Meilensteine der Chemie 2022

Vor 450 Jahren (1572)

Duftveilchen ist nicht nur eine Blume der Liebe

Der gelernte Goldschmied und Alchemist Leonhard Thurneysser zum Thurn (1530 – 1596) aus Basel entdeckt bei seinen Studien von „kalten/warmen, mineralischen und metallischen Wassern“, insbesondere von den Flüssen und Mineralien in der Mark Brandenburg, dass sich Veilchensaft dazu eignet, schweflige Säure (Entfärbung) und Schwefelsäure (Rotfärbung) zu unterscheiden.

Thurneysser, ein Anhänger des Arztes und Naturforschers Paracelsus (1493 – 1541), war Leibarzt des Brandenburger Kurfürsten Johann Georg (1525 – 1598) und betrieb in Berlin eine Manufaktur für pharmazeutisch-kosmetische Erzeugnisse. Im Jahr 1572 entwarf Thurneysser in seinem Werk „Pison“ eine alchemistisch-paracelsische Mineralwasserlehre und führt als einer der ersten die quantitative Analyse der Mineralwässer ein.

Der Veilchensaft als Farbindikator wurde seither noch lange Zeit dazu verwendet, Säuren zu bestimmen und zu charakterisieren. Die Begriffe „Säure“ und „Base“ werden jedoch erst im 17. Jahrhundert von Robert Boyle (1627 – 1691) eingeführt. In seinem Buch „Experimenta et considerationes de coloribus“ (1663) beschreibt er die wechselseitigen Farbänderungen verschiedener Pflanzensäfte, auch des Veilchenextrakts, in Gegenwart von Säuren und Basen. Noch im Jahr 1821 nennt das Handbuch der Analytischen Chemie von Christoph H. Pfaff (1773 – 1852) Veilchenextrakt neben zehn weiteren Säure-Base-Indikatoren. Die pH-abhängige Verfärbung beruht auf Anthocyanen. Ab 1913 klärt Richard Willstätter (1872 – 1942; Nobelpreis für Chemie 1915) die Zusammensetzung und Struktur von etwa 20 Verbindungen dieser Stoffklasse auf.

• ¹ L. Thurneysser, Pison. Das erst (einzige) Theil. Von Kalten/Warmen, Mineralischen und Metallischen Wassern, sampt der Vergleichunge der Plantarum und Erdgewechsen, gedruckt durch Johan Eichorn, Frankfurt/O., 1572

Vor 350 Jahren (1672)

Vom „Sel Polychreste“ zum Ferroelektrikum

Um das Jahr 1672 entdeckt der französische Apotheker Elie Seignette (1632 – 1698) aus La Rochelle bei der Suche nach einem milden Abführmittel eine Herstellmethode für Kaliumnatriumtartrat, das er mit seinem Bruder Jehan (1623 – 1663) in großen Mengen produziert. Der Name, unter dem es verkauft wird, „Sel Polychreste“, leitet sich aus dem Griechischen ab und bezeichnet ein Salz „von vielen Tugenden“, das später als Seignette-Salz oder Rochelle-Salz bekannt wurde. Erst 1731 klären die französischen Chemiker Étienne François Geoffroy (1672 – 1731) und Gilles-François Boulduc (1675 – 1741) unabhängig voneinander dessen Natur als Doppelsalz der Weinsäure und die lange als Geheimnis gehütete Herstellungsart auf: Man nehme eine Pottasche-Lösung (K₂CO₃), vermische sie mit der Lösung von Tartarsäure (Weinsäure, H₂C₄H₄O₆), füge zu dem entstandenen Weinstein (Kaliumhydrogentartrat, KHC₄H₄O₆ · 4 H₂O) eine Aschensalz-Lösung (Soda, Na₂CO₃ · 10 H2O) hinzu und dampfe anschließend die Lösung langsam ein, bis sich farblose Kristalle des Seignette-Salzes (Kaliumnatriumtartrat, KNaC₄H₄O₆ · 4 H₂O) bilden.

