Über die Gestalt und die Beweglichkeit des Moleküls der Zellulose

Zusammenfassung

• 1. Die Konfiguration einer geraden Zellulosekette wird an Hand rein stereochemischer Überlegungen unter Zuhilfenahme bekannter Atomabstände, Valenzwinkel und Wirkungsradien der Atome rechnerisch ermittelt und diskutiert sowie die räumliche Packung parallelliegender gerader Ketten untersucht.

• 2. Es ergibt sich, daß die Anpassung der Längenerstreckung eines Zellobioserestes an der röntgenspektrographisch ermittelten Faserperiode eine räumlich gewinkelte Lage der Ketten erfordert, und daß die Ringe aufeinanderfolgender Glukosegruppen nicht genau parallel liegen können. Das Modell ist etwas verschieden von dem früher an Hand von den Röntgendaten abgeleiteten, doch ist der Unterschied gering.

• 3. Die räumliche Packung mehrerer gerader und paralleler Ketten läßt sich bloß dann mit der auf Grund der Röntgendaten erforderlichen Dichte gittermäßig geordneter Zellulose in Einklang bringen, falls die Ketten der in der Richtung der c-Achse aufeinander folgenden Schichten eine wechselnde Polarität aufweisen und außerdem um einen gewissen Abstand in der Richtung der Faserachse gegeneinander verschoben werden. Diese schon aus Röntgendaten gefolgerten Verhältnisse finden damit eine unabhängige Bestätigung.

• 4. Im Zellulosemolekül kann eine sterisch nicht behinderte Drehbarkeit um die glukosidischen Sauerstoffbrücken über etwa 270° angenommen werden. Außerdem ist eine energetisch nicht stark behinderte Möglichkeit zum Übergang der Glukopyranoseringsysteme von der starren „Sesselform“ in die bewegliche „Wannenform“ anzunehmen. Beide Umstände führen zu der Ansicht, daß die Kette verhältnismäßig leicht von der geraden Konfiguration in mehr oder weniger stark gewinkelte bzw. geknäuelte Formen übergehen kann. Die relativ niedrigen.von Ueberreiter ermittelten Einfriertemperaturen der Zellulose und ihrer Derivate stehen damit in Einklang, während auch das deformatorische Verhalten regenerierter Zellulose in die gleiche Richtung weist. Bei der Betrachtung nicht gittermäßig geordneter bzw. gelöster Zellulose ist weiterhin dieses Ergebnis im Auge zu behalten.