Modulhandbuch - Chemie · Biologie, Physik, Mathematik, Informatik, Wirtschaftswissenschaft, Maschinenbau sowie ausgewählte Vorlesungen der Chemie und Lebensmittelchemie. Eine Auswahl

CHEMIE

Technische Universität Kaiserslautern

- Fachbereich Chemie -

Modulhandbuch

für den

Master-Studiengang Chemie

Beschlossen vom Fachbereichsrat des Fachbereichs Chemie am 21.10.2011

Zuletzt geändert durch Beschluss des Fachbereichsrats Chemie am 16.04.2012.

Modulhandbuch Master-Studiengang Chemie 2 / 99 FB Chemie, TU Kaiserslautern

INHALTSVERZEICHNIS Verlaufsplan Masterstudium 3

Erläuterungen 4

Grundmodule

- Anorganische Chemie 5

- Organische Chemie 7

- Physikalische Chemie 9

- Technische Chemie 11

- Biochemie 13

Vertiefungsmodule Teil a

- Materialien 15

- Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung 17

- Bioorganik 19

- Synthese und Katalyse 22

- Spektroskopie und Kinetik 24

- Massenspektrometrie und Photochemie 26

- MO-Theorie und Gruppentheorie 28

- Algorithmen der Quantenchemie und relativistische Quantenchemie 30

- Angewandte Heterogene Katalyse 32

- Molekulare Katalyse 34

- Professionalisierung Biochemie 36

- Life Science 39

- Lebensmittelchemie 42

Vertiefungsmodule Teil b

- Materialien 46

- Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung 48

- Bioorganik 50

- Synthese und Katalyse 52

- Spektroskopie und Kinetik 54

- Massenspektrometrie und Photochemie 56

- Praktikum Computerchemie 58

- Praktikum Methodenentwicklung in der Theoretischen Chemie 60

- Angewandte Heterogene Katalyse 62

- Molekulare Katalyse 64

- Professionalisierung Biochemie 66

- Life Science 67

- Lebensmittelchemie und Toxikologie 69

Verschiedene Wahlmodule 71

Abschlussmodul: Masterarbeit 94

Liste an Wahlmodulen 96


Verlaufsplan Masterstudium

Das Studium wird in Grundmodule, Wahlmodule, Vertiefungsmodule und ein Abschlussmodul aufgeteilt, was in folgendem Schema illustriert wird

(Anmerkung: Die Wahl- bzw. Vertiefungsmodule können auch „horizontal“ bzw. „vertikal“ angeordnet werden, d.h. Wahlmodule lägen dann in einem Semester bzw. die Vertiefungsmodule können sich auch über zwei Semester erstrecken)

Modul 1. Sem 2. Sem 3. Sem 4. Sem

LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS

Grundmodul 1 10 12

Grundmodul 2 10 12

Grundmodul 3 5 4

Grundmodul 4 5 4

Wahlmodul 1 4 3 3 2

Wahlmodul 2 3 2 4 3

Vertiefungsmodul 1a 11 8

Vertiefungsmodul 1b 12 18

Vertiefungsmodul 2a 11 8

Vertiefungsmodul 2b 12 18

Abschlussmodul 30 30

Summe 30 32 30 31 30 31 30 30

Summe LP, Summe SWS 180 124


Erläuterungen:

1) In den Grundmodulen sind vier Vorlesungen eingebunden, die aus dem Angebot von fünf Vorlesungen in den Bereichen OC, AC, PC, TC, BC zu wählen sind. Diese Vorlesungen umfassen 3 SWS + 1 Übungsstunde (bzw. Seminar). In den Grundmodulen 1 und 2 werden die Vorlesungen mit einem 3-wöchigen Praktikum verbunden.

2) In den Wahlmodulen wird eine Wahlpflichtvorlesung (WPV) mit einer Wahlvorlesung (WV)

verbunden. Die Wahlpflichtvorlesungen umfassen entweder 2SWS+Übung oder 3 SWS (4 CP) und stammen aus dem Kanon der Vertiefungsvorlesungen (die dort natürlich nicht belegt worden sind). Die Wahlvorlesungen entstammen folgenden Bereichen: Biologie, Physik, Mathematik, Informatik, Wirtschaftswissenschaft, Maschinenbau sowie ausgewählte Vorlesungen der Chemie und Lebensmittelchemie. Eine Auswahl der belegbaren Wahlvorlesungen befindet sich im Anhang der Masterprüfungsordnung. In den Wahlmodulen werden Teilprüfungen zu den beiden Veranstaltungen abgelegt.

3) Die Vertiefungsmodule gliedern sich jeweils in einen „theoretischen“

(Vorlesung/Seminar/Übung) und „praktischen“ Teil. Die Vertiefungsmodule sind unabhängig voneinander und können (müssen aber nicht) in zwei Fachrichtungen absolviert werden.

4) Der oben dargelegte Studienablauf entspricht einem Studienbeginn im Wintersemester. Im

Fall eines Beginns im Sommersemester werden die Semester 1 und 2 getauscht.

5) Um den Studierenden eine optimale Betreuung zukommen zu lassen, wird ein zweistufiges Mentoren-Programm durchgeführt. Zunächst erfolgt vor Beginn des Masterstudiums eine generelle Erläuterung des Studiums, in der allen Studierenden die Wahlmöglichkeiten aufgezeigt werden. Wenn die Vertiefungsmodule gewählt werden, wird es ein oder zwei Mentorengespräche zu den Modulen geben, abhängig davon, ob die Module aus einer Vertiefungsrichtung gewählt wurden oder aus zwei verschiedenen. (Anmerkung: Die zu einer Vertiefungsrichtung gehörenden Module beginnen in der Kennnummer mit der gleichen Abkürzung: AC, OC, PC, TC, BC, ThC, LS)

6) Allgemeine Vorbemerkung: Für alle Module, die ein Praktikum enthalten, gilt generell (auch

wenn nicht speziell aufgeführt!) folgende Teilnahmevoraussetzung:

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 Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.


Grundmodul: Anorganische Chemie

Kennnummer: work load Leistungspunkte

nach ECTS Studiensemester

Dauer

AC_GM bzw. AC_GMP 300 h 10 1. 1 Semester

1. Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Vorlesung "Moderne Anorganische Chemie" (3 SWS) Übung (1 SWS) Praktikum (8 SWS)

45 h 15 h

120 h

75 h 15 h 30 h

4 1 5

2. Lehrformen

Vorlesung und Übung

3. Gruppengröße

Maximale Teilnehmerzahl durch das Fassungsvermögen des Hörsaals gegeben.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Vorlesung:

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 Praktikum:

Die Studierenden

beherrschen den Umgang mit sehr luftempfindlichen Substanzen

beherrschen spektroskopische Methoden zur Charakterisierung solcher Verbindungen

interpretieren die Charakterisierungsdaten weitgehend selbständig

erstellen die Ausarbeitung über die Versuche unter Anleitung des Betreuers / der Betreuerin 5. Inhalte

Vorlesung:

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

Aktivierung von Stickstoff: Nitrogenasen, Komplexverbindungen des Distickstoffs, Stickstoffspaltung, spezielle Aspekte des Haber-Bosch-Verfahrens

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

Praktikum: Synthese und Charakterisierung komplizierter und empfindlicher anorganischer Präparate

6. Verwendbarkeit des Moduls

Grundmodul im Masterstudiengang Chemie

7. Teilnahmevoraussetzungen

Keine

8. Prüfung

Klausur (Dauer je 60-180 Minuten), Ausarbeitung zum Praktikum

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten Bestandene Klausur und Ausarbeitung zum Praktikum


10. Ermittlung der Modulnote

Die Modulnote ergibt sich aus der Note der Klausur und der Note zum Praktikum mit der Gewichtung 1:1 (AC_GMP), bzw. es ist ausschließlich die Note der Klausur relevant, wenn kein Praktikum gewählt wird (AC_GM)

11. Häufigkeit des Angebots

Einmal jährlich, im Wintersemester

12. Modulbeauftragter (Lehrende)

Prof. Krüger (Prof. Krüger, Prof. Thiel, Prof. Sitzmann)

13. Sonstige Informationen


Grundmodul: Organische Chemie Kennnummer: work

load Leistungspunkte nach ECTS Studien-

semester

Dauer

OC_GM bzw. OC_GMP 300 h 10 1 1 Semester


a.) Chemie der Naturstoffe – Teil 1 (Vorlesung mit Übung 3+1 SWS) b.) Instrumentelle Naturstoffanalytik (Praktikum, Seminar, 8 SWS)

60 h 120 h

90 h 30 h

5 5

2. Lehrformen

a.) Vorlesung

b.) Praktikum mit Seminar

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und dem Seminar ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt. Das Praktikum ist auf einen Gruppengröße von 20 Studierenden begrenzt

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Zu a.) 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 verstehen. Darüber hinaus beherrschen die Studierenden wesentliche Konzepte zur stereoselektiven Synthese ausgewählter Zielmoleküle, die sowohl aus industrieller Sicht als auch aus medizinalchemischer Sicht relevant sind.

Zu b.)

Absolventen der Lehrveranstaltungen beherrschen die notwendigen Arbeitstechniken, um Pflanzenmaterial zur Gewinnung chiraler Naturstoffen aufzuarbeiten, ausgewählte Zielmoleküle mit Hilfe zeitgemäßer Trennverfahren zu isolieren und strukturell aufzuklären.

5. Inhalte

a.) Vorlesung: „Chemie der Naturstoffe 1 – Systematik und Primärmetabolite“ Einteilung organischer Verbindungen als Naturstoffe und Grundprinzipien

Isolierung, Strukturaufklärung und Eigenschaften von Naturstoffen

Aminosäuren

Kohlenhydrate

Purine und Pyrimidine Nucleoside und Nucleotide

Lineare Acetatprodukte b.) Praktikum mit Seminar: „Instrumentelle Naturstoffanalytik“

Seminarinhalte:

Einführung in die Naturstoffanalyse

Chromatographische Methoden

Spezielle Methoden in der Massenspektrometrie UV/VIS-Analyse, quantitative Analyse und pKa-Wert-Bestimmung

Mehrdimensionale NMR-Techniken

Molecular Modelling

Praktikumsinhalte: Chromatographische Trennung und Analyse von Mehrkomponentensystemen (Wirkstoffe,

Pflanzeninhaltsstoffe)

Enantiomerentrennung und -analytik

Isolierung eines Pflanzeninhaltsstoffes und dessen Strukturaufklärung pKa-Wert-Bestimmung mittels UV/VIS-Spektroskopie



Grundmodul/Wahlpflichtmodul im Master-Studiengang Chemie

7. Teilnahmevoraussetzungen Keine

8. Prüfung Mündliche Abschlussprüfung (Dauer 15-60 Minuten) und Testate zum Praktikum (Dauer je 15-45 Minuten)

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten Die Gesamtnote muss mindestens 4,0 betragen.


Die Gesamtnote errechnet sich mit folgender Wichtung: 60% Testate der Praktikumsversuche und 40% mündliche Abschlussprüfung (OC_GMP). Falls kein Praktikum gewählt wird zählt nur die Note der mündlichen Abschlussprüfung (OC_GM).


Im Wintersemester, einmal pro Studienjahr. Das Praktikum mit Seminar wird als 3 wöchiges Blockpraktikum im WS bzw. in der vorlesungsfreien Zeit zwischen Winter- und Sommersemester angeboten.


Prof. Hartung (Prof. Hartung, Prof. Kubik, Prof. Gooßen)


Literaturempfehlung: Zu a. und b.) P. Nuhn, Naturstoff-Chemie, S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 3. Auflage, 1997; A. Gossauer, Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Wiley, 2006; J. R. Hanson, Natural Products - The Secondary Metabolites, RSC Tutorial Chemistry Texts, Cambridge, 2003; E. Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005; H. Rimpler, Biogene Arzneistoffe (Pharmazeutische Biologie II), Thieme Verlag, Stuttgart, 1990; K. Lehmann, Kohlenhydrate, Chemie und Biologie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 2. Auflage, 1996; E. Breitmeyer, Terpene, Teubner Verlag, Leipzig; P. Karlson, D. Doenecke, J. Koolman, Biochemie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 14. Auflage, 1994; P.M. Dewick, Medicinal Natural Product, Wiley, 2. Auflage, New York, 2002 Zum Praktikum von Teil b.)

Praktikumsskript mit allen Versuchsbeschreibungen, kurzer theoretischer Einführung in die Thematik und weiteren Literaturquellen zum Eigenstudium.

Empfohlene Lehrbücher:

M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der Organischen Chemie, Thieme Verlag, 7. Auflage, 2005;

J.H. Gross, Mass Spectrometry, Springer Verlag, 2004;

E.L. Eliel, S.H. Wilen, L.N. Mander, Stereochemistry of Organic Compounds, Wiley, 1994;

G. Rücker, M. Neugebauer, G.G. Willems, Instrumentelle pharmazeutische Analytik, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, 2. Auflage, 1992


Grundmodul: Physikalische Chemie

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS

Studiensemester

Dauer

PC_GM bzw. PC_GMP 300 h 10 1 1 Semester


Vorlesung "Spezielle Gebiete der Physikalischen Chemie" (3SWS) Übung zur Vorlesung (1 SWS) Praktikum (8 SWS)

45 h 15 h

120 h

45 h 45 h

30 h

5

5

2. Lehrformen

Vorlesung: Vermittlung des Stoffes durch Frontalunterricht

Übung: Vertiefung des Stoffes der Vorlesung, Studierende tragen Übungsaufgaben vor.

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und der Übungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen

Die Studierenden vertiefen in grundlegenden Gebieten der physikalischen Chemie: Statistische Thermodynamik, Reaktionskinetik, Elektrochemie an Grenzflächen, Spektroskopie

5. Inhalte

a) 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 Oberflächen, Linienverbreiterungen, Bestimmung von Lebensdauern angeregter Zustände

b) Praktikum

Vertiefung der Lehreinhalte in Zweiergruppen an forschungsnahen Apparaturen


Pflichtmodul im Master-Studiengang Chemie


Keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der Vorlesung gibt es eine benotete Klausur (Dauer je 60-180 Minuten)

9. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Die Klausur muss bestanden sein (Note mindestens 4,0).



In die Modulnote geht die Note der Klausur mit einem Gewicht von 40% ein, falls ein Praktikum absolviert wird (PC_GMP). Falls nur die Vorlesung belegt wird, entspricht die Note der Klausur der Modulnote (PC_GM).


Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten

12. Modulbeauftragte und Lehrende

Prof. Gerhards (Prof. Gerhards, Prof. Niedner-Schatteburg, PD Riehn)


Literaturempfehlung: [1] Wedler, Gerd (2004): Lehrbuch der physikalischen Chemie. 5., vollst. überarb. und aktualisierte Aufl. Weinheim: Wiley-VCH, ISBN-10: 3-527-31066-5 [2] Atkins, Peter W. (2008): Physikalische Chemie. 4., vollst. überarb. Aufl., 1. Nachdr. Weinheim: Wiley-VCH, ISBN-10: 3-527-32491-7 [3] Hollas, J. Michael (2003): Modern spectroscopy. 4. Aufl. Chichester: Wiley, ISBN-10: 0-470-84416-7


Grundmodul: Technische Chemie


Studiensemester

Dauer

TC_GM bzw. TC_GMP 300 h 5 1 1 Semester


a.) Vorlesung: „Chemische Produktionsverfahren“ (2 SWS) b.) Vorlesung: „Chemische Reaktionstechnik II“ (1 SWS) mit Übung (1SWS) c.) Praktikum(8 SWS)

30 h 30 h 120 h

45 h 45 h

30 h

5

5

2.

Lehrformen

a.) Vorlesung

b.) Vorlesung und Übungsbeispiele (Rechenaufgaben)

c.) Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen, der Übung und des Praktikums ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals bzw. die verfügbare Zahl der Praktikumsplätze begrenzt.


Vorlesung „Chemische Produktionsverfahren

Die Studierenden verfügen über einen Überblick über die Energie- und Rohstoffversorgung. Sie sind vertraut mit den grundlegenden industriellen Verfahren zur Kraftstofferzeugung und zur Herstellung von Grundchemikalien sowie wichtigen chemischen Zwischenprodukten (inkl. aktueller Entwicklungen). Vorlesung „Chemische Reaktionstechnik II“ Die Studierenden besitzen einen Überblick über den Einfluss von Nichtidealitäten auf das Verhalten (Umsatz, Ausbeute, Selektivität) realer chemischer Reaktoren. Sie kennen die wichtigsten Einflussfaktoren bei heterogen katalysierten Umsetzungen in Zwei- und Dreiphasenreaktoren. Praktikum „Chemische Reaktionstechnik“ Die Studierenden sind in der Lage, reaktionskinetische Messungen in Mehrphasenreaktoren durchzuführen und die erhaltenen Messwerte auszuwerten bzw. zu interpretieren.

5. Inhalte

Vorlesung „Chemische Produktionsverfahren“

• Energie- und Rohstoffversorgung. • Raffinerieprozesse zur Erzeugung hochwertiger Kraftstoffkomponenten. • Petrochemie: Erzeugung der wichtigsten Grundchemikalien und Zwischenprodukte für die Chemische Industrie. • Übungen: Aufstellen von Stoff- und Energiebilanzen für industrielle Prozesse; Konzeption chemischer Prozesse

basierend auf dem Zusammenwirken von Reaktionstechnik und Trennprozessen Vorlesung „Chemische Reaktionstechnik II“

• Einfluss von Rückvermischung (Verweilzeitverhalten), Wärme- und Stofftransportvorgängen auf das Verhalten chemischer Reaktoren.

