Graduiertenkolleg

Graduiertenkollegs an den Instituten fⁿr Organische, Pharamazeutische und Physikalische Chemie der UniversitΣt Tⁿbingen

Inhalt

Identifizierung und Quantitative Analyse pharmazeutisch und biochemisch relevanter Substanzen

Fachgebiete:
Organische Chemie, Pharmazeutische Chemie, Physikalische Chemie, Analytische Chemie
Arbeitsrichtungen:
Naturstoffe, Enantiomere, Pharmaka; Pharmazeutische Chemie, Instrumentelle Analytik: chromatographische Verfahren, Spektroskopie, Kopplungen; Chemometrie.
Sprecher des Graduiertenkollegs:
Prof. Dr. Ernst Bayer, Institut fⁿr Organische Chemie der UniversitΣt Tⁿbingen,
Auf der Morgenstelle 18, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-2437, Fax: 07071/29-5246
Stellvertretender Sprecher:
Prof. Dr. Gⁿnter Gauglitz, Physikalisch-Chemisches Institut der UniversitΣt Tⁿbingen,
Auf der Morgenstelle 8, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-6927, Fax: 07071/29-6910
Mitglieder des Graduiertenkollegs:
Prof. Dr. Volker Hoffmann, Physikalisch-Chemisches Institut der UniversitΣt Tⁿbingen,
Auf der Morgenstelle 8, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-6903, Fax: 07071/29-6910

Priv.-Doz. Dr. Bernhard Koppenhoefer, Institut fⁿr Organische Chemie der UniversitΣt Tⁿbingen, Auf der Morgenstelle 18, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-6927, Fax: 07071/29-5246

Prof. Dr. Karl-Arthur Kovar, Pharmazeutisch-Chemisches Institut der UniversitΣt Tⁿbingen, Auf der Morgenstelle 8, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-2470, Fax: 07071/29-5952

Prof. Dr. Hartmut Stegmann, Institut fⁿr Organische Chemie der UniversitΣt Tⁿbingen,
Auf der Morgenstelle 18, 7400 Tⁿbingen, Tel.: 07071/29-6243, Fax: 07071/29-5246
Zusammenfassung
In den letzten Jahren hat in der chemischen und pharmazeutischen Industrie die Bedeutung des Analytikers zugenommen. Analytiker haben in vielen Nachbardisziplinen und in der Technik neue Berufsfelder gefunden. Gleichzeitig haben sich durch die Entwicklungen im Bereich der Naturstoffe, der Pharmaka, der ╓kologie und der Materialforschung die Anforderungen an die Analytik wesentlich erh÷ht, insbesondere auch durch die neuen M÷glichkeiten verschiedener Kopplungsverfahren. Darⁿber hinaus werden infolge der Auswirkungen der "guten Laborpraxis", der Vorschriften der europΣischen Normen, der Fragen der statistischen Absicherung in der Umweltanalytik, der Anforderungen bei optisch aktiven Wirkstoffen und in der Proze▀kontrolle - auch wegen der Dynamik der VorgΣnge - wesentlich h÷here Anforderungen an den Analytiker gestellt. Dies fⁿhrt dazu, da▀ gut ausgebildete Analytiker augenblicklich in der Industrie sehr gesucht sind - allerdings mit einem Berufsbild, das die normale Diplomausbildung bzw. Ausbildung zum Staatsexamen nicht mehr abdeckt. Im Rahmen der Diskussion von Regelstudienzeiten wird es sehr schwierig, solche Lehrinhalte zu integrieren. M÷glichkeiten bietet aber ein Aufbaustudium, das aber auch nicht bundesweit und nicht auf alle Bereiche der Analytik ausgedehnt angeboten werden kann.

