihnen unbekannten anor-

ganischen Substanz Strukturvorschläge zu unterbreiten

Synthesemethoden der anorganischen Festkörperchemie kennen lernen

verschiedene technische Anwendungen anorganischer Materialien kennen lernen

Synthesemethoden für technisch relevante anorganische Materialien kennen lernen

Charakterisierungsmethoden für anorganische Materialien kennen lernen

magnetische Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen verstehen und ausgewählte magne-

tische Materialien kennenlernen


Formal: Keine

Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der



Vertiefungsmodul im Masterstudiengang Chemie und Wirtschaftschemie


Literaturhinweise: Allgemein:

U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, 2008

B. E. Douglas,S.-M. Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids,

Springer, 2006

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Materialien Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_AC_VM2-M-7

Prof. Dr. H. Sitzmann Prof. H.-J. Krüger, Ph.D., Prof. Dr. W. Thiel,

Prof. Dr. H. Sitzmann, Jun.-Prof. Dr. S. Be-

cker

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




1 Semester WS sowie SS


Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Materialien 10SWS x 15 =150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Das Praktikum erfolgt im Rahmen einer Mitarbeit an laufenden Projekten in den am Vertiefungsmo-

dul beteiligten Arbeitsgruppen.

Die/der Studierende wird die in der jeweiligen Arbeitsgruppe üblichen Synthesetechniken und Cha-

rakterisierungsmethoden kennenlernen bzw. vertiefen.

Das Thema der individuell definierten Praktikumsarbeit wird sich im weitesten Sinne von den in

den Vorlesungen vermittelten Inhalten ableiten und der/m Studierenden ermöglichen, die dort er-

worbenen theoretischen Kenntnisse zu vertiefen und in die Praxis umzusetzen.

3. 2

.


Die Studierenden sollen

ein grundlegendes Verständnis der Synthesemethoden für anorganische Materialien erwerben

verstehen, wie poröse Materialien synthetisiert werden

sollen Techniken über Synthese und Charakterisierung von Nanopartikeln erwerben

sollen Methoden der Oberflächenfunktionalisierung für technisch relevante anorganische Materia-

lien kennen lernen

sollen magnetische Materialien kennen und anwenden lernen

Synthesen von ausgewählten magnetischen Materialien und deren Charakterisierung durchführen

können

die eigenen Ergebnisse mit denen von literaturbekannten magnetischen Materialien vergleichen

und diskutieren können


Formal: Nach der Gefahrstoffverordnung ist Voraussetzung für die Durchführung praktischer

Arbeiten die nachgewiesene Teilnahme an einer Sicherheitsunterweisung, die nicht

länger als ein Jahr zurückliegt. Solche Sicherheitsunterweisungen werden vom Fach-

bereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden recht-

zeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.

Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der






Literaturhinweise: U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, 2008

B. E. Douglas,S.-M. Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids,

Springer, 2006

F.E. Mabbs and D.J. Machin, Magnetism and Transition Metal Complexes,

Dover 2008

A.F. Orchard Magnetochemistry, Oxford University Press 2003

M. Gerloch Magnetism and Ligand Field Analysis, Cambridge University

Press 2009

H. Lueken Magnetochemie, Teubner Verlag 1999

Olivier Kahn Molecular Magnetism, Verlag Chemie, 1993

D. Gatteschi, R. Sessoli and J. Villain Molecular Nanomagnets, Oxford Uni-

versity Press 2006

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-

- Die Teilnehmerzahl ist durch die Laborkapazität der beteiligten Arbeitsgruppen begrenzt.


Deutsch


Schwerpunktmodul (Theorie): Koordinationschemie mit bioan-organischer Schwerpunktsetzung Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_AC_VM3-M-7

Prof. H.-J. Krüger, Ph.D. Prof. H.-J. Krüger, Ph.D., Jun.-Prof. Dr. S. Be-

cker

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




2 Semester SS


veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung [V1]: Koordinationschemie für

Fortgeschrittene

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V2]: Bioanorganische Chemie

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V3]: Physikalische Methoden der

Anorganischen Chemie

2SWS x 15 = 30h 30 h 2 LP

2. Inhalte:

[V1]: „Koordinationschemie für Fortgeschrittene“ Reaktionsmechanismen von Übergangsmetallkomplexen: Substitutionsreaktionen an oktaedri-

schen, quadratisch-planaren und tetraedrischen Komplexen, Elektronentransferreaktionen, Photo-

chemische Reaktionen, Reaktionen an koordinierten Liganden, Radikalligandkomplexe, ausge-

wählte Reaktionen von organometallischen Verbindungen (Substitution, Insertion, Alkylgruppen-

wanderung, oxidative Addition, reduktive Eliminierung)