• Kopplung von Wärme- und Stofftransportvorgängen mit chemischen Reaktionen. • Katalyse in Zwei- und Dreiphasenreaktoren

Praktikum „Chemische Reaktionstechnik“

• Durchführung reaktionskinetischer Messungen in Zwei- bzw. Dreiphasenreaktoren (batch/kontinuierlich) mit festen Katalysatoren.

• Auswertung und Interpretation der reaktionskinetischen Messungen



Pflichtmodul im Master-Studiengang Chemie


Grundmodul 18 aus dem Bachelor-Studiengang: „Mechanische und Thermische Grundoperationen“ mit Übung sowie „Chemische Reaktionstechnik“ mit Übung werden empfohlen

8. Prüfung

Abschlussklausur (Dauer je 60-180 Minuten)


Die Gesamtnote muss mindestens 4,0 betragen.


In die Modulnote geht die Note der Klausur mit einem Gewicht von 40% ein, falls ein Praktikum absolviert wird (TC_GMP). Falls nur die Vorlesung belegt wird, entspricht die Note der Klausur der Modulnote (TC_GM).


Vorlesungen und Übung werden einmal pro Jahr angeboten

12. Modulbeauftragter und Lehrender

Prof. Ernst


Internetseite zur Lehrveranstaltung (enthält vorlesungsbegleitendes Folienmaterial in elektronischer Form zum Herunterladen für die Studierenden, Lehrbuchempfehlungen, Vorab-Bereitstellung von Übungsaufgaben) Literaturempfehlung: 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 Reaktionstechnik (Springer,2005) O. Levenspiel: Chemical Reaction Engineering John Wiley & Sons, 1999)


Grundmodul: Biochemie


Studiensemester

Dauer

BC_GM bzw. BC_GMP 300 h 10 1 1 Semester


a) Vorlesung: „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“ oder wahlweise „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“ (3 SWS) b) Seminar: „Biochemisches Seminar I“ (1 SWS) c) Praktikum: „Life Science I“ (8 SWS)

45 h 15 h

120 h

60 h 30 h 30 h

5 5

2. Lehrformen

a) Vorlesung b) Literaturseminar mit Eigenvortrag c) Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und des Seminars ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt. Das Praktikum ist auf 16 Teilnehmer begrenzt.


Die Studierenden sollen: a) Einblicke in fortgeschrittenere Themen der Biochemie erhalten, b) Kompetenzen im Verständnis von aktueller biochemischer Literatur und Fertigkeiten im Vortrag erwerben, c) wichtige Methoden in Biochemie, Molekularbiologie und Zellkultur erlernen.

5. Inhalte

a)

Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“:

Stoffwechselwege für Fortgeschrittene Proteinstruktur

Reinigung von Proteinen

Enzym-Kinetik

chemische Modifizierung von Proteinen immobilisierte Enzyme und ihre Anwendung

Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“:

Nervensystem Sehprozess

Muskelkontraktion

Immunsystem

Hormone (einschließlich Prostaglandine) Zellzyklus

Apoptose

b) „Biochemisches Seminar I“:

Themen aus aktuellen wissenschaftlichen Übersichtsartikeln

c) Praktikum „Life Science I“

Kultivierung von eukaryotischen Zellen

biochemisch relevante Analyse- und Reinigungsmethoden

Klonierung und zielgerichtete Mutagenese


Pflichtmodul 1 oder 2 im Master-Studiengang Chemie


Die zur Wahl gestellten Veranstaltungen (Vorlesungen, Seminare) des Moduls dürfen nicht ein zweites Mal in anderen Modulen belegt werden.

8. Prüfung

Vorlesung: Klausur (Dauer je 60-180 Minuten), Seminar: Klausur (Dauer je 60-180 Minuten) und Vortrag mit Diskussion (Dauer 45-90 Minuten), Praktikum: Klausur (Dauer je 60-180 Minuten)


Die Klausur zu Vorlesung und Seminar muss bestanden (Note mindestens 4,0) und der Seminarvortrag muss akzeptiert worden sein. Durchführung und schriftliche Auswertung des Praktikums muss durch Testat bestätigt sein und die Praktikumsklausur muss bestanden worden sein.



Vorlesung (Klausurnote), Seminar (zusammengefasste Beurteilung von Vortrag, Diskussion und Klausur) und Praktikum (Praktikumsklausurnote) im Verhältnis 3:1:5 (Kennung ohne Praktikum: BC_GM, mit Praktikum: BC_GMP)


Einmal pro Studienjahr

12. Modulbeauftragter

Prof. Dr. A. Pierik und N.N.


Literaturempfehlung: Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“: D. Nelson, M. Cox: Lehninger Biochemie, 4. Aufl. (Springer Verlag, 2008, ISBN 978-3540686378) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“: J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 G. Loeffler, P. E. Petrides, P. C. Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Aufl. (Springer Verlag, Berlin, 2014, ISBN 978-3642179716) J. Rassow et al. Biochemie, 2. Aufl. (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2008, ISBN 978-3131253521) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw: Cell Biology, 2nd Ed. (Saunders, 2007, ISBN 978-1416022558) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw, J. Lippincott-Schwartz: Cell Biology. Das Original mit Übersetzungshilfen, 2nd Ed. (Spektrum Akademischer Verlag, 2008, ISBN 978-3827418616) Praktikum: „Life Science I“: Praktikumsskript


Vertiefungsmodul_a: Materialien


Studiensemester Dauer

AC_VM1 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorlesung: Anorganische Strukturchemie (3 SWS) Vorlesung: Anorganische Funktionsmaterialien (3 SWS) Vorlesung mit integrierten Übungen: Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien (2.5 SWS)

45 h 45 h

38 h

75 h 75 h

52 h

4 4

3

2. Lehrformen

Vorlesungen und Seminar

3. Gruppengröße



Die Studierenden sollen

ein grundlegendes Verständnis der wichtigsten Festkörperstrukturen erwerben

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 magnetische Materialien kennenlernen

5. Inhalte

Vorlesung „Anorganische Strukturchemie“

Vorüberlegungen: Bedeutung der anorganischen Strukturchemie, Methoden der Strukturbestimmung, Interpretation von Strukturdaten

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

einfacher Datensätze, Bildschirmdarstellung ausgewählter Strukturen

Symmetriesymbole nach Schoenflies und Hermann-Mauguin

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


Vorlesung „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

Vorlesung mit integrierten Übungen: „Grundlagen der Magnetochemie und magnetische Materialien“

Grundlagen des Magnetismus (Magnetisierung, magnetische Suszeptibilität, unterschiedliche magnetische Verhaltensweisen der Materie (Diamagnetismus, Paramagnetismus, Antiferromagnetismus, Ferromagnetismus, Ferrimagnetismus, Superparamagnetismus, Magnete)) – Physikalische Methoden in der Magnetochemie – Magnetische Eigenschaften von isolierten Atomen (Elektronenspin, Bahndrehimpuls, Spin-Bahn-Kopplung) – Paramagnetismus in einkernigen Übergangsmetall- und Lanthanoidkomplexen (Van-Vleck-Gleichung, Überblick über das magnetische Verhalten von einkernigen Komplexen mit d- und f-Blockelementen, vereinfachte Betrachtungen und Konzepte, detaillierte Beschreibung der Eigenschaften von Übergangsmetallionen in oktaedrischer, tetraedrischer und tetragonal verzerrter oktaedrischer 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, Doppelaustauscheffekte in gemischt-valenten Verbindungen, Modelle zur Beschreibung der Wechselwikungen) – Magnetische Ordnung in Feststoffen (ein-, zwei- und dreidimensionale magnetische Ordnung, Koordinationspolymere) – Spindynamik (Relaxationsmechanismen der Magnetisierung, Molekulare Magnete) – Magnetische Molekulare Schalter (Spin-Crossover-Verbindungen, Valenztautomere)


Vertiefungsmodul im Master-Studiengang Chemie


Keine

8. Prüfung

Mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten)


Die mündliche Prüfung muss bestanden sein (Note mindestens 4,0).


Mündliche Prüfung

Häufigkeit des Angebots

11. Einmal jährlich „Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien“ (im SS)


Apl.-Prof. Dr. H. Sitzmann

Sonstige Informationen

13. Literaturempfehlung: U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, 2008. B. E. Douglas,S.-M. Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Springer, 2006. „Grundlagen der Magnetochemie und Magnetische Materialien“ 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 University Press 2006


Vertiefungsmodul_a: Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung



AC_VM3 330 h 11 CP 2.-3. 2 Semester


Vorlesung und Übung: Koordinationschemie für Fortgeschrittene ( 2 SWS + 1 SWS) Vorlesung: Bioanorganische Chemie (3 SWS) Vorlesung mit integrierten Übungen: Physikalische Methoden in der Koordinationschemie (2.5 SWS)

45 h

45 h

38 h

75 h

75 h

52 h

11

2. Lehrformen

Vorlesungen und Übungen

3. Gruppengröße



Die Studierenden sollen 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

5. Inhalte

Vorlesung und Übung: „Koordinationschemie für Fortgeschrittene“ Reaktionsmechanismen von Übergangsmetallkomplexen: Substitutionsreaktionen an oktaedrischen, quadratisch-planaren und tetraedrischen Komplexen, Elektronentransferreaktionen, Photochemische Reaktionen, Reaktionen an koordinierten Liganden, Radikalligandkomplexe, ausgewählte Reaktionen von organometallischen Verbindungen (Substitution, Insertion, Alkylgruppenwanderung, oxidative Addition, reduktive Eliminierung) – Grundlagen der Symmetrielehre – Elektronenstruktur von Übergangsmetallionen (Ligandenfeldtheorie, Anwendung der Symmetrielehre in der Ligandenfeldtheorie, Termzustände von Übergangsmetallkomplexen)

Vorlesung: „Bioanorganische Chemie“ Einleitung (Definition, Übersicht über Metallobiomoleküle, essentiell wichtige Elemente, biologisch bedeutsame Liganden, funktionelle Bedeutung des Metalls, der Koordinationssphäre und der Peptidmatrix, harte und weiche Säure-Base-Konzept, allgemeine Aspekte der Koordinationschemie, Synthetische Analogstrategie) – Aufnahme, Transport und Speicherung von Metallionen (Siderophore, Transferrin, Ferritin, Metallothioneine, Chaperonproteine) – Lewis-Säure Katalysatoren (Hydrolasen, Peptidasen, Urease, Kohlensäure-Anhydratase) – Elektronentransfer (Allgemeine Grundlagen des Elektronentransfers und der Elektronentransfergeschwindig-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 (Cytochrom P450, Peroxidasen, Extradiol- und Intradiol-spaltende Catecholdioxygenasen, -ketosäureabhängige Dioxygenasen und Oxidasen, Methanmonoxygenase, Ribonukleotidreduktase, Lipoxygenase, Tyrosinase, Cytochrom-C-Oxidase, Galaktose-Oxidase) – Organometallische Chemie in der Natur (Vitamin B12, Hydrogenase, Kohlenmonoxid-Dehydrogenase, Methyl-Coenzym-M-Reduktase) – Isomerasen – Stickstoffkreislauf (Nitrogenase, Nitritreduktase, Nitratreduktase) – Schwefelkreislauf (Sulfit Reduktase) – Stabilisierung der Struktur von Biomolekülen durch Metallionen


Vorlesung mit integrierten Übungen: „Physikalische Methoden in der Koordinationschemie“ Röntgenstrukturanalyse – IR- und Raman-Spektroskopie – NMR-Spektroskopie an paramagnetischen Komplexen – UV-Vis-Spektroskopie – ESR-Spektroskopie – Mössbauerspektroskopie – Elektrochemische Methoden – Kinetische Methoden




keine

8. Prüfung





Mündliche Prüfung


Koordinationschemie für Fortgeschrittene (im WS) Bioanorganische Chemie (im SS) Physikalische Methoden in der Koordinationschemie (im SS)

12.

Modulbeauftragter und Lehrender

Prof. Krüger



Vertiefungsmodul _a: Bioorganik

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studien-semester

Dauer

OC_VM1 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


a.) Chemie der Naturstoffe – Teil 2 b.) Supramolekulare Chemie

c.) Medizinalchemie

3V SWS x 15 = 45 h 2V+1Ü SWS x 15 = 45 h

2S SWS x 15 = 30h

90 h 90 h 30 h

4 4 3

2. Lehrformen

Vorlesung für a.) und b.)

Seminar für c.)

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und dem Seminar ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.

4.

5.

Qualifikationsziele/Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage, Sekundärmetabolite auf Basis struktureller Argumente in die Klassen Polyketide, Terpene Shikimisäure-Derivate und Alkaloide einzuteilen. In punkto mechanistischer organischer Chemie beherrschen die Studierenden Grundlagen und Spezialwissen der Synthese ausgewählter Vertreter der Naturstoffklassen in biologischen Systemen. Um die Funktion von Naturstoffen beurteilen zu können, beherrschen die Studierenden die thermodynamischen und kinetischen Grundlagen nichtkovalenter Wechselwirkungen und verstehen Eigenschaften und Funktionsweisen von synthetischen Modellsystemen für natürliche Rezeptor-Substratkomplexe. 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 pharmazeutischen Industrie zu entwerfen

Inhalte

a.) Vorlesung: „Chemie der Naturstoffe 2 – Sekundärmetabolite“

Lineare Acetatverknüpfung – Polyketide Verzweigte Acetatprodukte – Terpene

Shikimat-abgeleitete Naturstoffe Alkaloide

b.) Vorlesung: „Supramolekulare Chemie“

Intermolekulare Wechselwirkungen [Ion-Ion, Ion-Dipol, Dipol-Dipol, Wasserstoffbrücken, Kation-Anion-van-der-Waals, hydrophobe, Bestimmung der Stöchiometrie und Stabilität von supramolekularen Komplexen]

Wirt-Gast-Systeme [Coronanden, Cryptanden, Podanden und Spheranden, Cyclodextrine, Cyclophane, Calixarene, Resorcarene, Clefts, Pinzettenmoleküle]

Catenane, Rotaxane, Knoten [Hilfsbindung, Metallkoordination, Charge-Transfer-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken, Hydrophobe Wechselwirkungen]

Selbstaggregation [Wasserstoffbrücken (Rosetten, Kapseln, Röhren), Metallkoordination (Helices, Ringe und Käfige)]

Anwendungen [Selbstreplikation, Dynamische Kombinatorische Chemie, Supramolekulare Katalyse, Molekulare Maschinen]


c.) Seminar: „Medizinalchemie“

Arzneimittelwirkung [Applikation, Verteilung, Metabolismus, Pharamakokinetik, Pharmakodynamik]

Prozesschemie in der pharmazeutischen Industrie [SELECT Kriterien, Prozesssicherheit, Sustainable Chemistry; Beispiele: Sitagliptin, Penicillin, Omeprazol]

Die pharmazeutische Industrie – Top Drugs

Nichtsteroide Entzündungshemmer (Non-Steroidal Antiinflammatory Drugs, beispielsweise unselektive COX-Inhibitoren, selektive COX2-Inhibitoren]

Cyclooxygenase, Prostaglandine

Glucocorticoide

Steroide [Biosynthese]

HMG-CoA-Reduktase Inhibitoren erster und zweiter Generation [Simvastatin, Atorvastatin] Blutgerinnung [Heparin, Warfarin, Rivaroxaban, Dabigatran]

Onkologie [Zellzyklus, DNA Crosslinking, Topoisomerase Inhibitoren, Antimetaboliten, Taxane, Tyr-Kinase Inhibitoren

6 Verwendbarkeit des Moduls



Keine

6. Prüfung

Mündliche Abschlussprüfung (Dauer 15-60 Minuten)




Note der mündlichen Abschlussprüfung


Teil a.) und b.) werden im Sommersemester, einmal pro Studienjahr und Teil b.) „Supramolekulare Chemie“ als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit (in der Regel Ende September) angeboten.

Teil c.) wird im Wintersemester angeboten.


Prof. Hartung (Prof. Hartung, Prof. Kubik, N.N.)



Literaturempfehlung:

Zu a.) P. Nuhn, Naturstoff-Chemie, S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 3. Auflage, 1997 A. Gossauer, Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Wiley, 2006 J. R. Hanson, Natural Products - The Secondary Metabolites, RSC Tutorial Chemistry Texts, Cambridge, 2003 E. Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005 H. Rimpler, Biogene Arzneistoffe (Pharmazeutische Biologie II), Thieme Verlag, Stuttgart, 1990 K. Lehmann, Kohlenhydrate, Chemie und Biologie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 2. Auflage, 1996 E. Breitmeyer, Terpene, Teubner Verlag, Leipzig, P. Karlson, D. Doenecke, J. Koolman, Biochemie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 14. Auflage, 1994 P.M. Dewick, Medicinal Natural Product, Wiley, 2. Auflage, New York, 2002 Originalarbeiten und Übersichtsartikel aus der aktuellen Literatur Zu b.) E. V. Anslyn, D. A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, Sausalito, CA, 2004 P. Cragg, A Practical Guide to Supramolecular Chemistry, Wiley, New York, 2005 J.-M. Lehn, Supramolecular Chemistry - Concepts and Perspectives, VCH, Weinheim, 1995 C. A. Schalley (Hrsg.), Analytical Methods in Supramolecular Chemistry, VCH, Weinheim, 2007 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 F. Vögtle, Supramolekulare Chemie, Teubner Studienbücher, Stuttgart, 1992 Zu c.) E. Mutschler, G. Geisslinger, H.K. Kroemer, P. Ruth, M. Schäfer-Korting, Mutschler Arzneimittelwirkungen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2008 D. A. Williams, W.O. Foye, T.L. Lemke, Foye's Principles of Medicinal Chemistry , Lippincott Williams & Wilkins; 5th edition, 2002 J.-J. Li, D.S. Johnson, D.R. Sliskovic, B.D. Roth, Contemporary Drug Synthesis, Wiley-VCH, 2004 D.S. Johnson, J.-J. Li, The Art of Drug Synthesis, John Wiley & Sons, 2007 E.J. Corey, X.-M. Cheng, The Logic of Chemical Synthesis, John Wiley & Sons, 1995 K.C. Nicolaou, E.J. Sorensen, Classics in Total Synthesis, Wiley-VCH, 1996 N.G. Anderson, Practical Process Research & Development, Academic Press, 2000 F.X. McConville, The Pilot Plant Real Book, Fxm Engineering & Design, 2002


Vertiefungsmodul_a: Synthese und Katalyse


Dauer

OC_VM3 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


a.) Physikalische Organische Chemie b.) Metallorganik und Katalyse c.) Synthese

3V SWS x 15 = 45 h 3V SWS x 15 = 45 h 2S SWS x 15 = 30 h

90 h 90 h 30 h

4 4 3

2. Lehrformen

Vorlesung für a.) und b.) Seminar für c.)

