Authors:	Rapp, Almut
Title:	Structure and dynamics of supramolecular assemblies studied by advanced solid-state NMR spectroscopy
Online publication date:	1-Jan-2003
Year of first publication:	2003
Language:	english
Abstract:	Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Aufklärung von Struktur und Dynamik komplexer supramolekularer Systeme mittels Festkörper NMR Spektroskopie. Die Untersuchung von pi-pi Wechselwirkungen, welche einen entscheidenden Einfluss auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften supra- molekularer Systeme haben, hilft dabei, die Selbst- organisationsprozesse dieser komplexen Materialien besser zu verstehen. Mit dipolaren 1H-1H and 1H-13C Wiedereinkopplungs NMR Methoden unter schnellem MAS können sowohl 1H chemische Verschiebungen als auch dipolare 1H-1H und 1H-13C Kopplungen untersucht werden, ohne dass eine Isotopenmarkierung erforderlich ist. So erhält man detaillierte Informationen über die Struktur und die Beweglichkeit einzelner Molekül- segmente. In Verbindung mit sogenannten nucleus independent chemical shift (NICS) maps (berechnet mit ab-initio Methoden) lassen sich Abstände von Protonen relativ zu pi-Elektronensystemen bestimmen und so Strukturvorschläge ableiten. Mit Hilfe von homo- und heteronuklearen dipolaren Rotationsseitenbandenmustern könnenaußerdem Ordnungs- parameter für verschiedene Molekülsegmente bestimmt werden. Die auf diese Weise gewonnenen Informationen über die strukturellen und dynamischen Eigenschaften supramolekularer Systeme tragen dazu bei, strukturbestimmende Molekül- einheiten und Hauptordnungsphänomene zu identifizieren sowie lokale Wechselwirkungen zu quantifizieren, um so den Vorgang der Selbstorganisation besser zu verstehen. The aim of the present thesis is the investigation of the structure and dynamics of rather large and complex supramolecular systems with solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The results contribute to the understanding of structural and dynamical properties induced by pi-pi interactions in different supramolecular systems and, in this way, promote the understanding as well as the chemical design of complex self-organizing materials. Dipolar 1H-1H and 1H-13C recoupling NMR methods under fast magic angle spinning (MAS), which do not rely on isotopic labeling, enable the analysis of 1H NMR chemical shift effects as well as dipolar 1H-1H and 1H-13C couplings. In this way, site-specific information about the local structure and the segmental dynamics of different moieties in a supramolecular system is provided. In combination with nucleus independent chemical shift (NICS) maps (computed in the framework of ab-initio methods), protons can be positioned relative to pi-electron systems to suggest local arrangements of the molecules which form the supramolecular assembly. Moreover, local order parameters are selectively and precisely determined for different molecular building blocks from homo- and heteronuclear dipolar spinning sideband patterns. In this way, valuable information about structural and dynamical properties is gained, which helps to identify structure-directing elements, to quantify local interactions and to understand principal order phenomena, which altogether determine the self-assembly process of supramolecular systems.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2451
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-4636
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen