Chemische Verbindungen in großer Zahl

Zweiter Intensivkurs Kombinatorische Chemie in Ulm

Vom 24. – 28. Februar 2003 wurde an der Uni Ulm zum zweiten Male ein Intensivkurs über Kombinatorische Chemie abgehalten und zwar wieder als Teil des Graduiertenkollegs 328 "Molekulare Organisation und Dynamik an Grenz- und Oberflächen" der Fakultät für Naturwissenschaften. Die Vorträge und praktischen Übungen wurden von der Abteilung Organische Chemie II und der Sektion Chemische Funktionen in Biosystemen sowie den Firmen Boehringer Ingelheim Pharma (Standorte Biberach und Wien) und Hte, Heidelberg gestaltet. Die Zielgruppen dieses Kurses stellen fortgeschrittene Studenten, Doktoranden und Wissenschaftler aus den Bereichen Chemie, Materialwissenschaft, Biologie, Medizin und Pharmazie dar. Der Kreis der Teilnehmer beschränkte sich auch diesmal nicht auf die Uni Ulm, sondern knapp ein Drittel kam von anderen Hochschulen oder aus der Industrie.

Unter Kombinatorischer Chemie versteht man im allgemeinen Sprachgebrauch ein Verfahren, das der Herstellung chemischer Verbindungen in großer Zahl und kurzer Zeit dient. Die Produkte dieses Verfahrens stellen so genannte Bibliotheken aus chemischen Verbindungen dar. Sie dienen der Bearbeitung komplexer wissenschaftlicher und praktischer Fragestellungen, die sich aus der Abhängigkeit der Eigenschaften chemischer Stoffe von ihrer Struktur ergeben. Hierbei kann es sich um biologische Eigenschaften handeln, wie sie etwa im Bereich der Arzneimittelforschung von Interesse sind. Aber auch das physikalische Verhalten, wie Lichtemission oder die Bildung von Flüssigkristallen, sowie die Eignung als Katalysatoren für großtechnische Prozesse werden in zunehmendem Maße mit kombinatorischen Bibliotheken untersucht. Die Forderung nach hoher Produktivität der Synthese chemischer Verbindungen ist nur unter bestimmten Voraussetzungen zu erfüllen. Hierzu zählt insbesondere die Möglichkeit, sich auf Synthese-Automaten zu stützen, wozu zunächst entsprechende Apparate zur Verfügung stehen müssen. Außerdem gilt es, neue Synthese-Techniken und –Strategien zu entwickeln, damit solche Geräte auch effizient eingesetzt werden können. Zur Ausarbeitung geeigneter Synthese-Verfahren und zur Überprüfung der Qualität der erzeugten Bibliotheken bedarf es leistungsfähiger, automatisierter analytischer Methoden. Es reicht allerdings nicht aus, eine große Anzahl von Verbindungen zur Verfügung zu stellen. Vielmehr müssen diese auch in angemessener Zeit untersucht werden können. Im Rahmen der Planung, Herstellung und Untersuchung großer Bibliotheken müssen umfangreiche Datenmengen erzeugt, interpretiert und verwaltet werden. Für diese Aufgaben stehen besonders entwickelte Rechen- und Datenverarbeitungsprogramme zur Verfügung. Der gegenwärtige Stand der Technik auf diesen Arbeitsfeldern wurde in den Vorträgen des Intensivkurses dargestellt. An gesonderten Themen wurden Oligonucleotid-Synthese und Einsatz von Bibliotheken in der Material- und Katalysatorforschung angesprochen. Einige Aspekte wurden darüber hinaus in begleitenden Übungen vertieft. Insgesamt wurde deutlich, dass man, um kombinatorische Chemie erfolgreich zu betreiben, einer ausgeprägten Zusammenarbeit von Fachleuten aus vielen Disziplinen bedarf. Die synthetische Chemie ist hierbei nur eines der Felder, zu dem sich gleichgewichtig analytische Chemie, Ingenieurwissenschaft und Datenverarbeitung gesellen müssen. In die Kooperation müssen aber auch diejenigen Fachdisziplinen eingebunden werden, die die Verbindungen der Bibliotheken auf ihre Verwertbarkeit überprüfen und damit die Brücke zur eigentlichen praktischen Nutzbarmachung bilden. Die Veranstaltung schloss mit einer Exkursion zur Firma Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co KG in Biberach. Dort konnten sich die Teilnehmer einen Eindruck davon verschaffen, wie Kombinatorische Chemie und Hochdurchsatz-Screening in der Pharmaforschung eingesetzt werden und welcher Stellenwert heutzutage der Automation sowohl bei der Synthese und Qualitätskontrolle kombinatorischer Bibliotheken als auch bei der Lagerung und biologischen Prüfung ihrer Produkte zukommt.

Insgesamt haben Teilnehmer und Veranstalter das Seminar als recht erfolgreich empfunden, so dass spätere Wiederholungen nachdenkenswert erscheinen.

(Prof. Dr. Volkhard Austel, Organische Chemie II)

 

Exkursion zum Forschungsstandort der Firma Boehringer Ingelheim in Biberach