Grundlagen der Symmetrielehre

Elektronenstruktur von Übergangsmetallionen (Ligandenfeldtheorie, Anwendung der Symmetrie-

lehre in der Ligandenfeldtheorie, Termzustände von Übergangsmetallkomplexen)

[V2]: „Bioanorganische Chemie“

Einleitung (Definition, Übersicht über Metallobiomoleküle, essentiell wichtige Elemente, biolo-

gisch bedeutsame Liganden, funktionelle Bedeutung des Metalls, der Koordinationssphäre und

der Peptidmatrix, harte und weiche Säure-Base-Konzept, allgemeine Aspekte der Koordinations-

chemie, Synthetische Analogstrategie)

Aufnahme, Transport und Speicherung von Metallionen (Siderophore, Transferrin, Ferritin, Me-

tallothioneine, Chaperonproteine)

Lewis-Säure Katalysatoren (Hydrolasen, Peptidasen, Urease, Kohlensäure-Anhydratase)

Elektronentransfer (Allgemeine Grundlagen des Elektronentransfers und der Elektronentransfer-

geschwindig-keit, Cytochrome, Fe-S-Proteine, Plastocyanin, CuA-Zentrum, entatischer Zustand)

Redoxenzyme mit redoxinaktiven Metallionen (Alkohol Dehydrogenase)

Sauerstoffchemie (Allgemeine Eigenschaften der Sauerstoffspezies)

Sauerstofftransport und -speicherung (Hämoglobin, Myoglobin, Hemerythin, Hemocyanin)

Sauerstoffmetabolismus (Photosynthese, Atmungskette, Abbau reaktiver Sauerstoffspezies in der

Natur)

Oxidation von Substraten durch molekularem Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, Metalloxide (Cy-

tochrom P450, Peroxidasen, Extradiol- und Intradiol-spaltende Catecholdioxygenasen und Oxi-

dasen, Methanmonoxygenase, Ribonukleotidreduktase, Lipoxygenase, Tyrosinase, Cytochrom-C-

Oxidase, Galaktose-Oxidase)

Organometallische Chemie in der Natur (Vitamin B12, Hydrogenase, Kohlenmonoxid-Dehydro-

genase, Methyl-Coenzym-M-Reduktase)

Isomerasen


Stickstoffkreislauf (Nitrogenase, Nitritreduktase, Nitratreduktase)

Schwefelkreislauf (Sulfit Reduktase)

Stabilisierung der Struktur von Biomolekülen durch Metallionen

[V3]: „Physikalische Methoden der Anorganischen Chemie“ Röntgenstrukturanalyse

IR- und Raman-Spektroskopie

NMR-Spektroskopie an paramagnetischen Komplexen

UV-Vis-Spektroskopie, ESR-Spektroskopie

Mössbauerspektroskopie

Elektrochemische Methoden

Kinetische Methoden



ein grundlegendes Verständnis der Elektronenstruktur von Übergangsmetallkomplexen erwerben. einen Überblick der Reaktionsmechanismen von Koordinationsverbindungen erhalten. einen Überblick über die Strukturen und Funktionsweisen von Metallionen in der Natur erwerben.

wichtige Charakterisierungsmethoden in der Koordinationschemie kennenlernen.

anhand der wissenschaftlichen Literatur sich in ein bestimmtes Thema vertiefen und dies in Form

einer mündlichen, schriftlichen oder in Form eins Vortrags präsentieren können.


Formal: Keine

Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise:

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Koordinationschemie mit bioanor-ganischer Schwerpunktsetzung Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_AC_VM4-M-7

Prof. H.-J. Krüger, Ph.D. Prof. H.-J. Krüger, Ph.D., Jun.-Prof. Dr. S.

Becker

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:






Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Koordinationschemie 10SWS x 15= 150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Das Praktikum erfolgt im Rahmen einer Mitarbeit an laufenden Projekten in den am Vertiefungsmo-

dul beteiligten Arbeitsgruppen.

Die/der Studierende wird die in der jeweiligen Arbeitsgruppe üblichen Synthesetechniken und Cha-

rakterisierungsmethoden kennenlernen bzw. vertiefen.

Das Thema der individuell definierten Praktikumsarbeit wird sich im weitesten Sinne von den in

den Vorlesungen vermittelten Inhalten ableiten und der/m Studierenden ermöglichen, die dort er-

worbenen theoretischen Kenntnisse zu vertiefen und in die Praxis umzusetzen.