3. Gruppengröße



Studierende sind in der Lage, komplexe thermisch oder photochemisch induzierte organische Reaktionen mechanistisch zu beschreiben. Der Einfluss von Substituenteneffekten auf thermodynamisch oder kinetisch kontrollierte Reaktion erschließt sich den Studierenden anhand grundlegender Konzepte der Physikalisch-Organischen Chemie (Orbitaleffekte, Lineare-Freie-Enthalpie-Beziehungen). Die Prinzipien versetzen die Studierenden in die Lage, mehrstufige Reaktionscyclen zur Kohlenstoff-Kohlenstoff und zur Kohlenstoff-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 aufzubereiten, um in einem Seminarvortrag darüber zu referieren.

5. Inhalte

a.) Vorlesung: „Physikalisch Organische Chemie“

Grundlagen der Reaktivität [Thermodynamische Aspekte und kinetische Aspekte organischer Reaktionen, Einfluss von Struktur auf Reaktivität, elektronische Effekte, sterische Effekte, stereoelektronische Effekte, Lineare-Freie-Enthalpie-Beziehungen, Richtlinien zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen]

Chemische Bindung [Valence-Bond Theorie der chemischen Bindung, Molekülorbitaltheorie]

Photochemie [Grundlagen, photochemische Reaktionen, Photolyse, Fragmentierung, Isomerisierung, Photoreduktion, Paterno-Büchi-Reaktion, Reaktionen mit Singulett-Sauerstoff (Photooxidation)]

Pericyclische Reaktionen [Elektrocyclische Reaktionen, Cycloadditionen, [2+2], [4+2] und 1,3-Dipolare Cycloadditionen, En-Reaktionen, Cheletrope Reaktionen, Sigmatrope Reaktionen]

Das HSAB-Konzept


b.) Vorlesung: „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-Reaktionen Heck-Reaktionen als Einzelreaktion bzw. als Teil von Reaktionskaskaden

Übergangsmetallkatalysierte Allylierungen mit der Möglichkeiten der asymmetrischen Induktion

Carbonylierungsreaktionen Carbonylierungen von Organohalogenverbindungen, Monsanto-Essigsäuresynthese, Hydroformylierungen und Amidocarbonylierungen

Asymmetrische Hydrierungen und Isomerisierungen.

Oxidative Funktionalisierungen, z.B. Allylische Oxidationen, Epoxidierungen, cis-Hydroxylierungen, Aminohydroxylierungen und Wacker-Oxidationen

Alken- und Alkinmetatheseinsbesondere zur Synthese mittlerer Ringe c.) Seminar: „Synthese“

Ausgewählte Beispiele aus der aktuellen Literatur moderner organischer Synthesechmie werden anhand von Kurzreferaten der Studierenden bearbeitet.




keine

8. Prüfung

Mündliche Abschlussprüfung (Dauer 15-60 Minuten) und Seminarvortrag (15- 45 Minuten)




70:30-Wichtung von mündlicher Prüfung zu Seminarvortrag


Einmal im Studienjahr, jeweils im Wintersemester





Zu a.) E. V. Anslyn, D. A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, Sausalito, CA, 2004 F. A. Carey, R. J. Sundberg, Organische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 1995 I. Fleming, Grenzorbitale und Reaktionen Organischer Verbindungen, Wiley-VCH, Weinheim, 1998 N. S. Isaacs, Reactive Intermediates in Organic Chemistry, Wiley, New York, 1974 T. H. Lowry, K. Richardson, Mechanismen und Theorie in der Organischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 Zu b.) Yamamoto, A. Organotransition Metal Chemistry, Wiley 1986; De Meijere, A.; Diederich, F., Eds. Metal- catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd Ed., Wiley 2004; Chiusoli, G. P.; Maitlis, P. Metal-Catalysis in Industrial Organic Processes, RSC 2006; Collman, Hegedus, Norton, Finke, Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry, University Science 1987; Crabtree, R. H. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, Wiley 2001. Zu c.) Aktuelle Publikationen aus verschiedenen Journalen mit Themenschwerpunkten aus der organischen Synthesechemie, die im Seminar bekannt gegeben werden.


Vertiefungsmodul_a: Spektroskopie und Kinetik


Studiensemester

Dauer

PC_VM1 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorl."Moderne Methoden der Spektroskopie" (3SWS) Vorl. "Clusterchemie I" (3 SWS) Seminar Physikalische Chemie I (2 SWS)

45 h 45 h 30 h

75 h 75 h 60 h

11

2. Lehrformen


Seminar: Selbständiges Erarbeiten eines Vortrags zu einem gegeben, aktuellen Thema aus der Physikalischen Chemie.

3. Gruppengröße



Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Clusterchemie Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Laserspektroskopie

Die Studierenden können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein bestimmtes Thema einarbeiten und dies in Form eines Vortrags präsentieren

5. Inhalte

Vorlesung „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)

Vorlesung „Clusterchemie I“

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





Keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der beiden Vorlesungen gibt es mündliche, benotete Abschlussprüfungen (Dauer 15-60 Minuten) oder eine Klausur (Dauer 60-180 Minuten) Prüfungsleistung im Seminar ist der Seminar-Vortrag (Dauer 15-45 Minuten)


Die mündlichen Prüfungen und der Seminarvortrag müssen bestanden sein (Note in beiden Fällen mindestens 4,0).


In die Modulnote gehen die gemittelte Note der mündlichen Prüfungen mit einem Gewicht von 75% und die Note des Seminarvortrags mit einem Gewicht von 25% ein.


Das Seminar wird in jedem Semester angeboten. Die Vorlesungen im Wintersemester.


Prof. Gerhards (Prof. Gerhards, Prof. Niedner-Schatteburg)


Literaturempfehlung: [1] 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 [2] Hollas, J. Michael (2003): Modern spectroscopy. 4. Aufl. Chichester: Wiley, ISBN-10: 0-470-84416-7 [3] Bernath, Peter F. (2005): Spectra of atoms and molecules. 2. Aufl. New York: Oxford University Press, ISBN-10: 978-0-19-517759-6 [4] Skript mit weiterer Originalliteratur [5] Kreibig, IL, Vollmer, M., Optical Properties of Metal Clusters, Springer, Berlin, 1995 [6] Kappes, M., Leutwyler, S., Molecular Beams of Clusters, in: Scoles, G. (Ed.), Atomic and Molecular Beam Methods, Vol. 1, Oxford University Press, 1988 [7] Haberland, H, Clusters of Atoms and Molecules I und II, Springer Series in Chemical Physics, Vol. 52 und 56, Springer, Berlin, 1994 und 1995 . [8] Johnston, R.L., Atomic and Molecular Clusters, Taylor & Francis, London, 2002 [9] Baletto, F., Ferrando, R., Structural Properties of Nanoclusters: Energetic, Thermodynamic, and Kinetic Effects. Rev. Mod. Phys. 77, 371, 2005


Vertiefungsmodul_a: Massenspektrometrie und Photochemie



PC_VM3 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorl."Clusterchemie und Magnetismus" (3SWS) Vorl. "Photochemie und theort. Analysen" (3 SWS) Seminar Physikalische Chemie II (2 SWS)

45 h 45 h 30 h

75 h 75 h 60 h

11

2. Lehrformen


Seminar: Selbständiges Erarbeiten eines Vortrags zu einem gegeben, aktuellen Thema aus der Physikalischen Chemie.

3. Gruppengröße



Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Massenspektrometrie und Clusterchemie in Verbindung mit magnetischen Eigenschaften

Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Photochemie sowie der theoretischen Methoden zur Analyse der spektroskopischen Ergebnisse


5. Inhalte

Vorlesung „Clusterchemie II“

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

Vorlesung „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





Keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der beiden Vorlesungen gibt es mündliche, benotete Abschlussprüfungen (Dauer 15-60 Minuten) oder eine Klausur (Dauer 60-180 Minuten); Prüfungsleistung im Seminar ist der Seminar-Vortrag (Dauer 15-45 Minuten).


Die mündl. Prüfungen und der Seminarvortrag müssen bestanden sein (Note in beiden Fällen mindestens 4,0).


In die Modulnote gehen die gemittelten Noten der mündl. Prüfungen mit einem Gewicht von 75% und die Note des Seminarvortrags mit einem Gewicht von 25% ein.


Das Seminar wird in jedem Semester angeboten. Die Vorlesungen im Sommersemester.


Prof. Niedner-Schatteburg (Prof. Niedner-Schatteburg, Prof. Gerhards)


Literaturempfehlung: [1] Halperin, W.P, Quantum Size Effects in Metal Clusters, Rev. Mod. Phys. 58, 533, 1986 [2] de Heer, W. A., The Physics of Simple Metal Clusters - Experimental Aspects and Simple Models, Rev. Mod. Phys. 65, 611, 1993 [3] Brack, M., The Physics of Simple Metal Clusters - Self Consistent Jellium Model and Semiclasssical Approaches, Rev. Mod. Phys. 65, 677, 1993 [4] Ekardt, W., Metal Clusters, Wiley, New York, 1999 [5] Reinhard, P.-G., Surauld, E., Introduction to Cluster Dynamics, Wiley, New York, 2004 [6] Turro, Nicholas J.; Ramamurthy, V.; Scaiano, J. C. (2009) : Principles of Molecular Photochemistry, University Science Books, ISBN 978-1-891389-3 [7] Skript mit weiterer Originalliteratur


Vertiefungsmodul_a: MO-Theorie und Gruppentheorie



ThC_VM1 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorl. "Post-Hartree-Fock-Methoden" (3 SWS) Vorl. "Gruppentheorie" (3 SWS) Seminar Theoretische Chemie I (2 SWS)

45 h 45 h 30 h

75 h 75 h 60 h

11

2. Lehrformen


Seminar: Selbständiges Erarbeiten eines Vortrags zu einem gegeben, aktuellen Thema aus der Theoretischen Chemie.

3. Gruppengröße



• Die Studierenden kennen die wichtigsten Verfahren zur Beschreibung der Elektronenkorrelation • Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Laserspektroskopie • Die Studierenden können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein bestimmtes Thema einarbeiten und dies in Form eines Vortrags präsentieren

5. Inhalte

Vorlesung „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, Größenkonsistenz

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

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

Kurze Wiederholung der Störungstheorie, Anwendung auf das Korrelationsproblem (Møller-Plesset): führende Ordnung, Rechenaufwand, MP3 und MP4

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

Vorlesung „Gruppentheorie“

Abstrakte Gruppentheorie

Symmetrie-Operationen und Punktgruppen

Darstellungs-Theorie: Matrix-Darstellungen, Reduzible und Irreduzible Darstellungen, Charaktere und Charakter-Tafeln

Anwendungen: Matrix-Elemente und Symmetrie, direkte Produkte, Symmetrie-angepasste Molekülorbitale, Molekülschwingungen, Anwendungen in der Übergangsmetallchemie


Pflichtmodul/Wahlpflichtmodul im Master-Studiengang Chemie



Keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der beiden Vorlesungen gibt es eine schriftliche, benotete Abschlussprüfung (Klausur; Dauer 60-180 Minuten); Prüfungsleistung im Seminar ist der Seminar-Vortrag (Dauer 15-45 Minuten).


Die Klausur und der Seminarvortrag müssen beide bestanden sein (Note in beiden Fällen mindestens 4,0).


In die Modulnote gehen die Note der Klausur mit einem Gewicht von 75% und die Note des Seminarvortrags mit einem Gewicht von 25% ein.


Das Seminar wird in jedem Semester angeboten. Die Vorlesung „Post-Hartree-Fock Methoden“ wird im Wintersemester, die Vorlesung „Gruppentheorie“ im Sommersemester angeboten.

12. Modulbeauftragte und Lehrende

Prof. Christoph van Wüllen



Zur Vorlesung "MO-Theorie II":

F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley, 2006 (ISBN 978-0470011874)

C. Cramer, Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models, Wiley, 2004 (ISBN 978-0470091821)

T. Helgaker, P. Jørgensen, J. Olsen, Molecular Electronic Structure Theory, Wiley, 2000 (ISBN 978-0471967552)

B. O. Roos (Hrg), Lecture Notes in Quantum Chemistry (Lecture Notes in Chemistry, Bd. 58), Springer, 1992 (ISBN 978-3540553717)

B. O. Roos (Hrg), Lecture Notes in Quantum Chemistry II (Lecture Notes in Chemistry, Bd. 64), Springer, 1994 (ISBN 978-3540586203)

Zur Vorlesung "Gruppentheorie":

K. Mathiak, P. Stingl, Gruppentheorie für Chemiker, Physiko-Chemiker und Mineralogen, Vieweg, 1968

S. F. A. Kettle, Symmetrie und Struktur, Teubner, 1994 (ISBN 978-3519035190)

D. Steinborn, Symmetrie und Struktur in der Chemie, Verlag Chemie, 1993 (ISBN 978-3527284184)

D. M. Bishop, Group Theory and Chemistry, Dover, 1993 (ISBN 978-0486673554)

F. A. Cotton, Chemical Applications of Group Theory, Wiley, 1990, (ISBN 978-0471510949)


Vertiefungsmodul_a: Algorithmen der Quantenchemie und relativistische Quantenchemie



ThC_VM3 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorl. "Algorithmen der Quantenchemie" (3 SWS) Vorl. "Relativistische Quantenchemie" (3 SWS) Seminar Theoretische Chemie II (2 SWS)

45 h 45 h 30 h

75 h 75 h 60 h

11

2. Lehrformen


Seminar: Selbständiges Erarbeiten eines Vortrags zu einem gegeben, aktuellen Thema aus der Theoretischen Chemie.

3. Gruppengröße



Die Studierenden kennen grundlegen Algorithmen, die in der Quantenchemie eine Rolle spielen

Die Studierende haben einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in der relativistischen Quantenchemie


5. Inhalte

Vorlesung „Algorithmen der Quantenchemie“

Molekulare Ein- und Zweielektronenintegrale über Gaussfunktionen (Rekursionsmethoden, Laplace-Darstellung von r12

–1, Rys-Polynome)

Orthogonalisierung von Molekülorbitalen (Verfahren von Schmidt und Löwdin, Orthogonalisierung durch Cholesky-Zerlegung)

Konstruktion der Fockmatrix (integral-getriebene Verarbeitung von Zweielektronenintegralen, Integral-direktes SCF)

Diagonalisierung der Fockmatrix und die Varianten (Dämpfung, Level-Shift, etc.)

Erste Ableitungen der Hartree-Fock-Energie (Hellmann-Feynman- und Pulay-Kräfte) Zweite Ableitungen der Hartree-Fock-Energie (coupled Hartree-Fock Gleichungen,

Besonderheiten bei imaginären und spin-Abhängigen Störungen, störungs-abhängige Basisfunktionen (Kraftkonstanten oder GIAOs)

Verfahren zur Konvergenzbeschleunigung (DIIS-Varianten)

Vorlesung „Relativistische Quantenchemie“

Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie: Relativitätsprinzip, Galileo- und Lorentztransformation

‚Einbau’ des Spins in die Schrödinger-Gleichung (Pauli-Formulierung), Relativistische Wellengleichungen: Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-Gleichung, Rotation von Spinoren, Gesamt-Drehimpuls

Quantenchemie mit der Dirac-Gleichung: Dirac-Coulomb-Operator, variationeller Kollaps und kinetische Balance, Brown-Ravenhall-Krankheit

Relativistische Direkte Störungstheorie für nichtentartete und quasientartete Grundzustände, Zusammenhang mit dem quasirelativistischen Pauli-Operator

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





Keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der beiden Vorlesungen gibt es eine schriftliche, benotete Abschlussprüfung (Klausur; Dauer 60-180 Minuten). Prüfungsleistung im Seminar ist der Seminar-Vortrag (Dauer 15-45 Minuten).


Die Klausur und der Seminarvortrag müssen beide bestanden sein (Note in beiden Fällen mindestens 4,0).


Die Klausur und der Seminarvortrag bestimmen die Endnote im Gewicht 75% (Klausur) und 25% (Vortrag)


Das Seminar wird in jedem Semester angeboten. Die Vorlesungen werden einmal pro Studienjahr angeboten, und zwar die Vorlesung „Algorithmen“ im Sommersemester und die Vorlesung „Relativistische Quantenchemie“ im Wintersemester.

12. Modulbeauftragter und Lehrender

Prof. van Wüllen


Zu beiden Vorlesungen gibt es ein Vorlesungsskript.


