Quantenchemische Untersuchung zur molekularen Erkennung in pinzettenförmigen Wirt-Gast-Komplexen

Abstract

Im Hauptteil dieser Arbeit wird eine quantenchemische Untersuchung pinzettenförmiger Wirt-Gast-Systeme vorgestellt. Durch die Verbindung von Theorie und Experiment wird ein Verständnis und eine Zuordnung des experimentellen Festkörper-NMR-Spektrums erreicht, wobei sowohl 1H- als auch 13C-NMR-Daten berechnet werden. Die Rolle intra- und intermolekularer Wechselwirkungen sowie deren Einfluß auf das Festkörper-NMR-Spektrum der pinzettenförmigen Wirt-Gast-Systeme wurde untersucht. So konnten neue Erkenntnisse für den komplexen Vorgang der molekulare Erkennung gewonnen werden. Abschließend wird die Untersuchung der Dynamik des Gastmoleküls in der Festkörperstruktur mit quantenchemischen Methoden gezeigt.

In einem weiteren Teil der Arbeit werden verschiedene Algorithmen zur Sparse-Multiplikation von Matrizen untersucht und mit der konventionellen O(N^3) Matrix-Multiplikation verglichen. Insbesondere wird ein neuer geblockter Multiplikations-Algorithmus untersucht, und seine Anwendbarkeit im Rahmen quantenchemischer Methoden getestet.

In this work a quantum chemical study of tweezer like host-guest systems is presented. The combination of theory and experiment leads to a better unterstanding and allows the assignment of the experimental solid-state NMR spectrum. The calculation of 1H as well as 13C chemical shifts is presented. The investigation of intra- and intermolecular interactions as well as their influences on the solid-state NMR spectrum allows the investigation of complex processes like molecular recognition on simple model systems. In addition, the dynamics of the guest molecule were investigated with quantum chemical methods.

In the second part of this work different sparse matrix multiplication algorithms are compared with the conventional O(N^3) matrix multiplication. A new blocked multiplikation algorithm and its application to quantum chemical methods is investigated.