3. 2

.



ein grundlegendes Verständnis der Synthesemethoden in der anorganischen Koordinationschemie

erwerben

spezielle Techniken zum Arbeiten unter anaeroben Bedingungen bzw. Arbeiten bei tiefen Tempera-

turen erlernen

ihre Kenntnisse in den Reinigungs- und Kristallisationsmethoden von anorganischen Verbindungen

vertiefen

spektroskopische und strukturanalytische Charakterisierungsmethoden an Verbindungen anwenden

und die Resultate interpretieren können

ein tieferes Verständnis zur Reaktivität von Koordinationsverbindungen in Lösung entwickeln

gegebenenfalls die Methoden der bioanorganischen Modellsynthese kennenlernen und an einem

ausgewählten Beispiel anwenden können

gegebenenfalls ein Metalloprotein isolieren und charakterisieren können

die eigenen Ergebnisse in Bezug zur Literatur einordnen und diskutieren können







Inhaltlich:



6. Notenermittlung

Modulnote: Benotete Ausarbeitung zum Praktikum: 70%


Vortrag: 30%

Stellenwert in der





Literaturhinweise:

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:

Es wird dringend empfohlen, die erste Fassung der Ausarbeitung innerhalb von zwei

Monaten nach Abschluss der praktischen Arbeit beim Betreuer abzugeben.


-

- Die Teilnehmerzahl ist durch die Laborkapazität der beteiligten Arbeitsgruppen begrenzt.


Deutsch


Schwerpunktmodul (Theorie): Bioorganik Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_OC_VM1-M-7

Prof. Dr. J. Hartung Prof. Dr. J. Hartung, Prof. Dr. S. Kubik, Dr.

Tielmann

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




1 Semester SS

1. Lehrveranstaltungen Präsenzzeit in Lehr-

veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung [V1]: Naturstoffchemie 2 2SWS x 15 = 30h 60 h

8 LP Vorlesung [V2]: Supramolekulare Chemie 2SWS x 15 = 30h 60 h

Vorlesung [V3]: Medizinalchemie 2SWS x 15 = 30h 30 h

2. Inhalte:

[V1]: „Naturstoffchemie 2“ Fettsäuren und Polyketide

Terpene

Shikimate

Alkaloide

[V2]: „Supramolekulare Chemie“

Intermolekulare Wechselwirkungen

Wirt-Gast-Systeme

Catenane, Rotaxane, Knoten

Selbstaggregation

Selbstreplikation

Dynamische Kombinatorische Chemie

Supramolekulare Katalyse

Molekulare Maschinen

[V3]: „Medizinalchemie“

Einführung in die pharmazeutische Industrie und die Entwicklung von Wirkstoffen

Pharmakologische und physikochemische Eigenschaften von Wirkstoffen

Grundlage des Wirkstoff-Designs

Entwicklung von chemischen Herstellverfahren von Wirkstoffen


Die Studierenden sind in der Lage Sekundärmetabolite auf Basis struktureller Argumente in die

Klassen Polyketide, Terpene Shikimisäure-Derivate und Alkaloide einzuteilen. In punkto mecha-

nistischer organischer Chemie beherrschen die Studierenden Grundlagen und Spezialwissen der

Synthese ausgewählter Vertreter der Naturstoffklassen in biologischen Systemen. Um die Funk-

tion von Naturstoffen beurteilen zu können, beherrschen die Studierenden die thermodynami-

schen und kinetischen Grundlagen nichtkovalenter Wechselwirkungen und verstehen Eigenschaf-

ten und Funktionsweisen von synthetischen Modellsystemen für natürliche Rezeptor-Substrat-

komplexe. Die Weiterentwicklung dieser Konzepte in Richtung supramolekularer Systeme schafft

die Grundlage für das Verständnis der Prinzipien selbstassoziierender Systeme, supramolekularer

Katalysatoren und molekularer Maschinen. Das strukturelle Wissen über Sekundärmetabolite und

Rezeptoren setzt die Studierenden in die Lage, Struktur-Wirkungsbeziehungen zu entwerfen und

stereoselektive Synthesen von Wirkstoffen mit Anwendungen beispielsweise in der pharmazeuti-

schen Industrie zu entwerfen.



Formal: Keine

Inhaltlich:



5. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: [V1]: „Naturstoffchemie 2“ P. Nuhn unter Mitarbeit von L. Wessjohann, Naturstoff-Chemie, S. Hirzel-

Verlag, Stuttgart, 4. Auflage, 2006

P. M. Dewick, Medicinal Natural Product, Wiley, 3. Auflage, New York, 2009

[V2]: „Supramolekulare Chemie“

H.-J. Schneider, A. Yatsimirsky, Principles and Methods in Supramolecular

Chemistry, Wiley, New York, 2000

J. W. Steed, J. L. Atwood, Supramolecular Chemistry, Wiley, New York, 2000

[V3]: „Medizinalchemie“

G. Klebe, Wirkstoffdesign – Entwurf und Wirkung von Arzneistoffen, 2. Auf-

lage, Spektrum, 2009.

