PG 5 ist mit einem Durchmesser von zehn Nanometern der Riese unter den Molekülen – die baumartig verzweigte Verbindung wiegt so viel wie 200 Millionen Wasserstoffatome zusammen. Mit seiner Synthese gelang Chemikern um Dieter Schlüter von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich nun ein Rekord: Es ist das bislang größte stabile Molekül mit definierter Struktur, das Forscher herstellen konnten.

Bisher hielt ein Molekül Polystyrol diesen Rekord mit einem Gewicht von 40 Millionen Wasserstoffatomen. PG 5 erreicht allerdings die Größe natürlicher Makromoleküle und kann es in seinen Ausmaßen bereits mit Amyloidfasern oder einzelnen Pflanzenviren wie dem Tabakmosaikvirus aufnehmen. Bisherige Versuche, Riesenverbindungen wie PG 5 zu erzeugen, scheiterten an der Instabilität der verwendeten Bausteine: Die Moleküle zerfielen ab einer bestimmten Größe.

Schlüters Team umging das Problem, indem die Forscher mit einer einfachen, standardisierten Polymerisationsreaktion starteten und an die entstehende Kohlenwasserstoffkette nach und nach Benzolringe, Stickstoffverbindungen und weitere Kohlenwasserstoffe anfügten: Reaktionen, die standardmäßig in der Chemie eingesetzt werden. Anschließend hängten sie weitere Seitenäste an die bestehenden Verzweigungen, so dass sich eine baumartige Struktur herausbildete – insgesamt benötigte die Synthese 170 000 Bindungsvorgänge bis zum Endprodukt, das sich unter dem Elektronenmikroskop auch dem Auge zeigt. (dl)