Bis heute wird Seignette-Salz in der Pharmazie angewandt und dient in der Fehling-Probe zum Zuckernachweis. Auch die Nahrungsmittelindustrie verwendet das Seignette-Salz als Säureregulator, Säuerungs-, Backtrieb- oder Konservierungsmittel. Es ist in der EU als gesundheitlich unbedenklicher Lebensmittelzusatzstoff unter der Nummer E 337 zugelassen.

1880 nutzen der französische Physiker Jacques Curie (1855 – 1941) und dessen jüngerer Bruder Pierre Curie (1859 – 1906; Nobelpreis für Physik 1903) Seignette-Salz bei Versuchen an transparenten Salzkristallen und entdecken eine besonders starke Piezoelektrizität. Diese wird bis heute für elektrische Präzisionsmesstechnik genutzt. Schließlich erkennt 1920 Joseph Valášek (1888 – 1968) am Seignette-Salz das Phänomen der Ferroelektrizität (auch Seignette-Elektrizität) als eine Form der Piezoelektrizität.

• ² H. S. van Klooster, Three centuries of Rochelle salt, Journal of Chemical Education 1959, 36, 314–318

Vor 300 Jahren (1722)

„Spiritus aethereus“ – eine bewährte Arznei aus Halle

Der Gründervater der Medizinischen Fakultät der Academia Fridericiana Halensis in Halle an der Saale und Medizinprofessor Friedrich Hoffmann (1660 – 1742) beschreibt im Jahr 1722 in seiner Sammlung chemisch-analytischer und pharmazeutischer Themen „Observ. physico-chemicarum select. libri III“ mehrere lange geheimgehaltene Rezepturen seines Arzneischatzes. Dazu zählen unter anderem der „Liquor anodynus Hoffmanni“ (Hoffmanstropfen), das „Elixir viscerale Hoffmanni“, das „Balsam vitae Hoffmanni“.

Die Ursache vieler Krankheiten sah Hoffmann in krampfhaften Zuständen oder übermäßiger Ermüdung des menschlichen Körpers und suchte daher nach krampflösenden und beruhigenden sowie im umgekehrten Fall nach tonisierenden und anregenden Mitteln. Beim Destillieren von Schwefelsäure in Weingeist (Ethanol) entdeckt er ein solches Wundermittel, den Ätherweingeist. Dieser ist eine Lösung von schwefliger Säure sowie Schwefelsäure in Ethanol mit geringen Mengen an Schwefeläther (Diethylether). Hoffmann brachte sie als Arzneimittel „Spiritus aethereus“ in Umlauf. Sie besteht aus einem Teil Ether sowie drei Teilen Ethanol und dient zur Anwendung bei Neuralgien, Schwächezuständen oder Ohnmachten. Die Hoffmanstropfen haben bis heute ihren Platz in Hausapotheken behauptet; sie wirken gefäßerweiternd und leicht blutdrucksenkend.

Hoffmann untersucht zudem Mineralwässer (unter anderem aus Mineralquellen in Karlsbad und Bad Lauchstädt) auf ihre Inhaltsstoffe und deren heilkräftige Wirkung. Ihre Anwendung in der Medizin beschreibt er 1735 und entwickelt als erster ein Verfahren zur Herstellung künstlicher Mineralwässer. Die Verdienste Hoffmanns um die Förderung der Heilkunst brachten ihm den Beinamen „Aesculapius Hallensis“.