Vertiefungsmodul_a: Angewandte Heterogene Katalyse



TC_VM1 330 h 11 2-3 2 Semester


Vorlesung: Heterogene Katalyse (3 SWS) Vorlesung: Spektroskopische Methoden der Katalyse

(3 SWS) Seminar: Katalyse

45 h 45 h 15 h

75 h 75 h 75 h

4 4 3

2. Lehrformen

Vorlesung und Seminar

3. Gruppengröße



Vorlesung „Heterogene Katalyse“

Die Studierenden

besitzen grundlegende Kenntnisse über das Wesen und die Prinzipien der Katalyse im allgemeinen und der Heterogenen Katalyse im besonderen

lernen die wichtigsten Arten von Feststoff-Katalysatoren sowie Methoden zu ihrer Herstellung kennen

besitzen Kenntnisse über ausgewählte Methoden zur physikalisch-chemischen Charakterisierung von Feststoff-Katalysatoren

besitzen Kenntnisse über die wichtigsten katalytischen Testreaktionen Vorlesung „Spektroskopische Methoden der Katalyse“

sollen die physikalisch-chemischen Grundlagen der spektroskopischen Methoden wiederholen und beherrschen

sollen die verschiedenen spektroskopischen Möglichkeiten und deren Informationskern kennen lernen sollen die Vorgehensweise zur systematischen (sinnvollen) Charakterisierung von Katalysatoren erlernen

sollen spektroskopische Resultate interpretieren können

sollen Möglichkeiten zur Lösungen individueller „Charakterisierungsprobleme“ erlernen

5.

Inhalte


Grundlagen der Katalyse (Geschichte, Wesen der Katalyse, Definition eines Katalysators)

Arten fester Katalysatoren

Methoden zur Herstellung von festen porösen Trägern bzw. Trägerkatalysatoren (Fällung, Imprägnierung, Ionenaustausch)

Methoden zur Charakterisierung fester, poröser Katalysatoren (N2-Adsorption, XRD, REM und EDX, chemische Analyse, Adsorption von Sondenmolekülen, katalytische Testreaktionen)

Formselektive Katalyse


Vorlesung „Spektroskopische Methoden der Katalyse“

Physikalisch-chemische Grundlagen der Spektroskopie

Zielsetzung spektroskopischer Untersuchungen in der Katalyse Labormethoden

Optische Absorptions-Spektroskopie Schwingungs-Spektroskopie (Raman/IR)

Photoemissionsmethoden (XPS/UPS)

Mößbauer-Spektroskopie

Magnetische Resonanzmethoden (NMR, ESR) Röntgenbeugung (XRD)

Mikroskopische Methoden (TEM) Synchrotronmethoden

Grundlagen der Synchrotronstrahlung Röntgenabsorption (XAS)

Röntgenemission (XES)

Total Scattering und PDF-Analyse

Röntgentomographie und –mikroskopie Operando-Spektroskopie

Kombination verschiedener spektroskopischer Methoden zur Lösung spezieller Probleme

Messaufbauten und Messzellen

Seminar „Katalyse“ Literaturvorträge über aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Heterogenen Katalyse und der spektroskopischen Charakterisierung von festen Katalysatoren




keine

8. Prüfung





Mündliche Prüfung


Einmal jährlich


Prof. Ernst (Prof. Ernst)


Literaturempfehlung: J. Hagen, Technische Katalyse, Wiley-VCH G. Ertl, H. Knözimger, F. Schüth, J. Weitkamp, Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2. Ed., Wiley-VCH G. Rothenberg, Catalysis – Concepts and Green Applications, Wiley-VCH, J. W. Niemantsverdriet, Spectroscopy in Catalysis, Wiley-VCH B. M. Weckhuysen, In-situ spectroscopy of catalysts, American Scientific


Vertiefungsmodul_a: Molekulare Katalyse



TC_VM3 330 h 11 2. - 3. 2 Semester


Vorlesung: Homogene Katalyse (3 SWS) Vorlesung mit Seminar: Biotransformation und Biokatalyse (2+1 SWS) Seminar: Katalyse I (1 SWS)

45 h 45 h 15 h

75 h 75 h 75 h

4 4 3

2. Lehrformen

Vorlesung, Übung und Seminar

3. Gruppengröße



Vorlesung „Homogene Katalyse“

Die Studierenden

kennen die wichtigsten Grundlagen und Konzepte der homogenen Katalyse können diese Konzepte zur Lösung von Problemen und Fragestellungen der homogenen Katalyse anwenden

entwickeln selbständig Vorstellungen zu den Reaktionsmechanismen neuer katalytischer Reaktionen Vorlesung und Seminar „Biotransformation und Biokatalyse“

Die Studierenden

besitzen ein vertieftes Verständnis über die Anwendung von isolierten Enzymen und von Ganzzellsystemen in technischen Verfahren

sind in der Lage, biokatalytische Prozesse nach Vorgabe von Substrat und Produkt eigenständig zu planen und auszulegen

Seminar: Katalyse Die Studierenden

können aus einer gegebenen Literatur einen wissenschaftlichen Vortrag erarbeiten

lernen den Umgang mit Fragen zu wissenschaftlichen Vorträgen kennen

5. Inhalte

Vorlesung „Homogene Katalyse“

Geschichte und Grundlagen der homogenen Katalyse

Wichtige Ligandklassen un deren Herstellung

Hydrierung, Hydrosilylierung, Hydroformylierung

Katalytische Polymerisationen C-C-, C-N-, C-O-Verknüpfungen Olefinmetathese


Vorlesung und Seminar „Biotransformation und Biokatalyse“ Einführung (Definition Biotransformation/Biokatalyse, Geschichte der Biokatalyse)

Biosynthese, Struktur und Wirkungsweise von Enzymen

Gewinnung und Produktion von Enzymen

Nomenklatur und Enzymklassen

Immobilisierung von Enzymen Kinetik enzymatischer Reaktionen

Regulierung & Hemmung enzymatischer Reaktionen

Optimierung von Enzymen

Reaktoren für Biokatalyse und Biotransformation Allgemeine Anwendungen; Co-Substratrecycling

Industrielle Anwendung verschiedener Enzymklassen

Ganzzellbiotransformationen

Seminar „Katalyse“

Vorträge von Studierenden über aktuelle Themen der Katalyse




keine

8. Prüfung

Mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten), Vortrag (Dauer 15-45 Minuten)


Die mündliche Prüfungen und der Vortrag müssen bestanden sein (Note mindestens 4,0).


Mündliche Prüfung, Vortragsnote, Gewichtung gemäß Leistungspunkten


Einmal jährlich


Prof. Thiel (Prof. Thiel, Prof. Ulber)


Literaturempfehlung: A. Behr, Angewandte Homogene Katalyse, Wiley-VCH R.D. Schmid; Pocket Guide to Biotechnology and Genetic Engineering; Wiley-VCH W. Storhas; Bioverfahrensentwicklung; Wiley-VCH K. Buchholz, V. Kasche, U. T. Bornscheuer; Biocatalysts and Enzyme Technology; Wiley-VCH A. S. Bommarius, B. R. Riebel, Biocatalysis, Fundamentals and Applications, Wiley-VCH A. Liese, K. Seelbach, C. Wandrey; Industrial Biotransformations, 2. Ed


Vertiefungsmodul _a: Professionalisierung Biochemie



BC_VM1 330 h 11 2 + 3 2 Semester


a) 6 SWS aus folgender Auswahl: – „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II) (3 SWS)“ – „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“ (3 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung I (2 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung II (2 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung III (2 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung IV (2 SWS) – „Pharmakologie für Naturwissenschaftler I und II“ (2 SWS, auf 2 Semester verteilt) – „Zellbiologie/Genetik“ (2 SWS) – „Bioanorganische Chemie“ (3 SWS) – „Biophysik IV“ (2 SWS) b) Seminar: „Biochemisches Seminar“ (2 SWS)

a) 90 h b) 30 h

a) 140 h b) 70 h

a) 8 b) 3

2. Lehrformen

a) Vorlesungen b) Literaturseminar mit Eigenvortrag

3. Gruppengröße

a) Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt. b) Höchstens 24


Die Studierenden sollen a) ihre Kenntnisse in fortgeschritteneren Themen der Biochemie erweitern und sich in wichtigen biowissenschaftlichen Richtungen nach ihren Neigungen spezialisieren, b) Kompetenzen im Verständnis von biochemischer wissenschaftlicher Literatur und Fertigkeiten im Vortrag erwerben.

5. Inhalte

vorbehaltlich Änderung/Erweiterung bei Neuberufung a)


Stoffwechselwege für Fortgeschrittene Proteinstruktur Reinigung von Proteinen Enzym-Kinetik chemische Modifizierung von Proteinen immobilisierte Enzyme und ihre Anwendung


Nervensystem Sehprozess Muskelkontraktion Immunsystem Hormone (einschließlich Prostaglandine) Zellzyklus Apoptose

Biochemische Spezialvorlesung I:

Strukturelle Biochemie: Disulfid-Brücken und cis-Prolin, Konformation und Flexibilität, Methoden (FTIR, ESR,NMR Spektroskopie, Massenspektrometrie, Röntgen-Kristallographie, Kryoelektronen-mikroskopie), oxidativer Stress Anwendungen struktureller Information

Biochemische Spezialvorlesung II:

Mikrobielle Biochemie: Radikal-SAM-Enzyme, Hydrogenase, Nitrogenase, Acetogenese und Methanogenese, Pyrrolysin, Aminosäurenfermentation, Sulfat-Reduktion, Biotechnologie


Biochemische Spezialvorlesung III: N. N.

Biochemische Spezialvorlesung IV: N. N.

Vorlesung „Pharmakologie für Naturwissenschaftler I und II“: Pharmakologie I

Einführung in die Grundlagen der Pharmakologie Pharmakokinetik Pharmakidynamik Arzneimittelrecht, -entwicklung & -zulassung

Pharmakologie II

Therapeutika folgender Klassen: am Parasympathikus angreifend am Sympathikus angreifend Analgetika Diuretika Chemotherapeutika Antiinfektiva Hormone Narkotika und Muskelrelaxantien Antiasthmatika Antiallergika Therapie der Herzinsuffizienz Antihypertonika und Koronartherapeutika Therapeutika des Magen-Darm-Traktes

Vorlesung „Zellbiologie/Genetik“: Zellbiologie: Einheit und Vielfalt von Eukaryontenzellen, Zellorganellen und ihre Funktion, biologische Membranen, Membrantransport, Vesikeltransport, Cytoskelett mit Indermediärfilamenten; Mikrotubuli und Aktinfilamenten, extrazelluläre Martix und Bindegewebe; Zell-Zell-Verbindungen, Zell-Matrix-Verbindungen, Blut und seine zelluläre Bestandteile.

Signalübertragung durch Signalkaskaden, Regulation der Genexpression bei Eukaryonten, Steroidhormone, G-Protein gekoppelte Signalübertragungen, intrazelluläre "second messenger", Ser/Thr-spezifische und Tyrosin-spezifische Proteinkinasen und Phosphatasen, Transmembranrezeptoren, Transkriptionsfaktoren, Fremdstoffmetabolismus. Genetik:.Methoden der Molekulargenetik. Entwicklungsgenetik. Krebsgenetik: Quantitative Methoden der Zellbiologie und Genetik.

Vorlesung „Bioanorganische Chemie“:

Funktionen von Metalloproteinen, Metallionenaufnahme und -transport in Lebewesen. Struktur und elektronische Eigenschaften sowie Reaktionsweisen von Metallionen in Biomolekülen

Vorlesung „Biophysik IV“:

Methoden in der Bioanalytik: Proteinkristallographie, NMR, Elektronenmikroskopie, Massenspektroskopie, optische Methoden, Oberflächenplasmonen-Resonanz und Sensor-Chips, Einzelmolekültechniken

b) „Biochemisches Seminar“:

Themen aus aktuellen biochemischen Übersichtsartikeln.




Die zur Wahl gestellten Veranstaltungen (Vorlesungen, Seminare) des Moduls dürfen nicht ein zweites Mal in anderen Modulen belegt werden. Die Vorlesungen „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“ und „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“ sind Pflicht, falls sie nicht in einem anderen Modul gewählt werden.

8. Prüfung

a) Klausuren (Dauer je 60-180 Minuten), b) Klausur (Dauer je 60-180 Minuten) und Vortrag mit Diskussion Dauer 45-90 Minuten


Die Klausuren zu Vorlesung und Seminar müssen bestanden sein (Note mindestens 4,0) und der Seminarvortrag muss akzeptiert worden sein.


Durchschnitt der Klausurnoten. Die zusammengefasste Beurteilung von Vortrag, Diskussion und Klausur im Seminar geht wie eine der Vorlesungsklausuren in die Modulnote ein.



a) Vorlesungen einmal pro Studienjahr, teilweise im Sommer-, teilweise im Wintersemester. b) Seminar einmal pro Semester




Literaturempfehlung

Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“: D. Nelson, M. Cox: Lehninger Biochemie, 4. Aufl. (Springer Verlag, 2008, ISBN 978-3540686378) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“: J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 G. Loeffler, P. E. Petrides, P. C. Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Aufl. (Springer Verlag, Berlin, 2014, ISBN 978-3642179716) J. Rassow et al. Biochemie, 2. Aufl. (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2008, ISBN 978-3131253521) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw: Cell Biology, 2nd Ed. (Saunders, 2007, ISBN 978-1416022558) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw, J. Lippincott-Schwartz: Cell Biology. Das Original mit Übersetzungshilfen, 2nd Ed. (Spektrum Akademischer Verlag, 2008, ISBN 978-3827418616)

Vorlesung „Bioanorganische Chemie“: W. Kaim, B. Schwederski: Bioanorganische Chemie J. A. Cowan: Inorganic Biochemistry An Introduction


Vertiefungsmodul_a: Life Science



LS_VM1 330 h 11 2 + 3 2 Semester


a) 6 SWS aus folgender Auswahl: – Vorlesung „Biochemie der Ernährung I“ (2 SWS) – Vorlesung „Biochemie der Ernährung II“ (2 SWS) – Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“ (3 SWS) – Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“ (3 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung I (2 SWS) – Biochemische Spezialvorlesung II (2 SWS) – Vorlesung „Molekulare Biotechnologie“ (3 SWS) b) Seminar: „Biochemisches Seminar“ (2 SWS)

a) 90 h b) 30 h

a) 140 h b) 70 h

a) 8 b) 3

2. Lehrformen

a) Vorlesungen b) Literaturseminar mit Eigenvortrag

3. Gruppengröße

a) Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt. b) Höchstens 24


Die Studierenden sollen: in den Vorlesungen ihre Kenntnisse in fortgeschritteneren Themen der Biochemie erweitern und sich in wichtigen biowissenschaftlichen Richtungen nach ihren Neigungen spezialisieren, im Seminar Kompetenzen im Verständnis von biochemischer wissenschaftlicher Literatur und Fertigkeiten im Vortrag erwerben.

5. Inhalte

vorbehaltlich Änderung/Erweiterung bei Neuberufung a)

Vorlesung „Biochemie der Ernährung I“:

Bestimmung des Ernährungszustandes Energiehaushalt: Energiehaushalt und

Stoffwechsel, Methoden zur Bestimmung des Energiehaushalts

Regulation der Energiebilanz bei Resorption, Postresorption und Hunger mit dem Schwerpunkt der biologischen Energiegewinnung aus den Nährstoffen

Prinzipien der Stoffwechselregulation und hormonaler Regulation

Regulation der Nahrungsaufnahme und Grundlagen der zentralnervösen Appetitregulation

Biochemische Funktionen wichtiger Organe Verdauung, Resorption und Transport von

Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen

Kohlenhydratstoffwechsel

Vorlesung „Biochemie der Ernährung II“:

Epidemilogische Grundlagen Vitamine: Allgemeines, Historie, vitaminähnliche

Substanzen

Gruppe der fettlöslichen und wasserlöslichen Vitamine: Grundlagen von Verdauung und Resorption, Bedarf, biochemische Funktionen, Hyper- & Hypovitaminosen

Mengenelemente, Spurenelemente & Ultraspurenelemente: Resorption, Bedarf, Funktionen, Mineralstoffstoffwechsel und Toxikologie

Bedarfsermittlung und Statusbestimmung, Ernährungszustand

Ernährungsassoziierte Krankheiten

Signaltransduktion und Regulation: Biologische Oxidation und Photosynthese; Enzyme und Biokatalyse, Zell-Zell-Kommunikation, Gentranskription, membrangebundene Rezeptoren, Transkriptionsfaktoren, Kernrezeptoren, Zellzyklus und Apoptose


Lipidstoffwechsel, biologisch relevante Lipide: Phospho- & Sphingolipide und Eicosanoide

Proteinstoffwechsel; funktionelle Proteine , Stickstoffausscheidung und –bilanz


Stoffwechselwege für Fortgeschrittene

Proteinstruktur

Reinigung von Proteinen Enzym-Kinetik

chemische Modifizierung von Proteinen

immobilisierte Enzyme und ihre Anwendung


Nervensystem

Sehprozess

Muskelkontraktion

Immunsystem Hormone (einschließlich Prostaglandine)

Zellzyklus

Apoptose

Biochemische Spezialvorlesung I:

Strukturelle Biochemie: Disulfid-Brücken und cis-Prolin, Konformation und Flexibilität, Methoden (FTIR, ESR,NMR Spektroskopie, Massenspektrometrie, Röntgen-Kristallographie, Kryoelektronen-mikroskopie), oxidativer Stress Anwendungen struktureller Information

Biochemische Spezialvorlesung II: Mikrobielle Biochemie: Radikal-SAM-Enzyme, Hydrogenase, Nitrogenase, Acetogenese und Methanogenese, Pyrrolysin, Aminosäurenfermentation, Sulfat-Reduktion, Biotechnologie

Biochemische Spezialvorlesung III: N. N.