L.A. Hulshof, Right First Time in Fine-Chemical Process Scale-up, Scientific

Update LLP, 1. Auflage, 2013.

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Bioorganik Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_OC_VM2-M-7

Prof. Dr. J. Hartung Prof. Dr. J. Hartung, Prof. Dr. S. Kubik und

Prof. Dr. G. Manolikakes

Arbeitsaufwand ge-

samt


mester:





1. Lehrveranstaltungen

Präsenzzeit in Lehrver-

anstaltungen:

Selbststu-

dium

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Bioorganik 10SWS x 15= 150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Mechanistische und synthetische Aspekte der Bioorganischen Chemie (für inhaltliche Details siehe

Theoriemodul „Fortgeschrittene Organische Chemie“), Syntheseplanung, Atomökonomie, Umwelt-

und Sicherheitsbewertung, fortgeschrittene Methoden der Stofftrennung und Analytik, beispiels-

weise GC, GC/MS, HPLC, NMR, HR-MS, eigenständige Versuchsauswertung, Abfassen eines Berichts

und universitätsöffentlicher Abschlussvortrag

3. 2

.


Studierende sind in der Lage, bioorganische Forschungsprojekte unter Anleitung zu planen, bear-

bei-ten, dokumentieren und in einem wissenschaftlichen Kurzvortrag mit anschließender Diskus-

sion zu präsentieren. Sie werden in die Lage versetzt, die erhalten Ergebnisse in den wissenschaftli-

chen Kontext einzuordnen und kritisch zu hinterfragen. Die Grundsätze guter wissenschaftlicher

Praxis sind Ihnen bekannt.







Inhaltlich:


Prüfungsleistung gemäß Prüfungsordnung

6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise:

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:

Forschungsorientierten Arbeiten, wählbar aus den Bereichen Metallorgani-

sche Chemie und Katalyse, Naturstoffchemie und Supramolekulare Chemie

gewählt werden. Auch externe Forschungsaufenthalte im Rahmen des

ERASMUS-Austauschprogramms oder bestehender Industriekooperationen


sind nach Genehmigung des zuvor beim Modulverantwortlichen eingereich-

ten und genehmigten Forschungsexposés möglich.

Themenvergabe, Literaturangaben und Sicherheitsunterweisung erfolgen in

einer Vorbesprechung mit einer Assistentin/einem Assistenten


Schriftlich im Sekretariat Organische Chemie


nach Vereinbarung


Schwerpunktmodul (Theorie): Synthese und Katalyse Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_OC_VM3-M-7

Prof. Dr. J. Hartung Prof. Dr. J. Hartung, Prof. Dr. S. Kubik, Prof.

M. Psiorz und Prof. Dr. G. Manolikakes

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




1 Semester WS

1. Lehrveranstaltungen Präsenzzeit in Lehr-

veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung [V1]: Physikalische Organische

Chemie

2SWS x 15 = 30h 60 h

8 LP Vorlesung [V2]: Metallorganik und Katalyse 2SWS x 15 = 30h 60 h

Seminar

[V3]: Kennzahlen in der chemi-

schen Industrie

2SWS x 15 = 30h 30 h

2. Inhalte:

[V1]: „Physikalisch Organische Chemie“ Konzepte

Bindungsmodelle

Photochemie

Pericyclische Reaktionen

Korrelationsanalyse

[V2]: „Metallorganik und Katalyse“

Elementarschritte übergangsmetallkatalysierter Reaktionen

Aufstellen plausibler Katalysezyklen

Mechanistische Erklärungen für das Auftreten von Nebenprodukten in katalytischen Reaktionen

Katalytischen Kreuzkupplungsreaktionen wie Suzuki-, Negishi-, Stille, und Sonogashira-Reaktio-

nen

Heck-Reaktionen als Einzelreaktion bzw. als Teil von Reaktionskaskaden

Übergangsmetallkatalysierte Allylierungen mit der Möglichkeit der asymmetrischen Induktion

Carbonylierungsreaktionen [Carbonylierungen Hydroformylierungen und Amidocarbonylierungen]

Übergangsmetallkatalysierte C–H Funktionalisierungen

Oxidative Funktionalisierungen, z.B. Allylische Oxidationen, Epoxidierungen, cis-Hydroxylierun-

gen,

Aminohydroxylierungen und Wacker-Oxidationen

Alken- und Alkinmetatheseinsbesondere zur Synthese mittlerer Ringe

[V3]: „Kennzahlen und Kostenrechnung in der chemisch-pharmazeutischen Industrie“

Ökonomische Bewertung von Wirkstoffsynthesen als Grundlage für eine Firmengründung