• ³ F. Hoffmann, Observationum physico-chymicarum selectiorum libri III, verlegt von Renger, Halle, 1722

Vor 250 Jahren (1772)

Ein Schaltjahr voller Entdeckungen

Ein bis dahin unbekanntes Gas entdeckt Henry Cavendish (1731 – 1810), als er Luft über glühende Holzkohle strömen lässt und das entstehende Kohlendioxid mit Ätzkali behandelt. Das dabei nicht gebundene Restgas, das Cavendish als „mephitische“ Luft bezeichnet, besteht hauptsächlich aus Stickstoff, dessen spezifisches Gewicht kleiner als das der Luft ist. Seine Beobachtung und Isolierung der mephitischen Luft teilt Cavendish dem Entdecker von Sauerstoff Joseph Priestley (1733 – 1804) brieflich mit. Er ahnt dabei nicht, dass es sich um ein chemisches Element handelt.

Priestley führt seinerseits eine Reihe ähnlicher Experimente durch und interpretiert die Ergebnisse als Befürworter der damals noch vorherrschenden Phlogistontheorie ebenfalls falsch. Er glaubt, die „phlogistisierte“ Luft isoliert zu haben. Zugleich erhält er bei der Reaktion von verdünnter Salpetersäure mit Kupfer erstmals Stickstoffmonoxid („salpetrige Luft“ oder „Lachgas“) und stellt fest, dass es sich bei Kontakt mit Luft zu braunem Stickstoffdioxid umwandelt. Außerdem nutzt er erstmals Quecksilber als Absperrflüssigkeit zum Sammeln von Gasen und entdeckt mehrere neue Gase, darunter zuerst Chlorwasserstoff („salzsaure Luft“) und später Ammoniak („alkalische Luft“).

Im Sommer des gleichen Jahres beginnt Carl Wilhelm Scheele (1742 – 1786), die Experimente von Cavendish zu wiederholen, und beschreibt als erster, allerdings erst fünf Jahre später, die Luft als ein Gemisch getrennter Gase: „feurige Luft“ (Sauerstoff) und „verdorbene Luft“ (Stickstoff).

Am 12. September 1772 veröffentlicht der schottische Chemiker Daniel Rutherford (1749 – 1819) seine Magisterdissertation „De aere fixo dicto aut Mephitico“. Darin beschreibt er Experimente mit brennenden Stoffen und Mäusen unter einer Glasglocke. Er berichtet von einer „giftigen“ Luft, die keine Verbrennung mehr unterstützt und zum Atmen ungeeignet ist. Rutherford vermutet dahinter ein neues chemisches Element, dessen Eigenschaften er mit „Ersticken von Feuer und Atmung“ sowie „Passivität gegenüber Alkali“ zum ersten Mal beschreibt. Er gilt daher als der eigentliche Entdecker des Stickstoffs.

Der Name „Stickstoff“ anstelle der früheren Bezeichnungen geht auf den Vorschlag des französischen Chemikers Antoine Laurent de Lavoisier (1743 – 1794) aus dem Jahr 1787 zurück.

• ⁴ D. Rutherford, De aere fixo dicto aut Mephitico, Academiae Typographos, Edinburgi, 1772
• ⁵ J. Priestley, Experiments and Observations on Different Kinds of Air, verlegt von Joseph Johnson, London, 1774
• ⁶ C. W. Scheele, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer, verlegt von Magnus Schwederus, Upsala und Leipzig, 1777
• ⁷ L. B. Guyton de Morveau, A. L. Lavoisier, C. L. Berthollet, A. F. Fourcroy, Méthode de nomenclature chimique, Paris, 1787.

Vor 200 Jahren (1822)

Polymorphie – ein kristallographisches Phänomen mit multiplem Charakter

Drei Jahre nachdem der deutsche Chemiker und Mineraloge Eilhard Mitscherlich (1794 – 1863) die Isomorphie von Kristallen entdeckt hat, wendet er sich weiteren Untersuchungen isomorpher Verbindungen zu. Dabei findet er bei Schwefel sowie bei Phosphaten und Arsenaten, dass diese je nach Temperatur und Druck in verschiedenen, ineinander überführbaren kristallinen Formen existieren, auch wenn ihre chemische Zusammensetzung gleich bleibt. Mitscherlich nennt das Auftreten von Substanzen gleicher Zusammensetzung in verschiedenen Modifikationen „Polymorphie“. Diese sind aus den gleichen Atomen aufgebaut, haben jedoch unterschiedliche Anordnung der Atome im Kristallgitter und somit abweichende physikalische Eigenschaften. Mitscherlichs Beobachtungen zu polymorphen Kristallmodifikationen finden erst 1912 durch Max von Laues (1879 – 1960; Nobelpreis für Physik 1914) Beugungsexperimente mit Röntgenstrahlen an Kristallen eine Bestätigung.