Biochemische Spezialvorlesung IV: N. N.

Vorlesung „Molekulare Biotechnologie“: Geschichte der Molekularen Biotechnologie; Technologie rekombinanter DNA; Chemische Synthese, Amplifizierung und Sequenzierung von DNA; Genom- und Proteomanalyse; Manipulation der Genexpression und Expression rekombinanter Proteine in Prokaryoten und Eukaryoten; gezielte Mutagenese und Proteindesign; Molekulare Diagnostik / Forensik; Impfstoffe; Synthese kommerzieller Produkte durch rekombinante Mikroorganismen; Mikrobielle Insektizide; großtechnische Verfahren zur Herstellung von Proteinen aus rekombinanten Mikroorganismen; „grüne“ Biotechnologie (Pflanzen und Algen); Herstellung stresstoleranter Pflanzen; Design von Futterpflanzen; Transgene Tiere; Gentherapie; Biologische Kriegsführung; Bioethik in der Biotechnologie; Sicherheitsaspekte.

b) „Biochemisches Seminar“:

Themen aus aktuellen biochemischen Übersichtsartikeln.





8. Prüfung

a) Klausuren (Dauer je 60-180 Minuten), d) Klausur (Dauer 60-180 Minuten) und Vortrag mit Diskussion (Dauer 45-90 Minuten)


Die Klausuren zu Vorlesung und Seminar müssen bestanden sein (Note mindestens 4,0) und der Seminarvortrag muss akzeptiert worden sein.


Durchschnitt der Klausurnoten. Die zusammengefasste Beurteilung von Vortrag, Diskussion und Klausur im Seminar geht wie eine der Vorlesungsklausuren in die Modulnote ein.



a) Vorlesungen einmal pro Studienjahr, teilweise im Sommer-, teilweise im Wintersemester. b) Seminar einmal pro Semester.





Vorlesung: „Biochemie der Ernährung I“: Biesalski, Taschenatlas der Ernährung, Thieme Verlag Biesalski et al., Ernährungsmedizin, Thieme Verlag Rehner & Daniel, Biochemie der Ernährung, Spektrum Akademischer Verlag Silbernagl & Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, Thieme Verlag Thews et al., Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart Koolman & Rhöm, Taschenatlas der Biochemie, Thieme Verlag Stryer, Biochemie, , Spektrum Akademischer Verlag Vorlesung: „Biochemie der Ernährung II“: Biesalski, Taschenatlas der Ernährung, Thieme Verlag Biesalski et al., Ernährungsmedizin, Thieme verlag Rehner & Daniel, Biochemie der Ernährung, Spektrum Akademischer Verlag Silbernagl & Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, Thieme Verlag Pietrzik et al., Handbuch der Vitamine, Elsevier GmbH Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“: D. Nelson, M. Cox: Lehninger Biochemie, 4. Aufl. (Springer Verlag, 2008, ISBN 978-3540686378) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“: J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 G. Loeffler, P. E. Petrides, P. C. Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Aufl. (Springer Verlag, Berlin, 2014, ISBN 978-3642179716) J. Rassow et al. Biochemie, 2. Aufl. (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2008, ISBN 978-3131253521) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw: Cell Biology, 2nd Ed. (Saunders, 2007, ISBN 978-1416022558) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw, J. Lippincott-Schwartz: Cell Biology. Das Original mit Übersetzungshilfen, 2nd Ed. (Spektrum Akademischer Verlag, 2008, ISBN 978-3827418616) Vorlesung „Bioanorganische Chemie“: W. Kaim, B. Schwederski: Bioanorganische Chemie J. A. Cowan: Inorganic Biochemistry An Introduction


Vertiefungsmodul_a: Lebensmittelchemie



LS_VM3 330 h 11 2 oder 3 2 Semester

1. Lehrveranstaltungen

Kontaktzeit

Selbststudium Leistungspunkte

Vorlesungen: a.) Lebensmittelchemie und -technologie I (2 SWS), b.) Lebensmittelchemie und –technologie II (2SWS) c.) Kosmetik und Bedarfsgegenstände (2SWS)

oder d.) Biomolekulare Analytik (1SWS) + e.) Seminar zur Biomolekularen Analytik

Pflichtseminar f.) Lebensmittelchemisches/ toxikologisches

Literaturseminar ( 1SWS)

90 h

15 h

225 h 11

2. Lehrformen

a.) – d.) Vorlesung

e.) – f.) Seminar

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl ist auf die Anzahl der Praktikumsplätze (10, Vertiefungsmodul b) begrenzt.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Zu a.) und b.) Die Studierenden erlangen Grundkenntnisse in der chemischen Zusammensetzung sowie in der Gewinnung und Analytik von Lebensmitteln und Futtermitteln. Des Weiteren wird ein Wissen über chemische Veränderungen bei der Be- und Verarbeitung, Lagerung und Transport sowie Grundkenntnisse der Analytik vermittelt. Ein weiterer Modulschwerpunkt stellen

verfahrenstechnische Grundoperationen in Bezug auf die Herstellung, Be- und Verarbeitung von Lebensmitteln dar. Zu c.) und (d. + e.) Die Studierenden haben in diesem Modul die Wahl zwischen einer Vertiefung ihrer Kenntnisse im Bereich der Lebensmittelchemie (Kosmetik und Bedarfsgegenstände) oder der Biomolekularen Analytik. Zum einen wird somit ein Wissen über die Zusammensetzung sowie rechtlicher Einordnung von kosmetischen Mitteln und Bedarfsgegenständen vermittelt und somit die Felder die Lebensmittelchemie Lebensmittel, Futtermittel, kosmetische Mittel und Bedarfsgegenstände vollständig abgedeckt. Studierende, die jedoch ihren Schwerpunkt auf physiologische Aspekte ausrichten möchten, bekommen mit der Vorlesung Biomolekulare Analytik weitere Einblicke in den Nachweis von Biomarkern mit Hilfe bewährter sowie zukunftsweisenden Methode ermöglicht. Zu f.) Im Rahmen des Seminars werden selbstständige Literaturrecherchen zu einem ausgewählten Thema im Bereich der Lebensmittelchemie oder –toxikologie durchgeführt. Dabei werden die Studierenden in vorgegebener Zeit ein wissenschaftliches Thema aus den Gebieten der Lebensmittelchemie oder –toxikologie mit Hilfe aktueller Literatur beschreiben und bewerten. Eine Zusammenfassung ist schriftlich darzustellen und wird in Form eines Vortrages präsentiert und vertreten.


5. Inhalte

a) Lebensmittelchemie und –technologie I Wasser und seine Bedeutung als Lebensmittel und Lebensmittelbestandteil

Monosaccharide und Oligosaccharide (Rohr- und Rübenzuckertechnologie, Zuckeraustauschstoffe, Süßgeschmack, Süßstoffe, Zuckerwaren)

Polysaccharide, Stärke, Stärkederivate, weitere Glucane, Cellulose und –derivate Futtermittel, C3/C4-Pflanzen, Isotopenverhältnisanalytik

Fettlösliche und wasserlösliche Vitamine

Mineralstoffe und Spurenelemente

b) Lebensmittelchemie und –technologie II

Fettsäuren/Lipide o Grundlagen der Fettchemie o Biochemie des Fettsäure/Lipidaufbaus- bzw. -abbaus o Fette als Nahrungsbestandteile o Technologie der Fettgewinnung und Verarbeitung o Nahrungsqualität beeinflussende Reaktionen von/an Lipiden o Fettersatzstoffe

Aminosäuren/Proteine o Aminosäure- und Proteinanalytik o Grundlagen der Proteinchemie o Physiologische Bedeutung von Aminosäuren und Proteinen o Proteine in Lebensmitteln , Fleisch und o Fleischerzeugnisse, Milch- und Milchprodukte, Getreide

c) Kosmetische Mittel und Bedarfsgegenstände

Sicherheitsbewertung von kosmetischen Mitteln o Rechtliche Grundlagen und Anforderungen an die Sicherheitsbewertung o Toxikologische Prüfmethoden (OECD Guidelines) + Alternativmethoden (OECD Guidelines) o Haut: Mittel zur Reinigung, zur Pflege und zum Schutz der Haut o Haare: Haarbehandlungsmittel o Dekorative kosmetische Mittel o Parfüms und Deodorant o Zahn- und Mundpflegemittel

Sicherheitsbewertung von Bedarfsgegenständen o Rechtliche Grundlagen o Materialien (Kunststoff, Papier, Kork, Keramik, Metalle) o Zusatzstoffe und Kontaminanten (Weichmacher, Farben, Nitrosamine) o Spielzeug, Scherzartikel o Textilien (Flammschutzmittel, antimikrobielle Wirkstoffe, Färben und Farbstoffe, Textilhilfsstoffe) o Migration (Einflussgrößen, Messmethoden, Migrationsgrenzwerte)

d) Biomolekulare Analytik

Einführung in biochemische Methoden Methoden der Zellkultur, Kultivierung von Säugerzellen

Proteinisolierung, Isolierung von Nukleinsäuren

Elektrophorese (Proteine, RNS), Western Blot, Northern Blot

Immunoassays Polymerase Kettenreaktion , Methoden der RNA-Quantifizierung

Expressionsanalytik, Klonierung und Transfektion

Internetdatenbanken, (Online-) Literaturrecherche, Multimediale Präsentationen

Seminare über ausgewähltes bioanalytisches Thema (Vorgabe durch den Dozenten)

e) Lebensmittelchemisches/ toxikologisches Literaturseminar

Vorgaben durch den betreuenden Hochschullehrer





Die Vorlesung Biochemie des Grundmoduls wird dringend empfohlen.

8. Prüfung

a.) +b.) eine mündliche Prüfung (Dauer 15-60 Minuten) c.) Klausur (Dauer 60-180 Minuten), d.) + e.) Klausur (Dauer 60-180 Minuten)+ Kurzvortrag (Dauer 15-45 Minuten) und f.) Schriftliche Ausarbeitung und Vortrag (inkl. Diskussion Dauer 45-90 Minuten)


Die unter Punkt 7 aufgeführten (und unter Punkt 1 ausgewählten) Prüfungen müssen bestanden sein


Die Gesamtnote errechnet sich folgender Wichtung: 50 % mündliche Abschlussprüfung Lebensmittelchemie (a. + b.), 20 % Klausur Kosmetik (c.) bzw. Klausur biomolekulare Analytik + Kurzvortrag (d.+ e.) und 30% Lebensmittelchemischen Literaturseminar


a.) Einmal pro Studienjahr, im Wintersemester b.) Einmal pro Studienjahr, im Sommersemester c.) Einmal pro Studienjahr, im Wintersemester d.) Einmal pro Studienjahr, im Wintersemester e.) Einmal pro Studienjahr, im Wintersemester f.) Einmal pro Studienjahr, Ausarbeitung Bericht im Sommersemester und Vortrag im Wintersemester

12. Modulbeauftragter: Prof. Schrenk Lehrende:

a.) und b.) Prof. Richling (FB Chemie/ TU Kaiserslautern) c.) Prof. Schrenk, Prof. Richling (FB Chemie/ TU Kaiserslautern), Dr. Nöcker (KPSS GmbH). d.) und e.) Dr. Schmitz (FB Chemie/ TU Kaiserslautern) e.) Prof. Schrenk, Prof. Richling (FB Chemie/ TU Kaiserslautern)


Die Lehre erfolgt unter Einsatz moderner elektronischer Medien in Kombination mit klassischen Lehrmitteln. Informationsmaterialien werden über das Internet bzw. auf Wunsch als Kopiervorlagen zur Verfügung gestellt und ermöglichen die Vor- und Nachbereitung und Vertiefung des vermittelten Stoffes.



zu a. und b.)

Baltes: Lebensmittelchemie (Springer Verlag)

Baltes: Schnellmethoden zur Beurteilung von Lebensmitteln und ihren Rohstoffen (Behr`s Verlag)

Belitz, Grosch, Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie (Springer Verlag) Schwedt: Taschenatlas der Lebensmittelchemie (Wiley-VCH)

Matissek: Lebensmittelanalytik (Springer Verlag)

Eisenbrand, Schreier: Römpp Lexikon Lebensmittelchemie (Thieme Verlag)

§64 Methoden LFGB (früher: §35 Methoden LMBG) Schuchmann/Schuchmann: Lebensmittelverfahrenstechnik (WILEY-VCH)

Eisenbrand, Metzler, Hennicke : Toxikologie für Naturwissenschaftler und Mediziner (WILEY-VCH)

Nau, Steinberg, Kietzmann: Lebensmitteltoxikologie (Thieme Verlag)

Einschlägige Fachzeitschriften wie ‚Molecular Nutrition and Food Research’

Baltes: Lebensmittelchemie (Springer Verlag) Biochemie der Ernährung; Gertrud Rehner/Hannelore Daniel; Spektrum Akadem. Verlag (2002)

Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente, Thieme Verlag (2002)

Taschenatlas der Biochemie; Jan Koolman; Thieme Verlag (2002)

Taschenatlas der Physiologie; Stefan Silbernagel; Thieme Verlag (2007) Römpp Lebensmittelchemie-Lexikon; Thieme Verlag (2006)

Taschenatlas der Ernährung; Thieme Verlag (2007)

zu c.)

Kosmetik und Hygiene, Umbach, Wiley-VCH, 2004 Römpp Lebensmittelchemie-Lexikon; Thieme Verlag, 2006

Eisenbrand, Metzler, Hennicke : Toxikologie für Naturwissenschaftler und Mediziner (WILEY-VCH)

Bedarfsgegenstände, A. Montag, Behr’s Verlag 1997

Bundesgesundheitsblatt (Empfehlungen des BGA/BfR) Fey, Otte: Wörterbuch der Kosmetik, Wiss. Verlagsgesellschaft

Wagner: Waschmittel, Wiley-VCH

zu d. und e.) Lottspeich: Bioanalytik, Spektrum-Verlag, neueste Auflage

Rehm: Der Experimentator: Proteinbiochemie / Proteomics, Spektrum-Verlag,

Mülhardt: Der Experimentator: Molekularbiologie / Genomics, Spektrum-Verlag

zu f.) je nach Thema in Verantwortlichkeit des betreuenden Hochschullehrers


Vertiefungsmodul_b: Materialien



AC_VM2 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum: Materialien (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl am Praktikum ist durch die Laborkapazität der beteiligten Arbeitsgruppen begrenzt



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 Materialien 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

5. Inhalte

Praktikum „Materialien“

Mitarbeit am Arbeitsplatz bei einer der am Vertiefungsmodul beteiligten Arbeitsgruppen




keine

8. Prüfung

Benotete Ausarbeitung zum Praktikum Vortrag über die Ergebnisse der praktischen Arbeit (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten)


Die Note der Ausarbeitung zum Praktikum muss 4.0 oder besser sein


Benotete Ausarbeitung zum Praktikum (66% Anteil an der Gesamtnote) Vortrag (34% Anteil an der Gesamtnote)



Dauernd


Prof. Sitzmann (Prof. Sitzmann, Prof. Thiel, Prof. Krüger)


Es wird dringend empfohlen, die erste Fassung der Ausarbeitung innerhalb von zwei Monaten nach Abschluss der praktischen Arbeit beim Betreuer abzugeben.


Vertiefungsmodul_b: Koordinationschemie mit bioanorganischer Schwerpunktsetzung



AC_VM4 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum: Koordinationschemie (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl am Praktikum ist durch die Laborkapazität der beteiligten Arbeitsgruppen begrenzt


Die Studierenden sollen:

ein grundlegendes Verständnis der Synthesemethoden in der anorganischen Koordinationschemie erwerben

spezielle Techniken zum Arbeiten unter anaeroben Bedingungen bzw. Arbeiten bei tiefen Temperaturen 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

5. Inhalte

Praktikum

Mitarbeit am Arbeitsplatz bei einer der am Vertiefungsmodul beteiligten Arbeitsgruppen




keine

8. Prüfung

Benotete Ausarbeitung zum Praktikum Vortrag über die Ergebnisse der praktischen Arbeit (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten)


Die Note der Ausarbeitung zum Praktikum muss 4.0 oder besser sein





Dauernd

12. Modulbeauftragter und Lehrender:

Prof. Krüger


Es wird dringend empfohlen, die erste Fassung der Ausarbeitung innerhalb von zwei Monaten nach Abschluss der praktischen Arbeit beim Betreuer abzugeben.


Vertiefungsmodul_b: Bioorganik


Dauer

OC_VM2 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Vertiefungspraktikum (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße


Studierende erlangen Kompetenzen zum selbstständigen forschungsorientierten Arbeiten. Sie sind in der Lage, ein eng begrenztes Thema aus den Forschungsgebieten der beteiligten Arbeitsgruppen unter Anleitung zu bearbeiten, zu dokumentieren und in einem wissenschaftlichen Kurzvortrag mit anschließender Diskussion zu präsentieren. Sie werden in die Lage versetzt, die erhalten Ergebnisse in den wissenschaftlichen Kontext einzuordnen und kritisch zu hinterfragen. Die Grundsätze guter wissenschaftlicher Praxis sind Ihnen bekannt.

