Harte Kristall-Nuss geknackt
Werbung
Nr. 09/2011 Harte Kristall-Nuss geknackt Korrekte Vorhersage aller drei bekannten Kristallstrukturen eines Sulfonimids Es kommt nicht nur darauf an, aus welchen Molekülen ein Stoff besteht, sondern auch wie diese räumlich angeordnet sind. Für viele organische Molekülkristalle sind unterschiedliche Kristallstrukturen bekannt, die sich in ihren physikalischen Eigenschaften deutlich unterscheiden können. So kann beispielsweise ein Arzneistoff in einer bestimmten Kristallform wirksam sein, in einer anderen viel weiniger wirksam, weil diese sich nicht rasch genug auflöst. Bis vor kurzem ließen sich Kristallstrukturen durch Computersimulationen nicht zuverlässig voraussagen. Frank Leusen und seine Kollegen an der University of Bradford (Großbritannien) machen jetzt entscheidende Fortschritte an dieser Front: Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, gelang ihnen mit einem quantenmechanischen Ansatz die Vorhersage der drei bekannten Kristallstrukturen eines Sulfonimids. Bereits geringe Unterschiede in den Herstellungsbedingungen, etwa Schwankungen bei Druck oder Temperatur, können ausreichen, dass Feinchemikalien wie Pharmaprodukte, Pigmente, Explosivstoffe oder Agrochemikalien in einer anderen Form kristallisieren. Das kann zu Schwierigkeiten im Produktionsprozess oder zu ungünstigen Produkteigenschaften führen. Entsprechend wichtig ist es, die verschiedenen möglichen Kristallstrukturen zu kennen. Wissenschaftler setzen Computerchemie-Methoden ein, um Informationen über Molekülstrukturen und Kristallisationsprozesse zu gewinnen. Alle Einflussgrößen zu berücksichtigen, würde die derzeitigen Rechenkapazitäten jedoch sprengen. „Genaue, verlässliche Vorhersagen von Kristallstrukturen organischer Moleküle sind bisher noch so etwas wie der Heilige Gral der Kristallographie“, sagt Leusen. -1Angewandte Chemie ist eine Wiley-VCH-Publikation / is a publication of Wiley-VCH. Sitz der Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA / Location of company: Weinheim. Vorsitzender des Aufsichtsrats: John Herbert Jarvis Handelsregister/Trade Register: Mannheim Abt. B, Nr. 2833 W USt.-Id. Nr. DE 813481633 Steuernummer: 47020 / 21620 Persönlich haftender Gesellschafter: John Wiley & Sons GmbH, Sitz: Weinheim Amtsgericht Mannheim, Abt. B, Nr. 2296 W, Geschäftsführer: William Pesce In einem internationalen Projekt werden regelmäßig Blindstudien veranstaltet, bei denen Arbeitsgruppen Kristallstrukturen vorhersagen sollen. 2007 waren Leusen und zwei Kollegen in der Lage, erstmals die Kristallstrukturen aller vier Testverbindungen mit einem quantenmechanischen Ansatzes korrekt vorherzusagen. Nun nahm sich ein Team um Leusen eine weitere Testverbindung, ein Sulfonimid, vor, deren Kristallstruktur in der Blindstudie von 2001 von keinem einzigen der teilnehmenden Teams vorhergesagt werden konnte. Interessanterweise wurden nach der Studie noch zwei weitere, bislang unbekannte Kristallstrukturen dieses Sulfonimids entdeckt. „Mit dem Berechnungsverfahren von Marcus Neumann (AvantGarde Materials Simulation, Freiburg) gelang es uns nun, alle drei Kristallstrukturen korrekt vorherzusagen“, so Leusen. „Auch wenn es derzeit noch nicht möglich ist, den Ausgang eines spezifischen Kristallisationsexperiments unter bestimmten Randbedingungen vorherzusagen“, führt Leusen aus, „so zeigen unsere Ergebnisse doch, dass genaue Berechnungen der Gitterenergie ausreichen, um die Kristallisationsthermodynamik zu modellieren und so die verschiedenen Kristallstrukturen niedermolekularer organischer Moleküle vorherzusagen.“ (3055 Anschläge) Frank J. J. Leusen, University of Bradford (Großbritannien) http://www.ipi.ac.uk/staff/individual/32 Molecule VI, a Benchmark Crystal-Structure-Prediction Sulfonimide: Are Its Polymorphs Predictable? Angewandte Chemie doi: 10.1002/ange.201007488 Abdruck honorarfrei, über ein Belegexemplar würden wir uns freuen. Die Originalbeiträge zu unseren Presseinformationen -2Angewandte Chemie ist eine Wiley-VCH-Publikation / is a publication of Wiley-VCH. Sitz der Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA / Location of company: Weinheim. Vorsitzender des Aufsichtsrats: John Herbert Jarvis Handelsregister/Trade Register: Mannheim Abt. B, Nr. 2833 W USt.-Id. Nr. DE 813481633 Steuernummer: 47020 / 21620 Persönlich haftender Gesellschafter: John Wiley & Sons GmbH, Sitz: Weinheim Amtsgericht Mannheim, Abt. B, Nr. 2296 W, Geschäftsführer: William Pesce finden Sie exklusiv in unserem Online-Pressezentrum unter http://presse.angewandte.de. -3Angewandte Chemie ist eine Wiley-VCH-Publikation / is a publication of Wiley-VCH. Sitz der Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA / Location of company: Weinheim. Vorsitzender des Aufsichtsrats: John Herbert Jarvis Handelsregister/Trade Register: Mannheim Abt. B, Nr. 2833 W USt.-Id. Nr. DE 813481633 Steuernummer: 47020 / 21620 Persönlich haftender Gesellschafter: John Wiley & Sons GmbH, Sitz: Weinheim Amtsgericht Mannheim, Abt. B, Nr. 2296 W, Geschäftsführer: William Pesce
