低分子量化合物と高分子化合物の最も根本的な違いは、後者が低分子量物質の綿密な検査からは推論できない特性を示す可能性があるという事実にあります。
Hermann Staudinger はドイツの有機化学者で、マクロ分子の存在を実証し、それをポリマーとして特徴づけました。この業績により、1953年のノーベル化学賞を受賞しました。
彼はまた、ケテンの発見とStaudinger反応で知られています。Staudinger は Leopold Ružička と共に、1920年代にピレスリン I および II の分子構造を解明し、1960年代から1970年代のピレスロイド系殺虫剤の開発を可能にしました。
初期の業績
Staudinger は1881年に Worms で生まれました。当初は植物学者になりたいと考えていた Staudinger は、Halle 大学、TH Darmstadt、LMU Munich で化学を学びました。彼は TH Darmstadt から「Verbandsexamen」(修士号に相当)を取得しました。1903年に Halle 大学から博士号を取得した後、1907年に Strasbourg 大学で学位講師の資格を得ました。
ここで彼はケテンを発見しました。ケテンは図1に示される一般的な形式によって特徴付けられる分子のファミリーです。ケテンはペニシリンやアモキシシリンなどのまだ発見されていない抗生物質の生産における合成上重要な中間体であることが判明しました。
1907年、Staudinger は Karlsruhe 工科大学で助教授職を開始しました。ここで、彼は合成コーヒーフレーバーを含む多くの有用な有機化合物を分離することに成功しました。詳細については Rolf Mülhaupt による総説を参照してください。
Staudinger反応
1912年、Staudinger はスイスの Zurich にあるスイス連邦工科大学で新しい職に就きました。彼の最初の発見の1つは1919年に起こり、彼と同僚の Meyer がアジドがトリフェニルホスフィンと反応してホスフィニミンを形成することを報告しました(図2)。Staudinger反応と一般的に呼ばれるこの反応は、高いホスフィニミン収率を生成します。
ポリマー化学
Karlsruhe そして後に Zurich にいる間、Staudinger はゴムの化学の研究を始めました。ゴムには Raoult と van 't Hoff の物理的方法によって非常に高い分子量が測定されていました。一般的な考え方に反して、Staudinger は1920年に発表された重要な論文の中で、ゴムおよび他のポリマー(デンプン、セルロース、タンパク質など)は、共有結合によってリンクされた短い繰り返し分子単位の長い鎖であることを提案しました。言い換えれば、ポリマーはペーパークリップの鎖のようなもので、小さな構成要素から端から端までリンクされた(図3)ものです。
当時、Emil Fischer や Heinrich Wieland などの著名な有機化学者は、測定された高い分子量は、小分子がコロイドに凝集することによってのみ見かけ上の値であると信じていました。最初は、Staudinger の同僚の大多数は、小分子が共有結合して高分子量化合物を形成する可能性を受け入れることを拒否しました。Mülhaupt が適切に指摘しているように、これは部分的には、20世紀初頭に分子構造と結合理論が完全に理解されていなかったという事実によるものです。
1926年、彼はドイツの Freiburg im Breisgau にある Freiburg 大学の化学講師に任命され、そこで彼のキャリアの残りを過ごしました。1927年、彼はラトビアの植物学者 Magda Voita(ドイツ語:Magda Woit としても示されている)と結婚し、彼の死まで彼の協力者であり、その貢献はノーベル賞受賞スピーチで彼によって認められました。彼のポリマー仮説をサポートするさらなる証拠は1930年代に出現しました。ポリマーの高分子量は膜浸透圧測定法によって、また Staudinger の溶液中の粘度測定によって確認されました。Herman Mark によるポリマーのX線回折研究は、繰り返し分子単位の長い鎖の直接的な証拠を提供しました。そして Carothers によって主導された合成研究は、ナイロンとポリエステルなどのポリマーが十分に理解された有機反応によって調製できることを実証しました。彼の理論は主題をさらに発展させることへの道を開き、ポリマー科学を健全な基盤の上に置くのに役立ちました。
レガシー
Staudinger が Makromoleküle と名付けた高分子量化合物の性質の画期的な解明は、ポリマー化学の分野の誕生への道を切り開きました。Staudinger 自身は、この科学が完全に実現される前からその可能性を見ていました。「1936年に Staudinger はコメントしました。「遅かれ早かれ、合成高分子製品から人工繊維を調製する方法が発見される可能性は低くありません。なぜなら、天然繊維の強度と弾性は、それらのマクロ分子構造、つまり、それらの長い糸状分子にのみ依存しているからです。」
Staudinger は1940年に最初のポリマー化学ジャーナルを創設し、1953年に「高分子化学の分野での発見」に対してノーベル化学賞を受賞しました。1999年、American Chemical Society と Gesellschaft Deutscher Chemiker は Staudinger の業績を国際歴史化学ランドマークに指定しました。彼の先駆的な研究は、世界に無数のプラスチック、繊維、およびその他の高分子材料をもたらし、それらは消費者製品をより手頃な価格で、魅力的で楽しいものにしながら、エンジニアがより軽くより耐久性のある構造を開発するのを支援しています。
.jpg)