5. Inhalte

Die forschungsorientierten Arbeiten können aus den Bereichen Metallorganische 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 eingereichten und genehmigten Forschungsexposés möglich. Moderne Arbeitsmethoden der organischen Synthesechemie werden vermittelt. Unterschiedliche Syntheserouten werden ausgewählt und hinsichtlich atomökonomischer, umwelt- und sicherheitsrelevanter Gesichtspunkte bewertet. Die Auswahl geeigneter moderner analytischer Methoden (GC, GC/MS, HPLC, NMR, HR-MS etc.) steht dabei ebenfalls im Mittelpunkt der Ausbildung.




Keine

8. Prüfung

Schriftlicher Bericht und Kurzvortrag mit wissenschaftlicher Diskussion zum Vertiefungspraktikum (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten)


Der schriftliche Bericht und der Kurzvortrag inkl. Diskussion müssen die Bewertung bestanden erhalten.





Nach Absprache mit den Arbeitsgruppenleitern





Vertiefungsmodul_b: Synthese und Katalyse


Dauer

OC_VM4 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Vertiefungspraktikum (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße


Studierende erlangen Kompetenzen zum selbstständigen forschungsorientierten Arbeiten. Sie sind in der Lage, ein eng begrenztes Thema aus den Forschungsgebieten der beteiligten Arbeitsgruppen unter Anleitung zu bearbeiten, zu dokumentieren und in einem wissenschaftlichen Kurzvortrag mit anschließender Diskussion zu präsentieren. Sie werden in die Lage versetzt, die erhalten Ergebnisse in den wissenschaftlichen Kontext einzuordnen und kritisch zu hinterfragen. Die Grundsätze guter wissenschaftlicher Praxis sind Ihnen bekannt.

5. Inhalte

Die forschungsorientierten Arbeiten können aus den Bereichen Metallorganische 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 eingereichten und genehmigten Forschungsexposés möglich. Moderne Arbeitsmethoden der organischen Synthesechemie werden vermittelt. Unterschiedliche Syntheserouten werden ausgewählt und hinsichtlich atomökonomischer, umwelt- und sicherheitsrelevanter Gesichtspunkte bewertet. Die Auswahl geeigneter moderner analytischer Methoden (GC, GC/MS, HPLC, NMR, HR-MS etc.) steht dabei ebenfalls im Mittelpunkt der Ausbildung.




Keine

8. Prüfung

Schriftlicher Bericht und Kurzvortrag mit wissenschaftlicher Diskussion zum Vertiefungspraktikum (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten)


Der schriftliche Bericht und der Kurzvortrag inkl. Diskussion müssen die Bewertung bestanden erhalten.





Nach Absprache mit den Arbeitsgruppenleitern


Prof. Hartung (Prof. Hartung, Prof. Gooßen, Prof. Kubik)



Vertiefungsmodul_b: Spektroskopie und Kinetik



PC_VM2 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Individuelle Durchführung der Arbeiten

3. Gruppengröße

In diesem Praktikum wird ein forschungsnahes Thema bearbeitet.


Die Studierenden sollen die Benutzung moderner Forschungsapparaturen sowie die kritische Analyse und Auswertung komplexerer spektroskopischer bzw. kinetischer Analysen erlernen. Dazu gehört die Fähigkeit zu erkennen, welche spektroskopische oder kinetische Analysemethode für die gegebene Fragestellung adäquat ist und welche Aussagen daraus abgeleitet werden können.

5. Inhalte

Es werden unter Anleitung Forschungsarbeiten an laserspektroskopischen Molekularstrahlapparaturen 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 aktuelle Forschungsvorhaben und reichen von Peptid-Analysen bis zu Spin sensitiven Techniken an Übergangsmetall-Clustern.




keine

8. Prüfung

Über die durchgeführten Arbeiten wird ein Vortrag gehalten, der benotet wird (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten).

In diese Note fließt nicht nur die Qualität des Vortrags, sondern auch die Qualität der durchgeführten Arbeiten ein.


Der Vortrag muss mindestens mit der Note 4.0 bewertet worden sein.



Die Modulnote ergibt sich aus der Bewertung des Vortrags.


Das Praktikum wird mindestens einmal pro Semester angeboten.

12. Modulbeauftragte (Lehrende)

Prof. Gerhards (Prof. Gerhards, Prof. Niedner-Schatteburg, PD Riehn)



Aufgrund der Diversität der Praktikumsaufgaben wird bei der ersten Besprechung mit der Praktikantengruppe Literatur empfohlen.


Vertiefungsmodul_ b: Massenspektrometrie und Photochemie



PC_VM4 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum (18 SWS) 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Individuelle Durchführung der Arbeiten

3. Gruppengröße

In diesem Praktikum wird ein forschungsnahes Thema bearbeitet.


Die Studierenden sollen die Benutzung moderner Forschungsapparaturen sowie die kritische Analyse und Auswertung komplexerer massenspektrometrischer bzw. photochemischer Analysen erlernen. Dazu gehört die Fähigkeit zu erkennen, welche Analysemethode für die gegebene Fragestellung adäquat ist und welche Aussagen daraus abgeleitet werden können.

5. 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 werden. Die Thematiken lehnen sich an aktuelle Forschungsvorhaben und reichen von photochemischen Primärprozessen bis zur massenspektrometrischen Analyse komplexer Reaktionen.




-keine

8. Prüfung

Über die durchgeführten Arbeiten wird ein Vortrag gehalten, der benotet wird (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten).

In diese Note fließt nicht nur die Qualität des Vortrags, sondern auch die Qualität der durchgeführten Arbeiten ein.


Der Vortrag muss mindestens mit der Note 4.0 bewertet worden sein.


Die Modulnote ergibt sich aus der Bewertung des Vortrags.





Prof. Niedner-Schatteburg (Prof. Niedner-Schatteburg, Prof. Gerhards, PD Riehn)





Vertiefungsmodul_b: Praktikum Computerchemie



ThC_VM2 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum "Computerchemie" 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Durchführung der Arbeiten in Kleingruppen

3. Gruppengröße

In diesem Praktikum wird ein forschungsnahes Thema in einer Kleingruppe (1-3 Personen) bearbeitet.


Die Studierenden sollen die Benutzung quantenchemischer Programmpakete für anspruchsvolle Fragestellungen beherrschen. Dazu gehört die Fähigkeit zu analysieren, welche quantenchemische Rechenmethode für die gegebene Fragestellung adäquat ist, sowie das Know-How, solche Rechnungen auf modernen (Parallel-) Rechnern effizient ausführen zu lassen.

5. Inhalte

Quantenchemische Rechnungen zur Struktur, zur Reaktivität, zur Spektroskopie oder zu magnetischen Eigenschaften molekularer Systeme. Intensive Einarbeitung in die Benutzung (mindestens) eines quantenchemischen Programmpakets (TURBOMOLE, Gaussian, MOLPRO oder MOLCAS).


Wahlpflichtmodul im Master-Studiengang Chemie


keine

8. Prüfung

Über die durchgeführten Arbeiten muss ein Bericht (schriftliche Ausarbeitung) geschrieben werden, der benotet wird. In diese Note fließt nicht nur die Qualität der schriftlichen Ausarbeitung ein, sondern auch die Qualität der durchgeführten Arbeiten.


Der Praktikums-Bericht muss mindestens mit der Note 4.0 bewertet worden sein.



Die Modulnote ergibt sich aus der Bewertung der schriftlichen Ausarbeitung.




Prof. van Wüllen (Prof. van Wüllen, Prof. Gerhards, Prof. Niedner-Schatteburg)





Vertiefungsmodul_b: Praktikum Methodenentwicklung in der Theoretischen Chemie



ThC_VM4 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum "Methodenentwicklung" 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Durchführung der Arbeiten in Kleingruppen

3. Gruppengröße

In diesem Praktikum wird ein forschungsnahes Thema in einer Kleingruppe (1-3 Personen) bearbeitet.


Die Studierenden sollen das für die Methodenentwicklung in der Theoretischen Chemie notwendige Rüstzeug erwerben. Dazu gehört neben einer Vertiefung der mathematischen und physikalischen Kenntnisse auch die Kenntnis von Software-Entwicklungs-Techniken jenseits des Anspruchs einfacher Programmierkurse.

5. Inhalte

• Übersetzung mathematisch formulierter Verfahren in numerisch stabile und effiziente Algorithmen

• Modifikation und Hinzufügen von Funktionalitäten in großen Programmpaketen

• Benutzung von Versionskontrollsystemen

• Erstellung von Tests zur Verifikation der Korrektheit und zur Leistungsmessung von Programmbestandteilen

• Einübung systematische Fehlersuchstrategien




keine

8. Prüfung

Über die durchgeführten Arbeiten muss ein Bericht (schriftliche Ausarbeitung) geschrieben werden, der benotet wird. In diese Note fließt nicht nur die Qualität der schriftlichen Ausarbeitung ein, sondern auch die Qualität der durchgeführten Arbeiten.



Der Praktikums-Bericht muss mindestens mit der Note 4.0 bewertet worden sein.


Die Modulnote ergibt sich aus der Bewertung der schriftlichen Ausarbeitung.



12. Modulbeauftragter und Lehrender:

Prof. van Wüllen





Vertiefungsmodul_b: Angewandte Heterogene Katalyse



TC_VM2 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum: Heterogene Katalyse Praktikum: Spektroskopische Methoden der Katalyse

135 h 135 h

45 h 45 h

6 6

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl an den Praktika ist durch die Laborbedingungen begrenzt


Die Studierenden

sollen praktische Erfahrung sammeln bei der Herstellung von Feststoff-Katalysatoren, ihrer Charakterisierung mittels grundlegender Methoden und in der Durchführung katalytischer Reaktionen in verschiedenen Reaktortypen

sollen praktische Erfahrung mit den in der Vorlesung „Spektroskopische Methoden in der Katalyse“ vorgestellten Methoden sammeln

sollen die praktische Datenanalyse für ausgewählte Methoden erlernen

sollen die Kombination verschiedener spektroskopischer Methoden kennenlernen

5. Inhalte

Praktikum „Heterogene Katalyse“

Herstellung eines festen, porösen Katalysators durch Fällung/Imprägnierung

Ermittlung von spezifischer Oberfläche, spezifischem Porenvolumen und Porenradienverteilung Charakterisierung mittels REM und EDX

Durchführung je einer katalytischen Reaktion im Festbett-Strömungsreaktor und im Rührautoklaven inklusive Produktanalytik und Auswertung hinsichtlich Umsatz bzw. Ausbeute/Selektivität)

Praktikum „Spektroskopische Methoden der Katalyse“

Datenanalyse UV/Vis-Spektroskopie (Praktische Übung) UV/Vis- und Raman-Spektroskopie eisenhaltiger Katalysatoren

Datenanalyse XRD (Praktische Übung)

IR-Untersuchung CO-Adsorption an Pt-Katalysatoren

Datenanalyse Röntgenabsorptions-Spektroskopie (Praktische Übung)

Datenanalyse Röntgenemissions-Spektroskopie (Praktische Übung inkl. Quantenmechanischer Rechnungen) Datenanalyse NMR-Spektroskopie (Praktische Übung)

NMR-Untersuchung von sauren Zeolithen für die Kerne 1H, 27Al und 29Si




Keine


8. Prüfung

Benotete Ausarbeitungen


Die Note jeder Ausarbeitung muss mindestens 4,0 betragen.


Benotete Ausarbeitungen


Einmal jährlich


Prof. Ernst (Prof. Ernst, sowie weitere Dozenten in Absprache mit dem Modulbeauftragten)


Literaturempfehlung: J. W. Niemantsverdriet, Spectroscopy in Catalysis, Wiley-VCH B. M. Weckhuysen, In-situ spectroscopy of catalysts, American Scientific


Vertiefungsmodul_b: Molekulare Katalyse


Studiensemester

Dauer

TC_VM4 360 h 12 2. oder 3. 1 Semester


Praktikum: Homogene Katalyse oder Praktikum: Bioverfahrenstechnik (18 SWS)

270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl an den Praktika ist durch die Laborbedingungen begrenzt


Praktikum: Homogene Katalyse Die Studierenden

sollen die Synthese homogener Katalysatoren unter Anleitung planen und durchführen können

sollen Charakterisierungsmethoden für homogene Katalysatoren verstehen sollen homogene Katalysen planen und durchführen können

sollen ein grundlegendes Verständnis für die Produktcharakterisierung erwerben

sollen grundlegende Kenntnisse zur Katalysator- und Verfahrensoptimierung erwerben Praktikum: Bioverfahrenstechnik Die Studierenden

sollen die Synthese homogener Katalysatoren unter Anleitung planen und durchführen können

kennen das Handling von Mikroorganismen

kennen den Aufbau von Bioreaktoren erarbeiten sich Lösungsstrategien bei der praktischen Durchführung von Fermentationen und Biotransformationen

5. Inhalte

Praktikum „Homogene Katalyse“

Synthese und Charakterisierung homogener Katalysatoren

Planung und Durchführung homogener Katalysen Auswertung von Katalyseergebnissen

Praktikum „Bioverfahrenstechnik“

Herstellung von Fest- und Flüssigmedien unter Sterilbedingungen

Kultivierung von Mikroorganismen im Schüttelkolben, Zellzählung, Biomassebestimmung

Synthese und Charakterisierung homogener Katalysatoren Bestimmung von Betriebsparameter für eine Submerskultivierung

Enzymreinigung (Zellaufschluss, Hitzedenaturierung, Aussalzen, chromatographische Proteinaufreinigung, Affinitätschromatographie

Enzymkinetik




Keine

8. Prüfung

Benotete Ausarbeitung



Die Note jeder Ausarbeitung muss mindestens 4,0 betragen.


Benotete Ausarbeitung


Einmal jährlich


Prof. Thiel (Prof. Ulber,Prof. Ernst, Prof. Krüger sowie weitere Dozenten in Absprache mit dem Modulbeauftragten)



Vertiefungsmodul_b: Professionalisierung Biochemie


Studiensemester

Dauer

BC_VM2 360 h 12 2 oder 3 1 Sem.


Praktikum „Forschungspraktikum Biochemie“ (18 SWS)

270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum im Forschungslabor

3. Gruppengröße

1



in die biochemische Forschung eingeführt werden und zur selbständigen Bearbeitung von biochemischen Forschungsthemen hingeführt werden

5. Inhalte

Aktuelle Forschungsthemen




Das Praktikum „Life Science I“ aus dem „Grundmodul Biochemie“ wird empfohlen.

8. Prüfung

schriftlicher Bericht


Durchführung des Praktikums muss durch Testat bestätigt und schriftlicher Bericht muss akzeptiert worden sein.


Berichtsnote


jederzeit nach Absprache


Prof. Dr. A. Pierik (Pierik, Schrenk, Herrmann, Cullum, Zingler, Krüger, Schünemann)



Vertiefungsmodul_b : Life Science



LS_VM2 360 h 12 2 oder 3 1 Sem.


a)Praktikum „Forschungspraktikum Biochemie“ (18 SWS) oder b) Praktikum „Lebensmittelchemie und Toxikologie“ (18 SWS)

270 h

90 h 12

2. Lehrformen

a)Praktikum im Forschungslabor b)Kurspraktikum im Forschungslabor

3. Gruppengröße

a)1 b) Maximale Teilnehmerzahl insgesamt: 5 Personen


a) Die Studierenden sollen

in die biochemische Forschung eingeführt werden und zur selbständigen Bearbeitung von biochemischen Forschungsthemen hingeführt werden.

b) Es werden selbstständige wissenschaftliche Arbeiten in den Bereichen der Lebensmittelanalytik, Zellkulturarbeiten, biomolekularen Analytik und toxikologischer Untersuchungsverfahren durchgeführt. Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit eine wissenschaftliche Fragestellung aus den Gebieten der Lebensmittel oder Toxikologie oder dem Umweltbereich analytisch/wissenschaftlich (experimentelle Aufgabe) selbstständig bearbeiten und die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen.

5. Inhalte

a) Aktuelle Forschungsthemen b)

Spurenanalytik von Inhaltsstoffen und Kontaminanten unter toxikologischen Gesichtspunkten

Vertiefende analytische Kenntnisse (Isolierung, Strukturaufklärung und Quantifizierung) über die Zusammensetzung von Lebensmitteln, Lebensmittelbestandteilen, kosmetischen Mitteln und Bedarfsgegenständen

Biomolekulares Arbeiten (Zellkultur, Zytotoxizität, Proteinanalytik, Toxikologische Testsysteme zur Erfassung von Genotoxizität und Mutagenität)


Vertiefungsmodul 1b oder 2b im Master-Studiengang Chemie


Das Praktikum aus dem Grundmodul Biochemie wird empfohlen.

8. Prüfung

a) schriftlicher Bericht b) Praktikumsklausur (Dauer 60-180 Minuten)


a) Durchführung des Praktikums muss durch Testat bestätigt und schriftlicher Bericht muss akzeptiert worden sein. b) Regelmäßige, aktive Teilnahme am Praktikum, erfolgreich absolvierte Versuche mit Eingangskolloquium und Bericht und die Klausur muss mit mindestens Note 4,0 bestanden sein.



a) Berichtsnote b) Die Modulnote errechnet sich im Mittel aus den Einzelnoten: der Klausur, des Eingangskolloquiums und der Versuchsnote (Praktikum + Bericht)


a) jederzeit nach Absprache b) Im Sommersemester einmal pro Studienjahr. Das Praktikum wird als fünfwöchiges wöchiges Blockpraktikum ganztägig angeboten.




Literatur

Matissek; Steiner, Lebensmittelanalytik 3. Auflage, Springer Verlag, 2006 Bundesanstalt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Amtliche Sammlung von Untersuchungsverfahren nach §

64 LFGB, Stand 2009, Beuth Verlag Schweizerisches Lebensmittelbuch, Stand 2009, Eidgen. Drucksachen und Materialzentrale Lindl & Gstraunthale, Zell und Gewebekultur, Spektrum Verlag, 2008 Lottspeich & Zorbas, Bioanalytik, Spektrum, Akad. Verlag.