Vom Entwickler zum Produzenten zum Markführer

Kostenrechnungen und Bilanzierungen chemischer Unternehmen

Marktanalyse und Strategieanpassung


Studierende sind in der Lage, thermisch und photochemisch induzierte organische Reaktionen auf

hohem theoretischem Niveau mechanistisch zu beschreiben und zu untersuchen. Der Einfluss von

Substituenteneffekten auf thermodynamisch oder kinetisch kontrollierte Reaktion erschließt sich

den Studierenden aus grundlegenden Konzepten der Physikalisch-Organischen Chemie (Photo-

chemie, Orbitaleffekte, Lineare-Freie-Enthalpie-Beziehungen). Die Prinzipien versetzen die Stu-

dierenden in die Lage, mehrstufige Reaktionszyclen zur Kohlenstoff-Kohlenstoff und zur Kohlen-

stoff-Heteroatom-Verknüpfung zu verstehen, um daraus plausible Katalysezyklen aufzustellen


und kritisch zu bewerten. Die mechanistischen Grundlagen versetzen die Studierenden in die

Lage, themenbezogene Aufsätze

aus der aktuellen Literatur zur organischen Synthese und Katalyse zu verstehen und kritisch auf-

zubereiten, um in einem Seminarvortrag darüber zu referieren.


Formal: Keine

Inhaltlich:


Prüfungsleistung gemäße Prüfungsordnung

6. Notenermittlung

Modulnote: Siehe Anhang Prüfungsordnung

Stellenwert in der





Literaturhinweise: [V1: ]Physikalisch Organische Chemie“

E. V. Anslyn, D. A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University

Science Books, Sausalito, CA, 2004

Fleming, Molekülorbitale und Reaktionen Organischer Verbindungen, 2. Auf-

lage, Wiley-VCH, Weinheim, 2012

K. Popper, Logik der Forschung, Springer, Wien 1935

[V2]: „Metallorganik und Katalyse “

A. Yamamoto, Organotransition Metal Chemistry, Wiley 1986

A. De Meijere, F. Diederich, Metal-catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd

Ed., Wiley 2004

G. P. Chiusoli, P. Maitlis, Metal-Catalysis in Industrial Organic Processes,

RSC 2006

J. P. Collman, L. S. Hegedus, J. R. Norton, R. G. Finke, Principles and Applica-

tions of Organotransition Metal Chemistry, University Science 1987

R. H. Crabtree, The Organometallic Chemistry of the Transition Metals,

Wiley 2001

[V3]: „Kennzahlen in der Chemischen Industrie“

A. Steinbach, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit in der Chemie

durch systematisches Process Life Cycle-Management, Wiley-VCH, Wein-

heim, 2013

H. Scheck, B. Scheck, Wirtschaftliches Grundwissen für Naturwissenschaftler

und Ingenieure, 2. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2007

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:



Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Synthese und Katalyse Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_OC_VM4-M-7

Prof. Dr. J. Hartung Prof. Dr. J. Hartung, Prof. Dr. S. Kubik, Prof.

Dr. G. Manolikakes, Dr. P. Tielmann

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:






Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Synthese und Katalyse 10SWS x 15= 150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Mechanistische und synthetische Aspekte der Fortgeschrittenen Organischen Chemie (für inhaltli-

che Details siehe Theoriemodul „Fortgeschrittene Organische Chemie“), Syntheseplanung, Ato-

mökono-mie, Umwelt- und Sicherheitsbewertung, fortgeschrittene Methoden der Stofftrennung

und Analytik, beispielsweise GC, GC/MS, HPLC, NMR, HR-MS, eigenständige Versuchsauswertung,

Abfassen eines Berichts und universitätsöffentlicher Abschlussvortrag.

3. 2

.


Studierende sind in der Lage fortgeschrittene organische Forschungsprojekte unter Anleitung zu

pla-nen, bearbeiten, dokumentieren und in einem wissenschaftlichen Kurzvortrag mit anschließen-

der Diskussion zu präsentieren. Sie werden in die Lage versetzt, die erhalten Ergebnisse in den wis-

senschaftlichen Kontext einzuordnen und kritisch zu hinterfragen. Die Grundsätze guter wissen-

schaftlicher Praxis sind Ihnen bekannt.







Inhaltlich:


Prüfungsleistung gemäß Prüfungsordnung

6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise:

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:

Forschungsorientierten Arbeiten, wählbar aus den Bereichen Metallorgani-

sche Chemie und Katalyse, Naturstoffchemie und Supramolekulare Chemie

gewählt werden. Auch externe Forschungsaufenthalte im Rahmen des


ERASMUS-Austauschprogramms oder bestehender Industriekooperationen

sind nach Genehmigung des zuvor beim Modulverantwortlichen eingereich-

ten und genehmigten Forschungsexposés möglich.

