Konformations- und Packungsanalyse von Polysacchariden

Zusammenfassung

Die Konformation und Packung von Makromolekülen sind neben der Morphologie und Dynamik wichtige Kenngrößen für das Verständnis des physikalischen Verhaltens von polymeren Festkörpern. Schon ein Jahr nach der Entdeckung der Beugung von Röntgenstrahlen an Kristallen 1912 wurden erste Beugungsversuche an Cellulose durchgeführt. Mit Hilfe solcher Versuche sollten wesentliche Details der Struktur polymerer Festkörper aufgeklärt werden. Erst die Versuche von Herzog und Jancke (1920) und die Auswertung von Polanyi (1921) führten zur Angabe einer Elementarzelle, einer wichtigen Größe bei der Strukturaufklärung. Sponsler und Dore (1926) folgerten in einer für die makromolekulare Chemie grundlegenden Arbeit, daß die röntgenographisch gefundene Periode in Faserrichtung von c = 10, 25 A sich zwanglos durch Hauptvalenzketten parallel zur Faserachse mit Aneinanderreihung von Glucoseringen deuten läßt, die abwechselnd glucosidisch und etherartig in 1 → 1 , 4 → 4 Stellung gebunden sein sollten. Haworth und Freudenberg (1927/28) fanden keine etherartige Bindung in der Cellulosekette und etablierten die glucosidische 1 → 4 Verknüpfung der Glucoseringe entlang einer Kette. In der Arbeit von Sponsler und Dore aus dem Jahre 1926 findet sich das erste räumliche Cellulosemodell, das aus Kalotten aufgebaut wurde und somit ein Vorläufer der heutigen Konformations- und Packungsanalyse auf der Basis von computersimulierten Modellen darstellt. Die molekulare Struktur der Cellulose war in jenen Jahren Gegenstand eines wissenschaftlichen Disputs und scharfer Polemiken zwischen einem niedermolekularen und hochmolekularen Konzept.