Vertiefungsmodul b: Lebensmittelchemie und Toxikologie


nach ECTS


LS_VM3 360 h 12 2 oder 3 1


Praktikum: Lebensmittelchemie und Toxikologie 270 h 90 h 12

2. Lehrformen

Praktikum

3. Gruppengröße

Maximale Teilnehmerzahl: 5 Personen


Es werden selbstständige wissenschaftliche Arbeiten in den Bereichen der Lebensmittelanalytik, Zellkulturarbeiten, biomolekularen Analytik und toxikologischer Untersuchungsverfahren durchgeführt.

Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit eine wissenschaftliche Fragestellung aus den Gebieten der Lebensmittel oder Toxikologie oder dem Umweltbereich analytisch/wissenschaftlich (experimentelle Aufgabe) selbstständig auswerten, die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen und in Form eines Vortrags präsentiert und vertreten.

5. Inhalte

Praktikum mit lebensmittelchemischen / toxikologischen Fragestellungen im Forschungslabor. Projektbezogene Themenwahl nach Absprache mit dem betreuenden Hochschullehrer.




Das Praktikum aus dem Grundmodul Biochemie wird empfohlen.

8. Prüfung

Durchführung, schriftliche Ausarbeitung und Vortrag (Dauer inkl. Diskussion: 45-90 Minuten)





Die Modulnote errechnet sich aus der praktischen Durchführung und aktiven Teilnahme am Praktikum, der schriftlichen Ausarbeitung und der Präsentation der Daten im Rahmen eines Vortrags zu je 1/3.


jedes Semester

12. Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende

Prof. Schrenk

Prof. Richling


Internetseiten der Arbeitsgruppen der Fachrichtung Lebensmittelchemie

Literatur

je nach Thema in Verantwortlichkeit des betreuenden Hochschullehrers


Wahlmodul: Bioanorganische Chemie + Wahlvorlesung

Kennnummer:

work load Leistungspunkte nach ECTS


AC_WM1 210 h 7 CP 2.-3. 1-2 Semester


Vorlesung: Bioanorganische Chemie (3 SWS) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h 30 h

75 h 60 h

4 CP 3 CP

2. Lehrformen

Vorlesung

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesung ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt


Die Studierenden sollen einen Überblick über die Strukturen und Funktionsweisen von Metallionen in der Natur erwerben

5. Inhalte

Vorlesung:

Einleitung (Definition, Übersicht über Metallobiomoleküle, essentiell wichtige Elemente, biologisch bedeutsame Liganden, funktionelle Bedeutung des Metalls, der Koordinationssphäre und der Peptidmatrix, harte und weiche Säure-Base-Konzept, allgemeine Aspekte der Koordinationschemie, Synthetische Analogstrategie) – Aufnahme, Transport und Speicherung von Metallionen (Siderophore, Transferrin, Ferritin, Metallothioneine, Chaperonproteine) – Lewis-Säure Katalysatoren (Hydrolasen, Peptidasen, Urease, Kohlensäure-Anhydratase) – Elektronentransfer (Allgemeine Grundlagen des Elektronentransfers und der Elektronentransfergeschwindig-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 (Cytochrom P450, Peroxidasen, Extradiol- und Intradiol-spaltende

-ketosäureabhängige Dioxygenasen und Oxidasen, Methanmonoxygenase, Ribonukleotidreduktase, Lipoxygenase, Tyrosinase, Cytochrom-C-Oxidase, Galaktose-Oxidase) – Organometallische Chemie in der Natur (Vitamin B12, Hydrogenase, Kohlenmonoxid-Dehydrogenase, Methyl-Coenzym-M-Reduktase) – Isomerasen – Stickstoffkreislauf (Nitrogenase, Nitritreduktase, Nitratreduktase) – Schwefelkreislauf (Sulfit Reduktase) – Stabilisierung der Struktur von Biomolekülen durch Metallionen


Wahlmodul im Master-Studiengang Chemie


Keine

8. Prüfung






Die Gesamtnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Einzelnoten, wobei die Wahlpflichtvorlesung mit 75% gewichtet wird und die Wahlvorlesung mit 25%.


jeweils im SS


Prof. Krüger


Literaturempfehlung: W. Kaim und B. Schwederski Bioanorganische Chemie, Vieweg und Teubner 2005 J.A. Cowan Bioinorganic Chemistry: An Introduction, Wiley 1997 A. Messerschmidt Handbook of Metalloproteins, Wiley-VCH 2004 und 2011 H.-B. Kraatz und N. Meyer-Nolte Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry, Wiley-VCH 2006 R.M. Roat-Malone Bioinorganic Chemistry: A Short Course, Wiley-VCH 2007 Spezielle Reviewbände in Chemical Reviews 1996, 96, Band 7; Chemical Reviews 1999, 99, Band 2; Chemical Reviews 2004, 104, Band 2


Wahlmodul: Anorganische Funktionsmaterialien + Wahlvorlesung


nach ECTS Studiensemester

Dauer

AC_WM2 210 h 7 2-3 1-2 Semester


Vorlesung "Anorganische Funktionsmaterialien" (3 SWS) Vorlesung aus dem Wahlbereich(2 SWS)

45 h

30 h

75 h

60 h

4

3 2. Lehrformen

Vorlesung

3. Gruppengröße

Maximale Teilnehmerzahl durch das Fassungsvermögen des Hörsaals gegeben.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden

kennen verschiedene Anorganische Materialien und deren Verwendung in der Technik

kennen Synthesewege zu diesen Materialien kennen Charakterisierungsmöglichkeiten für solche Materialien

5. Inhalte

Vorlesung:

Anorganische Pigmente, fluoreszierende Materialien, Chromophore für verschiedene Technische Anwendungen

Silikate Strukturierte poröse Materialien, Zeolithe, mesoporöse Kieselgele, Alumophosphate

Silikone, Phosphazene

Anorganische und metallorganische Polymere, MOFs,

Elektrisch leitfähige Polymere

Lithiumionenbatterien


Wahlmodul im Masterstudiengang Chemie


Keine

8. Prüfung



Bestandene mündliche Prüfung




Einmal jährlich, im Wintersemester


Prof. Thiel



Wahlmodul: Anorganische Strukturchemie + Wahlvorlesung

Kennnummer:


Studiensemester (siehe Fußnote a)

Dauer (siehe Fußnote a)

AC_WM3 210 h 7 CP 2.-3. 1-2 Semester


Vorlesung: Anorganische Strukturchemie (3 SWS) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h 30 h

75 h 60 h

4 CP 3 CP

2. Lehrformen

Vorlesung

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesung ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt



ein grundlegendes Verständnis der wichtigsten Festkörperstrukturen erwerben 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

5. Inhalte

Vorlesung:

Vorlesung „Anorganische Strukturchemie“ Vorüberlegungen: Bedeutung der anorganischen Strukturchemie, Methoden der Strukturbestimmung, Interpretation von Strukturdaten Darstellung von Kristallstrukturen: Computerprogramme, Freeware „SCHAKAL“, Atomkoordinaten, Erstellung einfacher Datensätze, Bildschirmdarstellung ausgewählter Strukturen Symmetriesymbole nach Schoenflies und Hermann-Mauguin 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




Keine

8. Prüfung








jeweils im SS


Prof. Sitzmann


Literaturempfehlung: U. Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Vieweg und Teubner 2008 oder Nachdruck 2009. B. E. Douglas, S. M. Ho, Structure and Chemistry of Crystalline Solids, Springer, New York, 2006. Sonstige Empfehlung: Computerprogramm zur Visualisierung von Strukturen, z. B. Freeware SCHAKAL oder JMOL Spiegelstereoskop für 3D-Betrachtung


Wahlmodul: Aspekte der bioorganischen Chemie + Wahlvorlesung

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester

Dauer

OC_WM1 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Chemie der Sekundärmetabolite + Übung (3 SWS)

b.) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h 30 h

75 h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße



Die Studierenden sind in der Lage, Sekundärmetabolite auf Basis struktureller Argumente in die Klassen Polyketide, Terpene Shikimisäure-Derivate und Alkaloide einzuteilen. In punkto mechanistischer organischer Chemie beherrschen die Studierenden Grundlagen und Spezialwissen der Synthese ausgewählter Vertreter der Naturstoffklassen in biologischen Systemen.

5. Inhalte

a.) Vorlesung: „Chemie der Sekundärmetabolite“

Lineare Acetatverknüpfung – Polyketide

Verzweigte Acetatprodukte – Terpene

Shikimat-abgeleitete Naturstoffe Alkaloide

b) Übung/Seminar: „Naturstoffchemie 2 – Sekundärmetabolite“



7. Teilnahmevoraussetzungen keine

8. Prüfung mündliche Teilprüfung für die Lehrveranstaltung „Chemie der Sekundärmetabolite“ (Dauer 15-60 Minuten) und Prüfungsform nach Ausführung in der Modulbeschreibung der Wahlvorlesung





Die Teile a.) und b.) werden im Sommersemester, einmal pro Studienjahr


Prof. Hartung



Literaturempfehlung: Zu a.) P. Nuhn, Naturstoff-Chemie, S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 3. Auflage, 1997 A. Gossauer, Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Wiley, 2006 J. R. Hanson, Natural Products - The Secondary Metabolites, RSC Tutorial Chemistry Texts, Cambridge, 2003 E. Breitmaier, G. Jung, Organische Chemie, 5. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart, 2005 H. Rimpler, Biogene Arzneistoffe (Pharmazeutische Biologie II), Thieme Verlag, Stuttgart, 1990 K. Lehmann, Kohlenhydrate, Chemie und Biologie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 2. Auflage, 1996 E. Breitmeyer, Terpene, Teubner Verlag, Leipzig, P. Karlson, D. Doenecke, J. Koolman, Biochemie, Thieme-Verlag, Stuttgart, 14. Auflage, 1994 P.M. Dewick, Medicinal Natural Product, Wiley, 2. Auflage, New York, 2002 Originalarbeiten und Übersichtsartikel aus der aktuellen Literatur Zu b.) passend zum belegten Wahlmodul


Wahlmodul: Katalytische Syntheseverfahren + Wahlvorlesung

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester Dauer

OC_WM2 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Metallorganik und Katalyse b.) Wahlvorlesung

2V + 1Ü SWS x 15 = 45 h 2V SWS x 15 = 30 h

75 h 60 h

4 3

2. Lehrformen

Vorlesung und Übung für a.) Vorlesung für b.)

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.


Die Studierenden kennen gängige Elementarschritte katalytischer Reaktionen. Sie können einschätzen, wie schnell diese Schritte ablaufen, und wie man dies beeinflussen kann. Die Studierenden besitzen eine Übersicht über wichtige katalytische Methoden, die Anwendung in der organischen Synthese finden. Die Studierenden sind in die Lage, mehrstufige Reaktionscyclen zur Kohlenstoff-Kohlenstoff und zur Kohlenstoff-Heteroatom-Verknüpfung zu verstehen. Sie sind geübt darin, plausible Katalysezyklen aufzustellen und vorgeschlagene Mechanismen kritisch zu bewerten.

Die Studenten haben einen Einblick in aktuelle Forschungsziele bei der Entwicklung katalytischer Methoden.

5. Inhalte

a) Vorlesung/Übung: „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-Reaktionen

Heck-Reaktionen als Einzelreaktion bzw. als Teil von Reaktionskaskaden

Übergangsmetallkatalysierte Allylierungen mit der Möglichkeiten der asymmetrischen Induktion

Carbonylierungsreaktionen Carbonylierungen von Organohalogenverbindungen, Monsanto-Essigsäuresynthese, Hydroformylierungen und Amidocarbonylierungen.

Oxidative Funktionalisierungen; wie z. B. Allylische Oxidationen, Epoxidierungen, cis-Hydroxylierungen, Aminohydroxylierungen und Wacker-Oxidationen

Asymmetrische Hydrierungen und Isomerisierungen.

Alken- und Alkinmetathese insbesondere zur Synthese mittlerer Ringe




Keine

8. Prüfung

Die Teile a.) und b.) werden durch schriftliche (Dauer 60-180 Minuten) oder mündliche Abschlussprüfungen (Dauer 15-60 Minuten) jeweils einzeln abgeprüft.







Teil a.) wird in der Regel jährlich im Wintersemester oder im Sommersemester angeboten.


Prof. Gooßen


Literaturempfehlung: Zu a.) Yamamoto, A. Organotransition Metal Chemistry, Wiley 1986; De Meijere, A.; Diederich, F., Eds. Metal- catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd Ed., Wiley 2004; Chiusoli, G. P.; Maitlis, P. Metal-Catalysis in Industrial Organic Processes, RSC 2006; Collman, Hegedus, Norton, Finke, Principles and Applications of Organotransition Metal Chemistry, University Science 1987; Crabtree, R. H. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, Wiley 2001.


Wahlmodul: Supramolekulare Chemie + Wahlvorlesung

Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester Dauer

OC_WM3 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Supramolekulare Chemie b.) Wahlvorlesung

2V+1Ü SWS x 15 = 45 h 2V SWS x 15 = 30 h

75 h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße



Die Studierenden kennen die grundlegenden Mechanismen nicht-kovalenter Wechselwirkungen und können deren jeweilige Stärke einordnen. Sie besitzen eine Übersicht über die wichtigsten Typen synthetischer Rezeptoren, deren Eigenschaften und Verwendung. Methoden zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung von Wirt-Gast Systemen sind bekannt und können auf ein jeweiliges Problem angewendet werden. Schließlich besitzen die Studierenden Kenntnisse über aktuellere Entwicklungen im Gebiet der Supramolekularen Chemie, welche über Selbst-Assoziation, supramolekulare Katalyse und molekularen Maschinen bis in das Gebiet der Nanotechnologie reichen.

5. Inhalte

d.) Vorlesung: „Supramolekulare Chemie“

Intermolekulare Wechselwirkungen [Ion-Ion, Ion-Dipol, Dipol-Dipol, Wasserstoffbrücken, Kation-Anion-van-der-Waals, hydrophobe, Bestimmung der Stöchiometrie und Stabilität von supramolekularen Komplexen]

Wirt-Gast-Systeme [Coronanden, Cryptanden, Podanden und Spheranden, Cyclodextrine, Cyclophane, Calixarene, Resorcarene, Clefts, Pinzettenmoleküle]

Catenane, Rotaxane, Knoten [Hilfsbindung, Metallkoordination, Charge-Transfer-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrücken, Hydrophobe Wechselwirkungen]

Selbstaggregation [Wasserstoffbrücken (Rosetten, Kapseln, Röhren), Metallkoordination (Helices, Ringe und Käfige)]

Anwendungen [Selbstreplikation, Dynamische Kombinatorische Chemie, Supramolekulare Katalyse, Molekulare Maschinen]




keine

8. Prüfung








Teil a.) wird als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit (in der Regel Ende September) angeboten..


Prof. Kubik


Literaturempfehlung: Zu a.) E. V. Anslyn, D. A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, Sausalito, CA, 2004 P. Cragg, A Practical Guide to Supramolecular Chemistry, Wiley, New York, 2005 J.-M. Lehn, Supramolecular Chemistry - Concepts and Perspectives, VCH, Weinheim, 1995 C. A. Schalley (Hrsg.), Analytical Methods in Supramolecular Chemistry, VCH, Weinheim, 2007 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 F. Vögtle, Supramolekulare Chemie, Teubner Studienbücher, Stuttgart, 1992


Wahlmodul: Spektroskopie + Wahlvorlesung Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester Dauer

PC_WM1 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Vorlesung "Moderne Methoden der Spektroskopie" (3SWS) b.) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h 30 h

75h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße



• Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Laserspektroskopie • Die Studierenden können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein spektroskopisches Thema einarbeiten

5. Inhalte

a.) Vorlesung: „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)




8. Prüfung

mündliche Teilprüfung für die Lehrveranstaltung „Moderne Methoden der Spektroskopie“ (Dauer 15-60 Minuten) oder eine Klausur (Dauer 60-180 Minuten) und Prüfungsform nach Ausführung in der Modulbeschreibung der Wahlvorlesung







a) Einmal pro Studienjahr im Wintersemester b) Je nach Angebot im Sommer- oder Wintersemester


Prof. Gerhards


Literaturempfehlung: Zu a.) [1] 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 [2] Hollas, J. Michael (2003): Modern spectroscopy. 4. Aufl. Chichester: Wiley, ISBN-10: 0-470-84416-7 [3] Bernath, Peter F. (2005): Spectra of atoms and molecules. 2. Aufl. New York: Oxford University Press, ISBN-10: 978-0-19-517759-6 [4] Skript mit weiterer Originalliteratur


Wahlmodul: Clusterchemie + Wahlvorlesung Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester

Dauer

PC_WM2 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Vorlesung "Clusterchemie I" (3SWS) b.) Vorlesung aus dem Wahlbereich

(2 SWS)

45 h 30 h

75h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und dem Seminar ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Clusterchemie

Die Studierenden können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein spektroskopisches Thema einarbeiten

5. Inhalte

a.) Vorlesung: „Clusterchemie I“

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




8. Prüfung mündliche Teilprüfung für die Lehrveranstaltung „Clusterchemie“ (Dauer 15-60 Minuten) und Prüfungsform nach Ausführung in der Modulbeschreibung der Wahlvorlesung


10. Ermittlung der Modulnote Die Gesamtnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Einzelnoten, wobei die Wahlpflichtvorlesung mit 75% gewichtet wird und die Wahlvorlesung mit 25%.