Themenvergabe, Literaturangaben und Sicherheitsunterweisung erfolgen in

einer Vorbesprechung mit einer Assistentin/einem Assistenten


Schriftlich im Sekretariat Organische Chemie


Nach Vereinbarung


Schwerpunktmodul (Theorie): Spektroskopie und Kinetik Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_PC_VM1-M-5



Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




1 Semester SS


veranstaltungen:


(LP):

Vorlesung [V1]: Moderne Methoden der

Spektroskopie

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V2]: Clusterchemie I

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Seminar [S1]: Aktuelle Themen aus der

Spektroskopie und Spektromet-

rie II

2SWS x 15 = 30h 30 h 2 LP

3. Inhalte:

[V1]: „Moderne Methoden der Spektroskopie “

Einstein-Koeffizienten

Charakterisierung von Lasertypen (nach Medium, Niveaus, Zeit)

Funktionsweise ausgewählter Lasertypen (z.B. Farbstofflaser, Nd-Yag Laser, Excimer Laser)

Frequenzverdopplung und Mischung

Spektroskopie in Molekularstrahl mit Massenselektion

(apparativer Aufbau, REMPI-Spektroskopie, Doppelresonanzverfahren,

UV/UV und IR/UV-Methoden, Ion imaging)

Fluoreszenzspektroskopie (Laser-induzierte und dispergierte Fluoreszenz,

Ultra-hochauflösende Verfahren)

Hochauflösende Ionenspektroskopie (ZEKE, MATI)

Anwendungen zu allen genannten Methoden: Von Biomolekülen in Gasphase und kondensierter

Phase bis hin zu freien Ionen

Ultra-Kurzzeit-Spektroskopie (apparativer Aufbau, Anwendungen in Gas und Kondensierter Phase)

[V2]: „Clusterchemie I“

Molekulare Cluster und Spektroskopie

Wassercluster als Modellsysteme für makroskopische Lösungen

Desolvatisierung gespeicherter Cluster durch Schwarzkörperstrahlung

Bimolekulare Reaktionen von Wasserclustern und deren Ionen

Schwingungsspektroskopie an ionischen Wasserclustern

Andere Molekülcluster

Ein- und mehrkernige Metallatom-Molekülcluster

[S1]: „Aktuelle Themen aus der Spektroskopie und Spektrometrie II“ 4. Kompetenzen/Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden

kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Clusterchemie.

kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Laserspektroskopie

können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein bestimmtes Thema einarbei-

ten und dies in Form eines Vortrags präsentieren



Formal: Keine

Inhaltlich:



7. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: Bergmann, Ludwig; Kleinermanns, Karl; Schäfer, Clemens; Dorfmüller,

Thomas (Edts., 2005): Lehrbuch der Experimentalphysik. Zum Gebrauch bei

akademischen Vorlesungen und zum Selbststudium. 2., überarb. Berlin

[u.a.]: Gruyter, ISBN-10: 978-3-11-017484-7

Hollas, J. Michael (2003): Modern spectroscopy. 4. Aufl. Chichester: Wiley,

ISBN-10: 0-470-84416-7

Bernath, Peter F. (2005): Spectra of atoms and molecules. 2. Aufl. New York:

Oxford University Press, ISBN-10: 978-0-19-517759-6

Skript mit weiterer Originalliteratur

Kreibig, IL, Vollmer, M., Optical Properties of Metal Clusters, Springer, Ber-

lin, 1995

Kappes, M., Leutwyler, S., Molecular Beams of Clusters, in: Scoles, G. (Ed.),

Atomic and Molecular Beam Methods, Vol. 1, Oxford University Press, 1988

Haberland, H, Clusters of Atoms and Molecules I und II, Springer Series in

Chemical Physics, Vol. 52 und 56, Springer, Berlin, 1994 und 1995 .

Johnston, R.L., Atomic and Molecular Clusters, Taylor & Francis, London,

2002

Baletto, F., Ferrando, R., Structural Properties of Nanoclusters: Energetic,

Thermodynamic, and Kinetic Effects. Rev. Mod. Phys. 77, 371, 2005

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Spektroskopie und Kinetik Kennnummer: Modulbeauftragter: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_PC_VM2-M-5



Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:






Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Spektroskopie und Kinetik 10SWS x 15 =150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Es werden unter Anleitung Forschungsarbeiten an laserspektroskopischen Molekularstrahlappara-

turen sowie an z.B. FTIR, Fluoreszenzspektrometer oder FT-ICR Apparaturen durchgeführt. Hierbei

werden verschiedenste moderne spektroskopische Methoden von der Infrarot bis zur (Vakuum)UV

Spektroskopie erlernt und kinetische Analysen durchgeführt. Die Thematiken lehnen sich an aktu-

elle Forschungsvorhaben und reichen von Peptid-Analysen bis zu Spin sensitiven Techniken an

Übergangsmetall-Clustern.