Die beteiligten Wissenschaftler haben auf den geforderten Gebieten der Analytik langjΣhrige Erfahrung, haben diese in einzelnen Weiterbildungskursen auch Industriechemikern und -pharmateuten weitergegeben und in neuerer Zeit sogar eine einmalige Veranstaltung ⁿber die Weiterbildungsabteilung der UniversitΣt Tⁿbingen angeboten, in der ein weiter ▄berblick ⁿber spektroskopische und chromatographische Verfahren und ihr kombinierter Einsatz bei verschiedenen Problemstellungen dargestellt wird. Daher liegt es nahe, diesen Kurs und vergleichbar erfolgreiche Veranstaltungen in einem in ihrer Zielsetzung Σhnlichen Graduiertenkolleg auch ausgewΣhlten Studierenden anzubieten, um in der Ausbildung und der Thematik von Doktorarbeiten einem aktuellen Anspruch gerecht zu werden und einzelne ForschungsaktivitΣten zu bⁿndeln, so da▀ in Forschung und Lehre dem zukⁿnftigen Industriechemiker und Pharmazeuten ein aktuelles Berufsbild geboten werden kann.
Forschungsprogramm - Allgemeines und Ziele
In der FakultΣt Chemie und Pharmazie an der UniversitΣt Tⁿbingen forschen zahlreiche Arbeitskreise auf verschiedenen Gebieten der Analytischen Chemie. Die dabei gesammelten Erfahrungen werden in zahlreichen Weiterbildungskursen, die ⁿber die GDCh oder WIT (Wissenstransfer der UniversitΣt Tⁿbingen) organisiert werden, Interessenten aus der Industrie angeboten. Basierend auf diesen Grundlagen, dem vorhandenen Kenntnisstand und dem Interesse bei den Lehrenden sind augenblicklich in der FakultΣt Bestrebungen im Gange, ein Wahlpflichtfach "Analytische Chemie" einzurichten. Damit soll Anregungen des Fachgruppe "Analytische Chemie" bei der GDCh gefolgt werden, um einerseits die Ausbildung fⁿr die Tⁿbinger Diplomchemiker auf diesem Gebiet zu verbessern und andererseits den aktuellen Anforderungen an das Berufsbild des Chemikers entsprechen zu k÷nnen. Bisher ist dieses Wahlpflichtfach jedoch noch nicht genehmigt, da im Rahmen von ▄berlegungen zur VerschΣrfung der Regelstudienzeit alle solche Absichten besonders streng geprⁿft werden und die Finanzierung noch nicht geklΣrt ist.

Au▀erdem kann dieses Wahlpflichtfach nur ein erster Schritt sein, da ⁿber die Vermittlung dieser Grundkenntnisse in Analytischer Chemie hinaus auch fⁿr den Studierenden nach der Diplomprⁿfung den neuen Entwicklungen in der Analytik Rechnung getragen werden mu▀. Dies gilt hinsichtlich der zur Verfⁿgung stehenden Methoden, den immer geringeren Bestimmungsgrenzen bei der Spurenanalytik, den immer h÷heren Anforderungen bei der Umweltanalytik, der immer gr÷▀eren Problematik beim Identifizieren und Wiederfinden von Stoffen, sowie bei den gewachsenen statistischen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit und Richtigkeit des Analysenergebnisses und natⁿrlich auch hinsichtlich des Berufbildes des Kontrolleiters in der phamazeutischen Industrie.

Da mehrere Hochschullehrer an der FakultΣt an der L÷sung analytischer Problemstellungen arbeiten, soll das geplante Graduiertenkolleg helfen zu vermeiden, da▀ zu frⁿh Spezialisierung auf eine Methode eintritt. Es soll vielmehr interdisziplinΣr forschungsorientiert in einem Studienprogramm auch wΣhrend der Promotion noch eine breit gefΣcherte Ausbildung angeboten werden. Dabei wⁿrde durch die Zusammenarbeit in der Lehre auch eine Zusammenarbeit in der Forschung durch einzelne Hochschullehrer begⁿnstigt, die fachⁿbergreifend sich ⁿber mehrere Institute erstreckt. Somit wⁿrde auch die Betreuung der Doktoranden ⁿber die hΣufig spezielle Fachrichtung hinaus erweitert. Dies wⁿrde einerseits qualifizierten NachwuchskrΣften eine neue Form der Zusammenarbeit erm÷glichen und andererseits die Breite der Ausbildung der Doktoranden verbesseren, dem eigentlichen universitΣren Ideal nΣherfⁿhren und somit ihre MobilitΣt und auch ihre Berufschancen erh÷hen. Durch die M÷glichkeit, Gastwissenschaftler einzuladen und gemeinsame Forschungskolloquien abhalten zu k÷nnen, wⁿrde die Zusammenarbeit zwischen den Gruppen gestΣrkt, gemeinsame Forschungsarbeiten der beteiligten wissenschaftlichen Einrichtungen gef÷rdert und die QualitΣt der Ausbildung fⁿr die beteiligten Kollegiaten wΣhrend ihrer Dissertation erh÷ht werden.

