저분자 화합물과 고분자 화합물 사이의 가장 근본적인 차이는 후자가 저분자 물질을 자세히 검토하여 추론할 수 없는 성질을 나타낼 수 있다는 사실에 있다.
Hermann Staudinger는 거대분자의 존재를 입증한 독일의 유기화학자로, 이를 고분자로 특성화했다. 이 업적으로 그는 1953년 노벨 화학상을 수상했다.
그는 또한 케텐의 발견과 Staudinger 반응으로도 알려져 있다. Staudinger는 Leopold Ružička와 함께 1920년대에 피레트린 I과 II의 분자 구조를 규명했으며, 이는 1960년대와 1970년대의 피레스로이드 살충제 개발을 가능하게 했다.
초기 연구
Staudinger는 1881년 Worms에서 태어났다. 처음에는 식물학자가 되고 싶었던 Staudinger는 Halle 대학교, TH Darmstadt, LMU Munich에서 화학을 공부했다. 그는 TH Darmstadt에서 석사 학위에 해당하는 "Verbandsexamen"을 받았다. 1903년 Halle 대학교에서 박사학위를 받은 후, Staudinger는 1907년 Strasbourg 대학교에서 학술 강사로 자격을 얻었다.
여기서 그는 그림 1에 표시된 일반적인 형태로 특징지어지는 분자 계열인 케텐을 발견했다. 케텐은 페니실린 및 아목시실린과 같이 아직 발견되지 않은 항생제의 생산을 위한 합성적으로 중요한 중간체로 입증될 것이었다.
1907년 Staudinger는 Karlsruhe 기술 대학교에서 조교수 직책을 시작했다. 여기서 그는 합성 커피 향료를 포함한 여러 유용한 유기 화합물을 성공적으로 분리했으며, Rolf Mülhaupt가 더 자세히 검토했다.
Staudinger 반응
1912년 Staudinger는 스위스 Zurich의 Swiss Federal Institute of Technology에서 새로운 직책을 맡았다. 그의 가장 초기 발견 중 하나는 1919년에 나타났으며, 그와 동료 Meyer는 아지드가 트리페닐포스핀과 반응하여 포스포니민을 형성한다고 보고했다(그림 2). 일반적으로 Staudinger 반응이라고 불리는 이 반응은 높은 포스포니민 수율을 생성한다.
고분자 화학
Karlsruhe에서 그리고 나중에 Zurich에서 근무하는 동안, Staudinger는 매우 높은 분자량이 Raoult와 van 't Hoff의 물리적 방법에 의해 측정된 고무의 화학 연구를 시작했다. 당시 지배적인 생각과는 반대로, Staudinger는 1920년에 출판된 획기적인 논문에서 고무 및 전분, 셀룰로스, 단백질과 같은 다른 고분자가 공유 결합으로 연결된 짧은 반복 분자 단위의 긴 사슬이라고 제안했다. 즉, 고분자는 끝에서 끝으로 연결된 작은 구성 부분으로 이루어진 종이 클립의 사슬과 같다(그림 3).
당시 Emil Fischer와 Heinrich Wieland와 같은 저명한 유기화학자들은 측정된 높은 분자량이 작은 분자의 콜로이드로의 응집으로 인한 명백한 값일 뿐이라고 믿었다. 처음에 Staudinger의 동료들 대다수는 작은 분자가 공유 결합으로 연결되어 고분자 화합물을 형성할 수 있다는 가능성을 받아들이기를 거부했다. Mülhaupt가 적절히 지적한 바와 같이, 이는 부분적으로 분자 구조와 결합 이론이 20세기 초에 완전히 이해되지 않았다는 사실 때문이다.
1926년 그는 독일 Freiburg im Breisgau의 Freiburg 대학교에서 화학 강사로 임명되었으며, 여기서 그는 생애를 마칠 때까지 지냈다. 1927년 그는 라트비아 식물학자 Magda Voita(독일어로도 Magda Woit로 표기됨)와 결혼했으며, 그녀는 사망할 때까지 그와의 협력자였고 그는 노벨상 수상 연설에서 그녀의 공헌을 인정했다. 그의 고분자 가설을 뒷받침하는 추가 증거는 1930년대에 나타났다. 고분자의 높은 분자량은 막 삼투압법으로 확인되었으며, Staudinger의 용액 내 점도 측정으로도 확인되었다. Herman Mark의 고분자에 대한 X선 회절 연구는 반복 분자 단위의 긴 사슬에 대한 직접적인 증거를 제공했다. 그리고 Carothers가 주도한 합성 작업은 나일론 및 폴리에스터와 같은 고분자를 잘 이해된 유기 반응으로 준비할 수 있음을 입증했다. 그의 이론은 이 주제를 더 발전시킬 수 있도록 열어주었으며, 고분자 과학을 견고한 기초 위에 놓는 데 도움이 되었다.
유산
Staudinger가 Makromoleküle이라고 명명한 고분자 화합물의 성질에 대한 획기적인 규명은 고분자 화학 분야의 탄생을 위한 길을 열었다. Staudinger 자신은 이것이 완전히 실현되기 오래 전에 이 과학의 잠재력을 보았다. "조만간 합성 고분자 제품으로부터 인공 섬유를 준비하는 방법이 발견될 가능성이 있다"고 Staudinger는 1936년에 언급했다. "왜냐하면 천연 섬유의 강도와 탄성은 전적으로 그들의 거대분자 구조, 즉 그들의 긴 실 모양의 분자에 달려 있기 때문이다."
Staudinger는 1940년에 최초의 고분자 화학 저널을 창립했으며, 1953년 "거대분자 화학 분야의 발견"으로 노벨 화학상을 수상했다. 1999년 American Chemical Society와 Gesellschaft Deutscher Chemiker는 Staudinger의 업적을 국제 역사적 화학 랜드마크로 지정했다. 그의 개척적인 연구는 세계에 수많은 플라스틱, 섬유 및 기타 고분자 재료를 제공했으며, 이는 소비자 제품을 더 저렴하고 매력적이며 재미있게 만들면서 엔지니어들이 더 가볍고 내구성 있는 구조를 개발하는 데 도움이 되었다.
.jpg)