3. 2

.


Die Studierenden sollen die Benutzung moderner Forschungsapparaturen sowie die kritische Ana-

lyse und Auswertung komplexerer spektroskopischer bzw. kinetischer Analysen erlernen. Dazu ge-

hört die Fähigkeit zu erkennen, welche spektroskopische oder kinetische Analysemethode für die

gegebene Fragestellung adäquat ist und welche Aussagen daraus abgeleitet werden können.







Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: Aufgrund der Diversität der Praktikumsaufgaben wird bei der ersten Besprechung mit

der Praktikantengruppe Literatur empfohlen.

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:




Deutsch


Schwerpunktmodul (Theorie): Massenspektrometrie und Photo-chemie Kennnummer: Modulbeauftragte/r: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_PC_VM3-M-5

Prof. Dr. Dr. G. Niedner-Schatteburg [V1] Prof. Dr. Dr. G. Niedner-Schatteburg,

[V2] Prof. Dr. M. Gerhards

Arbeitsaufwand ge-

samt (30 h = 1 LP):


mester:




1 Semester WS


veranstaltungen:


(LP):

Vorlesung [V1]: Clusterchemie und Mag-

netismus

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V2]: Photochemie und theore-

tische. Analysen 2SWS x 15 = 30h 30 h 2 LP

Seminar [S1]: Aktuelle Themen aus der

Spektroskopie und Spektromet-

rie I

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

2. Inhalte:

[V1]: „Clusterchemie und Magnetismus“ Atomare Cluster, elektronische Eigenschaften und Magnetismus

Klassifizierung von Clustern: Bausteine und intramolekularen Wechselwirkungen

Atomare Cluster der Edelgase und Helium-Nanotröpfchen

Cluster der Alkalimetalle und das elektronische Jelllium-Model

Übergangsmetallcluster und Elementarschritte der Katalyse

Grundlagen des Festkörpermagnetismus und des molekularen Magnetismus

Messung der magnetischen Eigenschaften von Metallclustern

[V2]: „Photochemie und theoretische Analysen“

Grundlagen der spektroskopischen Analyse photochemischer Elementarrektionen

Spektroskopische Anwendungen im Bereich der UV- und IR-Spektroskopie

Analyse von Potentialhyperflächen

Analyse anharmonischer Schwingungsbewegungen

Gekoppelte Oszillatoren (Schwingungskopplung)

Analyse asymmetrischer Rotoren, Kernspinstatistik, Isotopeneffekte

Molekulare Symmetriegruppen

[S1]: „Aktuelle Themen aus der Spektroskopie und Spektrometrie I“


Die Studierenden

kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Massenspektrometrie und Clusterchemie in

Verbindung mit magnetischen Eigenschaften

kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Photochemie sowie der theoretischen Metho-

den zur Analyse der spektroskopischen Ergebnisse

können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein bestimmtes Thema einarbei-

ten und dies in Form eines Vortrags präsentieren


Formal: Keine

Inhaltlich:




6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: Halperin, W.P, Quantum Size Effects in Metal Clusters, Rev. Mod. Phys. 58,

533, 1986

de Heer, W. A., The Physics of Simple Metal Clusters - Experimental Aspects

and Simple Models, Rev. Mod. Phys. 65, 611, 1993

Brack, M., The Physics of Simple Metal Clusters - Self Consistent Jellium

Model and Semiclasssical Approaches, Rev. Mod. Phys. 65, 677, 1993

Ekardt, W., Metal Clusters, Wiley, New York, 1999

Reinhard, P.-G., Surauld, E., Introduction to Cluster Dynamics, Wiley, New

York, 2004

Turro, Nicholas J.; Ramamurthy, V.; Scaiano, J. C. (2009) : Principles of Mo-

lecular Photochemistry, University Science Books, ISBN 978-1-891389-3

Skript mit weiterer Originalliteratur

Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Praxis): Massenspektrometrie und Photo-chemie Kennnummer: Modulbeauftragte/r: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_PC_VM4-M-5

Prof. Dr. Dr. G. Niedner-Schatteburg Prof. Dr. Dr. G. Niedner-Schatteburg, Prof.

Dr. M. Gerhards, PD Dr. C. Riehn

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:






Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Praktikum Massenspektrometrie und Pho-

tochemie

10SWS x 15 =150 h 90 h 8 LP

2. 3

.