Gleichzeitig wⁿrde die konzeptionelle Phase in den Zeitraum fallen, in dem durch die durch den Kultusminister verordnete Neuordnung des Studiums liegt. Durch Verkⁿrzung der Studienzeit, Reduzierung der LehrplΣne und auch eine gewisse Verschulung mⁿssen notwendigerweise Teile der Ausbildung in einen nach dem Diplom liegenden Studienabschnitt verlagert werden, um das gegenwΣrtig hohe Niveau der Ausbildung des deutschen Diplomchemikers zu halten. Durch die Beteiligung von drei Instituten - der Organischen, der Pharmazeutischen und der Physikalischen Chemie - sind die interdisziplinΣren Aspekte sowohl des Studien- als auch des Forschungsprogramms gesichert. ▄ber die ⁿblichen bilateralen Zusammenarbeiten hinaus wⁿrde sich auf diese Weise fⁿr Lehrende und Studenten Einblick in bisher nicht in Betracht kommende Disziplinen ergeben und das interdisziplinΣre Arbeiten der verschiedenen Arbeitsgruppen unterstⁿtzt.

Da das Feld der Analytischen Chemie sehr weit ist, mu▀te ein Schwerpunkt von der Problemstellung her gesetzt werden, der in der aktuellen Entwicklung von gro▀em Interesse ist und exemplarisch die Darstellung analytischer Prinzipien auch in der Lehre gestattet. Naturstoffe und Pharmaka sind sich in der Chemie, von den Einsatzgebieten und der analytischen Problematik, her Σhnlich. Daher wurden diese Stoffklassen ausgewΣhlt, um die AnsΣtze der quantitativen Analyse beginnend bei Probenahme, bei der Identifizierung, in der Produktionskontrolle, bei der statistischen Absicherung bis hin zu StabilitΣtsproblemen aufzeigen zu k÷nnen. Beginnend bei der Synthese und vielmehr noch im Produktionsproze▀ mu▀ die quantitative Analyse einsetzen. Sie ist wichtige Voraussetzung fⁿr QualitΣtskontrolle und ohne Sicherheit ⁿber die IdentitΣt unm÷glich, da sonst keine Analysenfunktionen bekannt sind.

IdentitΣt kann ⁿber Analytik und Algorithmen der Strukturzuordnung sowie ⁿber Spektrenbibliotheken gewonnen werden. Wichtig ist eine geeignete Wahl von chromatographischen und spektroskopischen Verfahren sowie deren Kopplung. Auf die hΣufig multivariaten DatensΣtze und die erhaltenen Chromatogramme mⁿssen chemometrische Prinzipien angewandt werden, um die Ergebnisse statistisch abzusichern oder in nicht weiter auftrennbaren Gemischen Mehrkomponentenanalysen durchfⁿhren zu k÷nnen.

Viele der zu betrachtenden Substanzen sind entweder thermisch oder photochemisch nicht stabil, so da▀ auch zeitaufgel÷ster Messungen ausgewertet werden mⁿssen, um die Geschwindigkeitskonstanten der gewollten oder ungewollten Abbaureaktionen verfolgen zu k÷nnen.

Somit umfa▀t die Aufgabenstellung die Synthese, Identifizierung, Dynamik und Datenverarbeitung, um das Ziel sicherer Quantifizierung zu erreichen. Die gewΣhlten Arbeitsgruppen fⁿgen sich in diese Problemstellung ein und k÷nnen die Zielsetzung abdecken, wie aus dem im folgenden dargestellten Stand der Forschung, den eigenen Vorarbeiten und den gewΣhlten Forschungsschwerpunkten ersichtlich wird, um auch in der Lehre eine geschlossene Darstellung an einem ausgewΣhlten Problemkreis liefern zu k÷nnen.