• ⁸ E. Mitscherlich, On the relationship between crystalline form and chemical composition. I. Note on arsenates and phosphates, Ann. Chim. Phys. 1822, 19, 350–419
• ⁹ J. Bernstein, Polymorphism in Molecular Crystals, University Press, Oxford, 2002

Vor 150 Jahren (1872)

Das Ende von mancherlei Maß und Gewicht

Unter Führung von Preußen beschließt der Norddeutsche Bund am 17. August 1868 eine „Maß- und Gewichtsordnung“, die auf dem metrischen Maßsystem beruht und nach der Gründung des Deutschen Reiches 1871 am 1. Januar 1872 zum Reichsgesetz erhoben wird. „Vom Wunsche geleitet, die Internationale Einigung und die Vervollkommnung des metrischen Systems zu sichern“, unterzeichnen schließlich siebzehn Staaten, darunter das Deutsche Reich, am 20. Mai 1875 die Meterkonvention. Sie gilt als Vorläufer des Internationalen Einheitensystems. Zugleich wird das Internationale Büro für Maß und Gewicht gegründet.

• ¹⁰ de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem
• ¹¹ de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_Maß_und_Gewichte

Vor 100 Jahren (1922)

Flüssiges Metall im Dienste der Analytik

Der tschechische Physikochemiker Jaroslav Heyrovský (1890 – 1967) entdeckt, dass die Strom-Spannungs-Kurven oder Voltammogramme beziehungsweise Polarogramme von der Zusammensetzung der untersuchten Lösung abhängen. Er bemerkt dies, als er untersucht, wie die Oberflächenspannung einer wässrigen Lösung von der Elektrolysespannung beeinflusst wird. Dafür hat er eine steigende Spannung an Quecksilber angelegt, das in einen wässrigen Elektrolyten tropft.

Daraufhin entwickelt er 1922 die Polarographie, eine elektrochemische Analysenmethode mit vollständig polarisierbaren, weitgehend indifferenten Quecksilbertropfelektroden. Polarographie detektiert qualitativ und quantitativ gelöste anorganische und organische Substanzen bis in den Spurenbereich von wenigen Mikromol pro Liter. In den Folgejahren vervollkommnet Heyrovský die Methode und entwickelt 1925 zusammen mit seinem Mitarbeiter Shikata Masuzo (1895 – 1964) einen elektromechanischen Polarographen. Das Gerät registriert die Potenzialkurven fotografisch in wenigen Minuten, während es häufig eine Stunde dauert, die Kurven manuell aufzuzeichnen. Für die Entdeckung und Entwicklung von Methoden der polarographischen Analyse erhält Heyrovský 1959 den Nobelpreis für Chemie.

Heute dient die Polarographie in der Metallurgie, Geologie, Medizin, organischen Chemie oder Elektrochemie für quantitative und qualitative Substanzanalysen sowie dazu, Mechanismen von Elektroden- und photochemischen Reaktionen zu untersuchen, beispielsweise in photoelektrochemischen Zellen.