Inhalte:

Es werden unter Anleitung Forschungsarbeiten an laserspektroskopische Massenspektrometrie und

Photochemie durchgeführt, wobei neben verschiedenen Typen von Massenspektrometern (z.B.

Flugzeitmassenspektrometer, ESI-TOF,FT-ICR) auch unterschiedliche Lasersysteme eingesetzt wer-

den. Die Thematiken lehnen sich an aktuelle Forschungsvorhaben und reichen von photochemi-

schen Primärprozessen bis zur massenspektrometrischen Analyse komplexer Reaktionen.

3. 2

.


Die Studierenden sollen die Benutzung moderner Forschungsapparaturen sowie die kritische Ana-

lyse und Auswertung komplexerer spektroskopischer bzw. kinetischer Analysen erlernen. Dazu ge-

hört die Fähigkeit zu erkennen, welche spektroskopische oder kinetische Analysemethode für die

gegebene Fragestellung adäquat ist und welche Aussagen daraus abgeleitet werden können.







Inhaltlich:



6. Notenermittlung


Stellenwert in der





Literaturhinweise: Aufgrund der Diversität der Praktikumsaufgaben wird bei der ersten Besprechung mit

der Praktikantengruppe Literatur empfohlen.


Lernunterlagen

und/oder weitere

Materialien:


-


Deutsch


Schwerpunktmodul (Theorie): MO-Theorie und relativistische Quantenchemie Kennnummer: Modulbeauftragte/r: Lehrende:

CHE-MM-

Ch_ThC_VM1-M-5

Prof. Dr. C. van Wüllen Prof. Dr. C. van Wüllen

Arbeitsaufwand ge-

samt:


mester:




1 Semester WS

Lehrveranstaltungen (Modulteile) Präsenzzeit in Lehr-

veranstaltungen:

Selbststu-

dium:

Leistungspunkte

(LP):

Vorlesung [V1]: Post-Hartree-Fock-

Methoden

2SWS x 15 = 30h 60 h 3 LP

Vorlesung [V2]: Relativistische Quantenche-

mie

2SWS x 15 = 30h 30 h 3 LP

Seminar [S1]: Theoretische Chemie I 2SWS x 15 = 30h 60 h 2 LP

Inhalte:

[V1]: „Post-Hartree-Fock-Methoden“ Einführung in das Problem der Elektronenkorrelation (Versagen der Hartree-Fock- Näherung bei

"gestrecktem H2"); Diskussion anhand von Paardichten.

Der CI-Ansatz: Prinzip, Rechenaufwand, CI mit Beschränkung des Anregungsgrades, Größenkonsis-

tenz

Die coupled cluster Parametrisierung der full-CI Wellenfunktion, Beschränkung des

Anregungsgrads, CC-D Verfahren: Rechenaufwand, CCSD und CCSD(T), Zusammenhang mit "quad-

ratischer CI"

Kurze Wiederholung der Störungstheorie, Anwendung auf das Korrelationsproblem (Møller-Ples-

set): führende Ordnung, Rechenaufwand, MP3 und MP4

Basissatz-Abhängigkeit der Korrelationsenergie: Konvergenzverhalten und die Ursachen, Extrapo-

lationsmethoden, der r12-Ansatz

Dichtefunktionalverfahren: grundlegende Theoreme und Kohn-Sham-Ansatz, Modellierung des

Austausch-Korrelationslochs, verschiedene Klassen von Austausch-Korrelations-Funktionalen

Quantenchemische Kombinationsmethoden: Gaussian-1,2,3

[V2]: „Relativistische Quantenchemie“

Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie: Relativitätsprinzip, Galileo- und Lorentztransforma-

tion

‚Einbau’ des Spins in die Schrödinger-Gleichung (Pauli-Formulierung), Relativistische Wellenglei-

chungen: Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-Gleichung, Rotation von Spinoren, Gesamt-Drehimpuls

Quantenchemie mit der Dirac-Gleichung: Dirac-Coulomb-Operator, variationeller Kollaps und ki-

netische Balance, Brown-Ravenhall-Krankheit

Relativistische Direkte Störungstheorie für nichtentartete und quasientartete Grundzustände, Zu-

sammenhang mit dem quasirelativistischen Pauli-Operator

Quasirelativistische Hamiltonoperatoren: Foldy-Wouthuysen-Entwicklung, Douglas-Kroll-Entwick-

lung, ZORA

[S1]: „Theoretische Chemie I“



Die Studierenden sollen die Benutzung quantenchemischer Programmpakete für anspruchsvolle

Fragestellungen beherrschen. Dazu gehört die Fähigkeit zu analysieren, welche quantenchemi-

sche Rechenmethode für d

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