Strukturen und ihr Wandel: Was uns Kernspins erzählen

Um die Eigenschaften und die Wirkungsweise der meisten organischen Moleküle zu verstehen, ist es notwendig, deren genaue chemische und räumliche Strukturen zu kennen. Zu diesen Strukturen führen im Wesentlichen immer noch die Röntgenstrukturanalyse von kristallisierten Molekülen und die Lösungs-NMR-Spektroskopie gelöster Moleküle. Viele Moleküle übersteigen allerdings die Molmassegrenze für NMR-Messungen in Lösung, sind nur schwer löslich oder aggregieren. Dieselben Moleküle kristallisieren oft nur schwer oder überhaupt nicht und sind damit einer Röntgenstrukturanalyse nicht zugänglich. Manche besitzen auch nur eine lokale Ordnung, darunter viele molekulare oder supramolekulare Aggregate. Zu den problematischen Molekülen zählen selbst verhältnismäßig einfache Verbindungen, kleine Peptide, aber auch Biomoleküle wie Komplexe von DNA, RNA, Proteinen oder vielen Polymeren.

Die meisten dieser Probleme entfallen ganz oder zumindest teilweise bei der Festkörper-NMR-Spektroskopie, die sich für unterschiedlichsten Kristall- und Pulverproben eignet. Bis Anfang der neunziger Jahre diente sie hauptsächlich zur Untersuchung der Struktur und Dynamik von kleinen niedermolekularen anorg

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