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Porträt PD Dr. habil. Schmidt, Moritz; FWOF

PD Dr. habil. Moritz Schmidt

Leiter Chemie der f-Elemente
moritz.schmidthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3156
+49 351 260 2536

Soziale Medien

Abteilung Chemie der f-Elemente

Foto: Übersicht FWOF ©Copyright: PD Dr. habil. Moritz Schmidt

Wir untersuchen die Chemie der Actiniden und ihrer Lanthanidhomologen im Festkörper und in Lösung. Hierzu setzen wir moderne analytische Methoden sowie quantenchemische Berechnungen ein, um strukturelle Informationen auf atomarer Ebene zu erhalten. Daraus wiederum lassen sich Rückschlüsse auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Actiniden in Molekülen ziehen.

Das Hauptaugenmerk der Abteilung liegt dabei auf der Koordinationschemie der f-Elemente mit organischen und anorganischen Liganden. Insbesondere solchen mit biologischen oder biologisch-inspirierten Bindungsmotiven. Für diese Untersuchungen nutzen wir Pulver- sowie Einkristall-Röntgenbeugung zur Strukturaufklärung im Festkörper, und spektroskopische Methoden, wie NMR, XANES, oder TRLFS zur Strukturanalyse in Lösung. Die experimentellen Untersuchungen werden stets von quantentheoretischen Berechnungen begleitet, die wesentlich von der Weiterentwicklung der Berechnungscodes für die Anwendungen für 5f-Elemente abhängen.

Das so generierte fundamentale Verständnis der Actinidenchemie wird in unserer Abteilung zudem für Untersuchungen der Actinidenreaktivität an der Wasser/Mineral-Grenzfläche angewendet. In diesem Feld kommen die Rasterkraftmikroskopie, TRLFS, sowie die Oberflächen-Röntgenbeugung als analytische Methoden zum Einsatz.

Eine ausführliche Liste unserer experimentellen Ausstattung finden Sie hier.

Die Abteilung Chemie der f-Elemente ist stets offen für Bachelor- und Masterstudenten sowie Praktika. Kontaktiert uns!

Neuste Publikation

A Co(II)-Hydroxide Complex That Converts Directly to a Co(II)-Acetamide during Catalytic Nitrile Hydration

Heim, P.; Biswas, S.; Lopez, H.; Gericke, R.; Twamley, B.; McDonald, A. R.

In exploring structural and functional mimics of nitrile hydratases, we report the synthesis of the pseudo-trigonal bipyramidal Co(II) complexes (K)[Co(II)(DMF)(LPh)] (1(DMF)), (NMe₄)₂[Co(II)(OAc)(LPh)] (1(OAc)), and (NMe₄)₂[Co(II)(OH)(LPh)] (1(OH)) (LPh = 2,2′,2’’-nitrilo-tris-(N-phenylacetamide; DMF = N,N-dimethylformamide; −OAc = acetate)). The complexes were characterized using NMR, FT-IR, ESI-MS, electronic absorption spectroscopy, and X-ray crystallography, showing the LPh ligand to bind in a tetradentate tripodal fashion alongside the respective ancillary donor. One of the complexes, 1(OH), is an unusual structural and functional mimic of the Co active site in Co nitrile hydratases. 1(OH) reacted with acetonitrile to yield the Co(II)-acetamide complex (NMe₄)₂[Co(II)(NHC(O)CH₃)(LPh)], 2, which was also thoroughly characterized. In the presence of excess hydroxide, 1(OH) was found to catalyze quantitative conversion of the added hydroxide into acetamide. Despite the differences in Co oxidation state in nitrile hydratases and 1(OH) (Co(III) versus Co(II), respectively), 1(OH) was nonetheless an effective nitrile hydration catalyst, selectively producing acetamide over multiple turnovers.

Keywords: Anions; Hydration; Ions; Ligands; Nitrogen compounds

Inorganic Chemistry 63(2024), 7896-7902
Online First (2024) DOI: 10.1021/acs.inorgchem.4c00754

Projekte

Laufende Projekte

Biologisch-inspirierte Polyhydroxamat-Liganden zur in vivo Dekorporation von Actiniden
(ActiDecorp, ANR/DFG, 04/2024-03/2027)
Actinid-Metall Bindung auf atomarem Level
(Am-BALL, BMUV, 05/2023-04/2026)
Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von f-Elementen mit biologisch relevanten Strukturmotiven: Ableitung grundlegender Struktur-Wirkprinzipien für eine Mobilisierung in der
Umwelt
(FENABIUM-II, BMBF, 04/2023-03/2026)
Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen
(KuRSiV, BMUV, 01/2023-06/2026)
Spektroskopische Charakterisierung von f-Element-Komplexen mit soft donor-Liganden
(f-Char, BMBF, 10/2020 - 03/2024)

Abgelaufene Projekte

Struktur-Wirkungsbeziehungen zwischen f-Elementen und organischen Ligandsystemen mit Naturstoff-basierten Bindungsfunktionen in Hinblick auf eine mögliche Mobilisierung in der Umwelt
(FENABIUM, BMBF, 10/2016 – 05/2021)
Smart-Kd in der Langzeitsicherheitsanalyse - Anwendungen
(SMILE, BMWi, 09/2018 – 02/2022)

Team

Name	Geb./Raum	+49 351 260	Email
Leitung
PD Dr. habil. Moritz Schmidt	801/P249	3156 2536	moritz.schmidthzdr.de
Mitarbeiter
Name	Geb./Raum	+49 351 260	Email
Johannes Balas			j.balashzdr.de
Dr. Robert Gericke	801/P205	2011	r.gerickehzdr.de
Dennis Grödler	801/P205	2438	d.groedlerhzdr.de
Dr. Peter Kaden	801/P217	2261	p.kadenhzdr.de
Aliaksandra Khokh	801/P219	3194	a.khokhhzdr.de
Jessica Lessing	801/P352	3154	j.lessinghzdr.de
Adrian Näder	801/P352	3154	a.naederhzdr.de
Dr. Michael Patzschke	801/P356	2989	m.patzschkehzdr.de
Till Erik Sawallisch	801/P350	2035	t.sawallischhzdr.de
Metallorganische Actinidenchemie
Name	Geb./Raum	+49 351 260	Email
Dr. Juliane März	801/P217	3209 2506	j.maerzhzdr.de
Boseok Hong	801/P205	2438	b.honghzdr.de