Prof. Niedner-Schatteburg



Literaturempfehlung: Zu a.) [1] Kreibig, IL, Vollmer, M., Optical Properties of Metal Clusters, Springer, Berlin, 1995 [2] Kappes, M., Leutwyler, S., Molecular Beams of Clusters, in: Scoles, G. (Ed.), Atomic and Molecular Beam Methods, Vol. 1, Oxford University Press, 1988 [3] Haberland, H, Clusters of Atoms and Molecules I und II, Springer Series in Chemical Physics, Vol. 52 und 56, Springer, Berlin, 1994 und 1995 . [4] Johnston, R.L., Atomic and Molecular Clusters, Taylor & Francis, London, 2002 [5] Baletto, F., Ferrando, R., Structural Properties of Nanoclusters: Energetic, Thermody- namic, and Kinetic Effects. Rev. Mod. Phys. 77, 371, 2005


Wahlmodul: Ultrakurze Laserpulse in der Chemie + Wahlvorlesung Kennnummer: work load Leistungspunkte nach ECTS Studiensemester Dauer

PC_WM3 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Vorlesung " Ultrakurze Laserpulse: Anwendungen in der chemischen Dynamik und Analytik (3 SWS) b.) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h 30 h

75h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und dem Seminar ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.

4. Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Ultrakurzzeitspektroskopie. Die Studierenden können sich anhand der wissenschaftlichen Literatur vertieft in ein laserspektroskopisches

Thema einarbeiten

5. Inhalte

a) Vorlesung: „Ultrakurze Laserpulse: Anwendungen in der chemischen Dynamik und Analytik“ Erzeugung kurzer Laserpulse: Grundlagen, Charakterisierung (Autokorrelation, FROG), Methoden (mode locking), Technik (Ti:Saphir-Systeme). Pump-probe-Spektroskopie: verschiedene Methoden in Gasphase und kondensierter Phase. Nicht-lineare Optik und Spektroskopie. Laser control. Chemische Dynamik: Zeitskalen molekularer Elementarprozesse und ihre Untersuchung (Elektronen-, Protonen-, Energie- Ladungstransfer, Dissoziationen und Umlagerungen, Schwingung, Rotation, Ionisation); Mehrphotonen-Mikroskopie und bioanalytische Lasermethoden.




8. Prüfung mündliche Teilprüfung für die Lehrveranstaltung „Ultrakurze Laserpulse: Anwendungen in der chemischen Dynamik und Analytik“ (Dauer 15-60 Minuten) und Prüfungsform nach Ausführung in der Modulbeschreibung der Wahlvorlesung


10. Ermittlung der Modulnote Die Gesamtnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Einzelnoten, wobei die Wahlpflichtvorlesung mit 75% gewichtet wird und die Wahlvorlesung mit 25%.




Priv.-Doz. Christoph Riehn



Literaturempfehlung: Zu a.) [1] Femtosecond laser pulses – principles and experiments, C. Rulliere, Springer, 2004, [2] Ultrashort laser pulse phenomena, J. C. Diels, 2nd ed., Academic Press, 2006 [3] Ultrashort laser pulses in biology and medicine, M. Braun, P. Gilch, W. Zinth, Springer, 2010


Wahlmodul: MO-Theorie II + Wahlvorlesung



ThC_WM1 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


Vorl. "Post-Hartree-Fock-Methoden" (3 SWS) Wahl-Vorlesung (2 SWS)

45 h 30 h

75 h 60 h

7

2. Lehrformen


3. Gruppengröße



Die Studierenden kennen die wichtigsten Verfahren zur Beschreibung der Elektronenkorrelation Die Studierenden runden ihr Kompetenzprofil durch Besuch einer Wahl-Vorlesung (angeboten durch einen anderen

Fachbereich) ab

5. Inhalte

Vorlesung „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, Größenkonsistenz

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

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

Kurze Wiederholung der Störungstheorie, Anwendung auf das Korrelationsproblem (Møller-Plesset): führende Ordnung, Rechenaufwand, MP3 und MP4

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




keine

8. Prüfung

Über den Inhalt der Vorlesung gibt es eine schriftliche, benotete Abschlussprüfung (Klausur; Dauer 60-180 Minuten)


Die Klausur zur Vorlesung "Post Hartree-Fock-Methoden" muss bestanden sein (Note mindestens 4,0). Der erfolgreiche Besuch der Wahl-Vorlesung ist durch eine vom anbietenden Fachbereich auszustellende Bescheinigung nachzuweisen.





Die Vorlesung „Post-Hartree-Fock Methoden“ wird einmal jährlich im Wintersemester angeboten.


Prof. van Wüllen


Literaturempfehlung: Literatur zur Vorlesung "Post-Hartree-Fock Methoden": F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, Wiley, 2006 (ISBN 978-0470011874) C. Cramer, Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models, Wiley, 2004 (ISBN 978-0470091821) T. Helgaker, P. Jørgensen, J. Olsen, Molecular Electronic Structure Theory, Wiley, 2000 (ISBN 978-0471967552) B. O. Roos (Hrg), Lecture Notes in Quantum Chemistry (Lecture Notes in Chemistry, Bd. 58), Springer, 1992 (ISBN 978-

3540553717) B. O. Roos (Hrg), Lecture Notes in Quantum Chemistry II (Lecture Notes in Chemistry, Bd. 64), Springer, 1994

(ISBN 9783540586203)


Wahlmodul: Angewandte Heterogene Katalyse + Wahlvorlesung



TC_WM1 210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a.) Vorlesung Heterogene Katalyse b.) Wahlvorlesung

45 h 30 h

75 h 60 h

4 3

2. Lehrformen


3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt



Die Studierenden

besitzen grundlegende Kenntnisse über das Wesen und die Prinzipien der Katalyse im allgemeinen und der Heterogenen Katalyse im besonderen

lernen die wichtigsten Arten von Feststoff-Katalysatoren sowie Methoden zu ihrer Herstellung kennen

besitzen Kenntnisse über ausgewählte Methoden zur physikalisch-chemischen Charakterisierung von Feststoff-Katalysatoren

besitzen Kenntnisse über die wichtigsten katalytischen Testreaktionen

5.

Inhalte

a.) Vorlesung „Heterogene Katalyse“

Grundlagen der Katalyse (Geschichte, Wesen der Katalyse, Definition eines Katalysators)

Arten fester Katalysatoren

Methoden zur Herstellung von festen porösen Trägern bzw. Trägerkatalysatoren (Fällung, Imprägnierung, Ionenaustausch)

Methoden zur Charakterisierung fester, poröser Katalysatoren (N2-Adsorption, XRD, REM und EDX, chemische Analyse, Adsorption von Sondenmolekülen, katalytische Testreaktionen)

Formselektive Katalyse




keine

8. Prüfung








Teil a.) wird in der Regel einmal jährlich im Wintersemester angeboten.


Prof. Ernst


Literaturempfehlung: J. Hagen, Technische Katalyse, Wiley-VCH G. Ertl, H. Knözimger, F. Schüth, J. Weitkamp, Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2. Ed., Wiley-VCH G. Rothenberg, Catalysis – Concepts and Green Applications, Wiley-VCH, J. W. Niemantsverdriet, Spectroscopy in Catalysis, Wiley-VCH B. M. Weckhuysen, In-situ spectroscopy of catalysts, American Scientific


Wahlmodul: Biochemie + Wahlvorlesung

Kennnummer: BC_WM1



210 h 7 2.-3. 1-2 Semester


a) Vorlesung: „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“ oder wahlweise „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“ (2 SWS) b) Seminar: „Biochemisches Seminar II“ (1 SWS) c) Vorlesung aus dem Wahlbereich (2 SWS)

45 h

30 h

75h

60 h

4

3

2. Lehrformen

a) Vorlesung b) Literaturseminar mit Eigenvortrag

3. Gruppengröße

Die Teilnehmerzahl der Vorlesungen und des Seminars ist durch das Fassungsvermögen des Hörsaals begrenzt.


Die Studierenden sollen a) Einblicke in fortgeschrittenere Themen der Biochemie erhalten, b) Kompetenzen im Verständnis von aktueller biochemischer Literatur und Fertigkeiten im Vortrag erwerben.

5. Inhalte

a)


Stoffwechselwege für Fortgeschrittene Proteinstruktur Reinigung von Proteinen Enzym-Kinetik chemische Modifizierung von Proteinen immobilisierte Enzyme und ihre Anwendung


Nervensystem Sehprozess Muskelkontraktion Immunsystem Hormone (einschließlich Prostaglandine) Zellzyklus Apoptose

b) „Biochemisches Seminar II“:

Themen aus aktuellen wissenschaftlichen Übersichtsartikeln


Wahlvorlesung im Master-Studiengang Chemie



8. Prüfung

Vorlesung: Klausur (Dauer 60-180 Minuten), Seminar: Klausur (Dauer 60-180 Minuten) und Vortrag mit Diskussion (Dauer 45-90 Minuten)


Die Klausur zu Vorlesung und Seminar muss bestanden sein (Note mindestens 4,0) und der Seminarvortrag muss akzeptiert worden sein.




Einmal pro Studienjahr


Prof. Dr. A. Pierik und N.N



Literaturempfehlung: Vorlesung „Stoffwechsel II und Proteinchemie (Biochemie II)“: D. Nelson, M. Cox: Lehninger Biochemie, 4. Aufl. (Springer Verlag, 2008, ISBN 978-3540686378) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9

Vorlesung „Molekulare Physiologie (Biochemie IV)“: J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemie (Springer Spektrum. 2012, ISBN 978-3-8274-2988-9) J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer Biochemistry (WH Freeman. 2015, ISBN: 978-1-464-12610-9 G. Loeffler, P. E. Petrides, P. C. Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Aufl. (Springer Verlag, Berlin, 2014, ISBN 978-3642179716) J. Rassow et al. Biochemie, 2. Aufl. (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 2008, ISBN 978-3131253521) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw: Cell Biology, 2nd Ed. (Saunders, 2007, ISBN 978-1416022558) T. D. Pollard, W. C. Earnshaw, J. Lippincott-Schwartz: Cell Biology. Das Original mit Übersetzungshilfen, 2nd Ed. (Spektrum Akademischer Verlag, 2008, ISBN 978-3827418616)


Abschlussmodul: Masterarbeit


Studiensemester

Dauer

MArb 900 h 30 4.

1. Lehrveranstaltungen

Kontaktzeit Selbststudium Leistungspunkte

Durchführung wissenschaftlicher Arbeiten, Abfassen einer schriftlichen Abhandlung; Präsentation eines Vortrags über die erzielten Ergebnisse

600 h

300 h 30

2. Lehrformen

Die Studierenden müssen in vorgegebener Zeit ein Problem wissenschaftlich bearbeiten und die Ergebnisse fachgerecht schriftlich darstellen. Nach oder kurz vor Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung müssen die Studierenden in einem Kurzvortrag über die Ergebnisse berichten.

3. Gruppengröße

Die schriftliche Ausarbeitung und der Vortrag werden von den Studierenden als Individualleistung erbracht.


Die Studierenden

sind in der Lage, wissenschaftlich zu arbeiten, sind in der Lage, selbständige Literaturrecherchen durchzuführen

können wissenschaftliche Ergebnisse kritisch interpretieren und in den jeweiligen Kenntnisstand einordnen,

sind fähig wissenschaftliche Ergebnisse schriftlich und mündlich zu präsentieren und zu diskutieren.

5. Inhalte

Je nach gewählter Fachrichtung / Arbeitsgruppe


Master-Studiengang Chemie


Die allgemeinen Voraussetzungen sind durch die Fachprüfungsordnung des Master-Studiengangs Chemie geregelt (§ 3). 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 Fachbereich Chemie in regelmäßigen Abständen angeboten; Ort und Zeit werden rechtzeitig durch Aushang und im Internet bekanntgegeben.

8. Prüfung

Benotete schriftliche Ausarbeitung; benoteter Vortrag (Dauer inkl. Diskussion 45-90 Minuten)


Die schriftliche Ausarbeitung und der Vortrag müssen beide mindestens mit der Note 4,0 bewertet worden sein.


In die Gesamtnote gehen die Masterarbeit zu 83,33% und der Vortrag zu 16,67% ein.


Mit der Masterarbeit kann sowohl im Winter- als auch im Sommersemester begonnen werden



Vorsitzender des Prüfungsausschusses für den Master-Studiengang Chemie


Internetseiten der Arbeitsgruppen des Fachbereichs Chemie


Liste an Wahlmodulen


Aufstellung der Wahlvorlesungen

Name der Vorlesung Fachbereich SWS ECTS

Baulicher Brandschutz Architektur 2 3

Eisenbahnbau und –betrieb Bauingenieurwesen 2 3

Biotechnologie Biologie 2 3

Ökologie- Grundlagen und Anwendungen Biologie 2 3

Mikrobiologie Biologie 2 3

Pharmakologisch aktive Naturstoffe Biologie 2 3

Einführung in die Biotechnologie Biologie 2 3

Humanbiologie und –genetik Biologie 2 3

Einführung in die Genetik Biologie 2 3

Tumorgenetik Biologie 2 3

NMR-Spektroskopie Chemie 2 3

Molecular Modelling Chemie 2 3

Programmentwicklung I für Hörer anderer

Fachrichtungen Informatik 2 3

Programmentwicklung I Informatik 2 3

Elektrotechnik für Maschinenbauer I Elektrotechnik 2 3

Toxikologische Untersuchungen in der chemischen

Industrie Lebensmittelchemie 2 3

Pharmakologie I + II Lebensmittelchemie 2 3

Chemische Kanzerogenese Lebensmittelchemie 2 3

Werkstoffkunde I Maschinenbau 2 3

Umweltverfahrenstechnik II Maschinenbau 2 3

Betrieblicher Arbeits- und Umweltschutz Maschinenbau 2 3

Einführung in die Verfahrenstechnik Maschinenbau 2 3

Altautorecycling Maschinenbau 2 3

Recycling von Elektro- und Elektronik Altgeräten Maschinenbau 2 3

Berührungslose Messverfahren in der Produkt- und

Materialentwicklung Maschinenbau 2 3

Kunststoffe in der Fahrzeugtechnik Maschinenbau 2 3

Einführung in die Verbundwerkstoffe Maschinenbau 2 3

Einführung in die Kunststofftechnik Maschinenbau 2 3

Einführung in wissenschaftliches Rechnen mit

C/MATLAB Mathematik 2 3

Experimentalphysik II Physik 2 3

Experimentalphysik III Physik 2 3

Festkörperphysik Teil 1 Physik 2 3

Festkörperphysik Teil 2 Physik 2 3

Angewandte Physik II: Fourieroptik und integrierte

Optoelektronik Physik 4 3

Biophysik I Physik 2 3


Biophysik III Physik 2 3

Biophysik IV Physik 2 3

Biophysik V Physik 2 3

Biophysik VI Physik 2 3

Wirkung elektromagnetischer und ionisierender

Strahlung auf menschliches Gewebe Physik 2 3

Medizinische Optik Physik 2 3

Laseranwendungen in der Medizin Physik 2 3

Sonnensystem Physik 2 3

Grundlagen und Anwendungen der Mößbauer-

Spektroskopie Physik 2 3

Nanotechnologie Physik 2 3

Grundlagen der Laserphysik Physik 2 3

Grundkurs über Strahlenschutz Physik 2 3

Einführung in die allgemeine

Pädagogik/Kommunikations- und Methodentraining Sozialwissenschaften 2 3

Wissenschaftstheorie I Sozialwissenschaften 2 3

Lernen, Gedächtnis, Denken: Kognitions- und

Sozialpsychologie Sozialwissenschaften 2 3

Entwicklungspsychologie und Persönlichkeits-

entwicklung – Einführung in die Psychologie Sozialwissenschaften 2 3

Einführung in die Psychologie Sozialwissenschaften 2 3

Grundlagen der Immunologie und Hämostaseologie Biologie 2 3

Personalführung I Wirtschaftswissenschaften 2 3

Allgemeine Betriebswirtschaftslehre Wirtschaftswissenschaften 2 3

Umweltrecht Wirtschaftswissenschaften 2 3

Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre I: Betriebliche

Leistungserstellung Wirtschaftswissenschaften 2 3

Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre II:

Unternehmensführung Wirtschaftswissenschaften 2 3

Betriebsinformatik/Operations Research – Entwurf von

Informationssystemen Wirtschaftswissenschaften 2 3

Einführung in die Betriebswirtschaftslehre Wirtschaftswissenschaften 2 3

PC-Anwendungslabor (PAL) Wirtschaftswissenschaften 2 3

Betriebsinformatik/Operations Research: Algorithmen

des OR Wirtschaftswissenschaften 2 3

Strukturiertes Sprechen und Schreiben Wirtschaftswissenschaften 2 3

Internes Rechnungswesen Wirtschaftswissenschaften 2 3

Finanzbuchhaltung Wirtschaftswissenschaften 2 3

Statistik 1 Wirtschaftswissenschaften 2 3

Makroökonomik Wirtschaftswissenschaften 2 3

Marketing Wirtschaftswissenschaften 2 3

Personalführung I Wirtschaftswissenschaften 2 3


Patentrecht Wirtschaftswissenschaften 2 3

Einführung in die Volkswirtschaftslehre Wirtschaftswissenschaften 2 3

Documents

Modulhandbuch - Chemie · Biologie, Physik, Mathematik, Informatik, Wirtschaftswissenschaft, Maschinenbau sowie ausgewählte Vorlesungen der Chemie und Lebensmittelchemie. Eine Auswahl