• ¹² J. Heyrovský, Elektrolysa se rtutovou kapkovou kathodou (Czech) (Electrolysis with the dropping mercury cathode), Chemicke Listé, 1922, 16, 256–264
• ¹³ J. Heyrovský, M. Shikata, Researches with the dropping mercury. The polarography, Rec. Trav. Chim., 1925, 44, 496–498
• ¹⁴ J. A. V. Butler, P. Zuman, Jaroslav Heyrovský. 1890 – 1967. In: Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1967, 13, 167 – 191

Von Fischer-Tropsch zu Gas-to-Liquid

Franz Fischer (1877 – 1947) und Hans Tropsch (1889 – 1935) vom Kaiser-Wilhelm-Institut in Mülheim/Ruhr melden im Jahr 1922 das „Verfahren zur Herstellung von Alkoholen und anderen sauerstoffhaltigen Verbindungen durch katalytische Reduktion des Kohlenoxyds“ zum Patent an. Damit beginnt die Erfolgsgeschichte der später nach den beiden Forschern benannte Fischer-Tropsch(FT-)Synthese. Die technische Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus „Wassergas“ – einer Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid – funktioniert praktisch aus allen kohlenstoffreichen Rohstoffen wie Kohle, Erdgas oder Biomasse. Anfangs führen Fischer und Tropsch die Umsetzung des Synthesegases an alkalidotierten Eisenkatalysatoren bei Drücken von über 100 bar und Temperaturen um 400 °C durch und erhalten dabei ein Gemisch aus aliphatischen sauerstoffhaltigen Verbindungen und öligen Komponenten. Dieses „Synthol“ genannte synthetische Öl wandeln sie dann im Autoklaven bei 400 °C in ein Kohlenwasserstoffgemisch um: „Synthin“ (synthetisches Benzin). Später entwickeln sie ein Verfahren (Fischer-Tropsch-Verfahren), bei dem die Reaktion katalytisch unter wesentlich milderen Bedingungen verläuft und auf direktem Weg Benzin, Dieselöl oder feste Kohlenwasserstoffe (Paraffine) liefert.

Die Ruhrchemie erwirbt eine Generallizenz und baut 1936 weltweit die erste industrielle FT-Syntheseanlage, in der Treibstoffe aus Stein- und Braunkohlen produziert werden. Erst nach dem Zweiten Weltkrieg gewinnt die FT-Synthese auch international an Bedeutung. Heutzutage bildet sie das Herzstück jeder modernen Chemieanlage, in der hochqualitative synthetische Kraftstoffe aus Biomasse (BtL: Biomass-to-Liquid), Kohle (CtL: Coal-to-Liquid) oder Erdgas (GtL: Gas-to-Liquid) hergestellt werden.

• ¹⁵ DRP 411 216 vom 3. November 1922
• ¹⁶ F. Fischer, H. Tropsch, Über die Herstellung synthetischer Ölgemische (Synthol) durch Aufbau aus Kohlenoxyd und Wasserstoff, Brennstoff-Chem., 1923, 4, 276–285
• ¹⁷ DRP 484 337 vom 22. Juli 1925

Entdeckung mit internationaler Ansage

Der ungarische Chemiker George de Hevesy (1885 – 1966) und der niederländische Physiker Dirk Coster (1889 – 1950) entdecken eines der letzten stabilen Elemente des Periodensystems. Das heute Hafnium genannte Element hat die Ordnungszahl 72, und seine Entdeckung im Jahr 1922 bestätigte die zehn Jahre zuvor getroffene Vorhersage, dass zwischen Lutetium und Tantal ein weiteres Element existieren müsse. Die atomphysikalische Grundlage hierfür bildete das vom jungen englischen Physiker Henry Moseley (1887 – 1915) entdeckte und nach ihm benannte Gesetz zur systematischen Beziehung zwischen der Wellenlänge in charakteristischen Röntgenspektren der Elemente und deren Ordnungszahl im Periodensystem. Zuvor glaubt der französische Chemiker Georges Urbain (1872 – 1938), Entdecker des Lutetiums, das Element 72 in den löslichen Anteilen der Lutetiumfraktionen spektralanalytisch bereits nachgewiesen zu haben, und nennt das neue „Element“ Celtium. Seine Entdeckung kann jedoch nicht bestätigt werden.

