Röntgenstrukturanalyse zur Strukturbestimmung

Synthetische Chemiker denken oft in Strukturen und stehen in ihrer Mentalität Architekten nahe. Daher sind genaue experimentelle Strukturbestimmungen ein unverzichtbarer Bestandteil vieler Forschungsprojekte. Bereits bei einem flüchtigen Blick in chemische Fachzeitschriften erkennt man sofort, dass Veröffentlichungen oft Darstellungen von experimentell bestimmten Molekülstrukturen enthalten, um die Beweisführung zu untermauern. Aus der Vielzahl von Strukturbestimmungs- methoden ragt (neben der NMR-Spektroskopie) die Röntgenstrukturanalyse heraus, die auf der Beugung von Röntgenstrahlen an Kristallen beruht. Zwar muss dafür die untersuchte Verbindung zuvor kristallisiert werden, doch dies wird durch die von keiner anderen Methode erreichte Zuverlässigkeit und Genauigkeit wettgemacht. Ursache dafür ist eine Fülle an experimentellen Daten, die für ein ausgezeichnetes Daten/Parameter-Verhältnis sorgt. Insgesamt fast 30 Nobelpreisträger sprechen eine deutliche Sprache für die Bedeutung dieses Forschungsgebiets.

Aus den mit Hilfe eines automatischen Diffraktometers gemessenen Intensitäten des dreidimensionalen Röntgenbeugungsmusters erhält man die gesuchte Struktur nicht direkt, sondern muss zunächst das berühmt-berüchtigte "Phasenproblem" lösen. Dank moderner Strukturlösungsmethoden und hervorragender Rechenprogramme ist die Röntgenstrukturanalyse allerdings schon lange mehr keine Kunst, die nur von wenigen Spezialisten beherrscht wird. (Ein eindrucksvoller Beweis dafür sind die mehr als 250000 Kristallstrukturen in der Cambridge Structural Database, die für die Untersuchung vieler chemischer Probleme eine wahre Fundgrube ist.) Es handelt sich jedoch auch keineswegs um ein "Routineverfahren" und wird dies auch auf absehbare Zeit nicht werden; denn in allen Stadien lauern Fallen, in die selbst ausgebildete Kristallographen leicht tappen können. Der Arbeitskreis Chemische Kristallographie (ChemKrist) innerhalb der Fachgruppe Analytische Chemie hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, durch regelmäßige Fortbildungsveranstaltungen (Sommerschulen, Workshops und wissenschaftliche Tagungen) alle an der Röntgenstrukturanalyse im weitesten Sinne Interessierten, insbesondere Diplomanden und Doktoranden, mit neuen Entwicklungen und Problemlösungsstrategien vertraut zu machen.

Quelle: Aktuelle Wochenschau