Der längste freiwillig gestreckte Kohlenwasserstoff

Ein lineares Kohlenwasserstoffmolekül aus 20 Kohlenstoff-Atomen bevorzugt, wie jetzt aus Theorie und Laser-Experiment bekannt ist, eine gefaltete Haarnadelstruktur, wenn es auf sich allein gestellt ist und bei tiefer Temperatur vorliegt.<br><br>Foto: Universität Göttingen<br>

Benzin, Diesel, Paraffin – all diese Erdölprodukte enthalten kettenförmige Kohlenwasserstoffmoleküle, die sich gegenseitig anziehen. Die durchschnittliche Kettenlänge beträgt bei Benzin etwa acht, bei Paraffin hingegen 20 Kohlenstoffatome und mehr.

Ohne Nachbarmoleküle muss sich eine Kette entscheiden, ob sie gestreckt bleibt oder ob sie zu einer Haarnadel abknickt, weil sich die Kettenenden anziehen. Je länger die Kette wird, desto eher lohnt sich das Abknicken. Solche Faltungsentscheidungen sind auch in der Natur von großer Bedeutung.

So können Fehlfaltungen in komplexen Eiweißkettenmolekülen zu schwerwiegenden Krankheiten wie Parkinson oder Alzheimer führen. Forscher der Universität Göttingen haben an einfachen Kohlenwasserstoffketten nun erstmals herausgefunden, ab welcher Kettenlänge der Übergang in die gefaltete Struktur energetisch günstig ist. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie erschienen.

„Bis zu Kettenlängen von 17 Gliedern bevorzugen die Kohlenwasserstoffe bei tiefen Temperaturen die gestreckte Anordnung, darüber zahlt sich die Investition der Faltungsenergie für die Moleküle aus“, sagt Prof. Dr. Ricardo Mata, Leiter der Free Floater Nachwuchsgruppe „Computerchemie und Biochemie“, auf der Basis quantenchemischer Berechnungen. „Im Experiment“, so Prof. Dr. Martin Suhm vom Göttinger Institut für Physikalische Chemie, „kann man in der Tat ab 18 bis 19 Kettengliedern die gefalteten Haarnadelstrukturen erstmals klar nachweisen“. Zum Nachweis müssen die Kohlenwasserstoffketten in einem aufwändigen Experiment zunächst erhitzt und anschließend mithilfe eines Trägergases extrem schnell auf minus 150 Grad abgekühlt werden. Mit einem starken Laser bestrahlen die Chemiker die kalten Moleküle und beobachten in einer der weltweit empfindlichsten Apparaturen minimale Farbänderungen im gestreuten Licht.

Nun ist dem Göttinger Doktoranden Nils Lüttschwager im Rahmen seiner Doktorarbeit durch eine hinreichende Abkühlung der Nachweis der Haarnadelstrukturen gelungen. „Nach diesem erfolgreichen Auftaktexperiment können die Untersuchungen zukünftig auf kompliziertere Kettenmoleküle ausgedehnt werden, deren Faltungspräferenz auch von biologischem Interesse ist“, sagt Prof. Suhm. „Dort ist es besonders wichtig, Theorie und Experiment perfekt in Einklang miteinander zu bringen.“

Originalveröffentlichung: Nils O. B. Lüttschwager et al. Das letzte Alkan mit gestreckter Grundzustandskonfiguration. Angewandte Chemie (2012). http://dx.doi.org/10.1002/ange.201202894

Hinweis an die Redaktionen:
Ein Foto von Prof. Dr. Ricardo Mata haben wir im Internet unter http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=4284 zum Download bereitgestellt.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Martin Suhm
Georg-August-Universität Göttingen, Institut für Physikalische Chemie – Physikalische Chemie II
Tammannstraße 6, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-3111/3112
E-Mail: msuhm@gwdg.de

Ansprechpartner für Medien

Thomas Richter Uni Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Niedertemperaturplasmen: Die maßgeschneiderte Welle

Plasmen werden in der Industrie zum Beispiel eingesetzt, um Oberflächen gezielt zu verändern, etwa Brillengläser oder Displays zu beschichten oder mikroskopische Kanäle in Siliziumwafer zu ätzen – eine Milliarden-Dollar-Industrie. Allerdings…

Innovationen durch haarfeine optische Fasern

Wissenschaftler der Universität Bonn haben auf ganz einfache Weise haarfeine, optische Faser-Filter gebaut. Sie sind nicht nur extrem kompakt und stabil, sondern auch noch in der Farbe abstimmbar. Damit lassen…

So schlank werden die Häuser der Zukunft

Ingenieurinnen und Ingenieure der HTWK Leipzig erforschen neue Materialien, um Gebäude nachhaltiger zu machen und Ressourcen zu sparen In der Einsteinstraße in Dresden entsteht aktuell ein Haus, das einen Einblick…

Partner & Förderer

Indem Sie die Website weiterhin nutzen, stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. mehr Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind so eingestellt, dass sie "Cookies zulassen", um Ihnen das bestmögliche Surferlebnis zu bieten. Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, ohne Ihre Cookie-Einstellungen zu ändern, oder wenn Sie unten auf "Akzeptieren" klicken, erklären Sie sich damit einverstanden.

schließen