1922 veröffentlicht der dänische Physiker Niels Bohr (1885 – 1962) seine Deutung des Periodensystems der Elemente auf Grund der Quantentheorie des Atombaus. Er sagt voraus, dass die Lanthanoidenreihe mit Lutetium zu Ende sei. Das noch unbekannte Element 72 müsse daher ein Homologes des Zirkoniums sein – und in dessen Mineralien aufspürbar. De Hevesy und Coster, die damals am Bohrschen Kopenhagener Institut arbeiteten, beginnen mit der Suche nach dem Element 72 im norwegischen Zirkon und wenden hierfür die Röntgenspektroskopie an. Nach wiederholter Kristallisation der Kalium- und Ammonium-Doppelfluoride der jeweiligen Elemente gelingt ihnen eine völlige Abtrennung des neuen Elements von seinem „Wirtsmetall“ Zirkonium. Anhand der Röntgenlinien, die sie nach dem Moseleyschen Gesetz für das Element 72 berechnet haben, weisen sie das neue Element nach. Zu Ehren der Stadt Kopenhagen (latinisiert: Hafniae) geben sie dem Element den Namen „Hafnium“. Im gleichen Jahr erhält Niels Bohr den Nobelpreis für Physik für seine Verdienste um die Erforschung der Atomstruktur sowie der von den Atomen ausgehenden Strahlung. In seinem am 10. Dezember 1922 anlässlich der Preisverleihung gehaltenen Vortrag gibt Bohr bekannt, dass de Hevesy und Coster das Element 72 röntgenspektroskopisch in Zirkoniummineralien nachgewiesen haben. De Hevesy, der sich später mit radioaktiven Isotopen beschäftigte, erhält für seine Arbeiten über die Anwendung der Isotope als Indikatoren bei der Erforschung chemischer Prozesse im Jahr 1943 den Nobelpreis für Chemie.

• ¹⁸ D. Coster, G. Hevesy, On the Missing Element of Atomic Number 72, Nature, 1923, 111, No. 2777, 79
• ¹⁹ A. Vértes, George Hevesy (György Hevesy), Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2007, 271, No.1, 19–26

Nobelpreise 1922

Chemie: Der britische Chemiker Francis William Aston (1877 – 1945) erhält 1922 den Nobelpreis „für seine Entdeckung einer großen Zahl von Isotopen in mehreren nicht radioaktiven Elementen mit Hilfe seines Massenspektrographen sowie für seine Entdeckung des so genannten Gesetzes der Ganzzahligkeit“. Diese Gesetzmäßigkeit leitet Aston aus seinen Versuchen zur Identifizierung verschiedener Isotope ab. Auf der Grundlage von Experimenten seines Lehrers Joseph John Thomson (1856 – 1940; Nobelpreis für Physik 1906) mit „Kanalstrahlen“ entwickelt Aston ein präzises Massenspektrometer. Dadurch gelingt es ihm, die Isotopen von Neon zu trennen, das aus zwei Atomsorten der Massen 20 und 22 im Verhältnis neun zu eins besteht. Er stellt daraus die nach ihm benannte Astonsche Isotopenregel der Ganzzahligkeit der Atommassen auf: Chemische Elemente mit nicht-ganzzahligen Atommassen sind immer Isotopengemische.

Physiologie oder Medizin: 1922 erhalten sowohl Archibald Vivian Hill (1886 – 1977) als auch Otto Fritz Meyerhof (1884 – 1951) den Nobelpreis für Physiologie und Medizin, der Brite Hill „für seine Entdeckungen auf dem Gebiet der Wärmeerzeugung der Muskeln“ und der Deutsche Meyerhof „für seine Entdeckung des Zusammenhangs zwischen Sauerstoffverbrauch und Milchsäurestoffwechsel im Muskel“. Hill prägt den Begriff „Sauerstoffschuld“ (Sauerstoffdefizit) für den Bedarf an Sauerstoff, um nach Beendigung anaerober Skelettmuskeltätigkeit den aeroben Stoffwechsel wiederherzustellen. Durch diese Erkenntnis steigt das Forschungsinteresse am ruhenden Muskel und die dabei auftretenden chemischen Prozesse. Meyerhoff stellt die Beziehung zwischen dem Sauerstoffverbrauch und den Milchsäureumsatz in den Muskeln her. Dabei weist er nach, dass die während der Muskelarbeit gebildete Milchsäure in der Erholungsphase nur zu einem kleinen Teil verbrannt wird.

Physik: Der dänische Physiker Niels Bohr (1885 – 1962) erhält den Nobelpreis 1922 „für die Erforschung der Struktur der Atome und der von ihnen ausgehenden Strahlung“. 1913 veröffentlicht er im Philosophical Magazine die Trilogie über das Bohrsche Atommodell: „On the constitution of Atoms and Molecules“ [Phil. Mag. 26 (1913), 1, 476 und 857]. Darin entwickelt Bohr das Planetenmodell des Atombaus von Ernest Rutherford (1871 – 1937; Nobelpreis für Chemie 1908) weiter, indem er die Erkenntnisse der Spektroskopie und Quantentheorie in sein Modell einbaut. Damit lassen sich erstmals die Feinstruktur der Spektrallinien erklären und die Energien verschiedener Atomzustände berechnen. Die Elektronen im Bohrschen Atommodell bewegen sich auf kreisförmigen Bahnen (Elektronenschalen) und besitzen eine für jede Bahn charakteristische Energie. Ein Elektron kann bei seinem Übergang von einem Energieniveau auf ein anderes die Energiedifferenz als Lichtquant emittieren oder absorbieren.

Vor 50 Jahren (1972)

Genschere macht die DNA-Rekombination möglich

Nachdem 1970 Har Gobid Khorana (1922 – 2011; Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1968) die Totalsynthese eines Gens gelungen war, galt es als nächstes, gentechnische Methoden zu entwickeln, um die DNA-Ketten flexibel zu verknüpfen. Werner Arber (*1929), Daniel Nathans (1928 – 1999) und Hamilton O. Smith (*1931) entdecken die dafür notwendigen Restriktionsenzyme, Endonukleasen, die in Bakterien fremde DNA (Bakteriophagen) anhand ihres Methylierungsmusters erkennen und diese durch gezieltes Herausschneiden eliminieren. Dafür erhalten die Forscher 1978 gemeinsam den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Restriktionsenzyme können die DNA allerdings nur an bestimmten Positionen schneiden. Inzwischen gibt es dafür Restriktionskarten, etwa für Genome und Plasmide, auf denen die Schnittstellen und die Strangabschnitte dargestellt sind. Im Jahr 1972 gelingt es Paul Berg (*1926; Nobelpreis für Chemie 1980), die DNA mit den Restriktionsenzymen in Bruchstücke zu teilen und später dann auch die DNA-Ketten verschiedener Organismen (Hybrid-DNA-Molekül) in vitro miteinander zu verknüpfen. Damit war die erste Genschere entdeckt. Berg war sich der Risiken seiner genmanipulierenden Arbeiten bewusst und initiierte ein internationales Moratorium. Damit verzichtete die Wissenschaft freiwillig über mehrere Jahre auf Forschung an ethisch fragwürdigen Experimenten.

Kurz nach Bergs Entdeckung zeigen Herbert W. Boyer (*1936) und Stanley N. Cohen (*1935), dass durch DNA-Rekombination – etwa dem Einbau des Erbguts eines Froschs in ein Bakterium – das (Frosch-)Protein in einer Wirtszelle produziert werden kann. Diese Entdeckung legt den Grundstein für zahlreiche Biologika in der Medizin. 1976 gründet Boyer mit Unterstützung eines Finanzinvestors die Firma Gentech, die sechs Jahre später das erste gentechnische Humaninsulin auf den Markt bringt. Inzwischen werden eine Reihe von Arzneistoffgruppen gentechnisch hergestellt: therapeutische Enzyme, Impfstoffe, monoklonale Antikörper oder Erythropoetine. Als Wirtszellen dienen dabei Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Eierstockzellen des chinesischen Hamsters (CHO-Zellen) und menschliche Zellen.

• ²⁰ D. A. Jackson, P. Berg et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 1972, 69, 2904
• ²¹ www.doccheck.de
• ²² www.wikipedia.de

Parasiten haben keine Chance

Die industrielle Revolution und die schnelle Entwicklung der Synthesechemie führen im 20. Jahrhundert zu hochwirksamen organischen Insektiziden wie TEPP (Tetraethylpyrophosphat, 1938) und DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan, 1939). Weil sie aber biologisch schwer abbaubar sind und sich bei Säugetieren im Fettgewebe anreichern, werden diese und eine Reihe weiterer chlororganischer Verbindungen als Insektizide 1972 verboten.

Auf der Suche nach alternativen Wirkstoffen befasst sich Michael Elliott (1924 – 2007) in dieser Zeit mit der Synthese von Pyrethroid-Insektiziden, darunter Resmethrin, Permethrin und Dekamethrin. Mit dem 1972 synthetisierten Derivat Dekamethrin gelingt ihm der Durchbruch. Das von den acht möglichen Isomeren des Dekamethrins als Handelsprodukt später vorliegende, nahezu isomerenreine Deltamethrin ((1R,3R)-[(S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl-3-(2,2-dibromvinyl)]-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat) übertrifft in seiner Wirksamkeit DDT um ein Vielfaches. Bereits Mitte der 1980er Jahre sind synthetische Pyrethroide zu 20 Prozent im weltweiten Insektizidmarkt vertreten.

Deltamethrin dient bis heute als Pflanzenschutzmittel beim Anbau von Getreide, Raps, Rüben und Kartoffeln, zum Imprägnieren von Moskitonetzen, sowie in der Tiermedizin gegen Ektoparasiten.

• ²³ M. Elliott, Neth. Pat. 7 212 973 (1972/1973)
• ²⁴ www.doccheck.de Deltamethrin – DocCheck Flexikon

Nobelpreise 1972

Chemie: Die US-Amerikaner Christian Boehmer Anfinson (1916 – 1995), Stanford Moore (1913 – 1982) und William Howard Stein (1911 – 1980) erhalten den Nobelpreis 1972 für ihre Arbeiten über Ribonukleasen (RNasen), Enzyme, die die Hydrolyse der Ribonukleinsäuren im zellulären Stoffwechsel katalysieren. Besonders gewürdigt werden ihre Beiträge zur Aufklärung des Zusammenhanges zwischen chemischer Struktur und katalytischer Wirkung des aktiven Zentrums im Ribonukleasemolekül. Derzeit sind zirka 50 RNasen bekannt, einige von ihnen werden mit Erbkrankheiten in Verbindung gebracht, etwa dem Perlman-Syndrom oder der amyotrophen Lateralsklerose.

Anfinsons „thermodynamische Hypothese“ der Proteinfaltung zeigt den Zusammenhang zwischen Aminosäuresequenz und Raumstruktur der Proteine. Dabei bestimmt die Aminosäuresequenz die native Konformation, in die sich Proteine unter physiologischen Bedingungen falten. Moore und Stein klären die Primärstruktur von Ribonukleasen auf. Dafür verwenden sie einen automatischen Aminosäureanalysator, der die Aminosäuresequenz nach dem Abbau von Proteinen quantitativ und qualitativ bestimmt.

Physiologie oder Medizin: Die beiden Biochemiker Gerald Maurice Edelman aus den USA (1929 – 2014) und der Brite Rodney Robert Porter (1917 – 1985) erhalten 1972 den Nobelpreis für ihre Arbeiten über die chemische Struktur und Zusammensetzung der Antikörper des Immunsystems. Edelman beschreibt als erster sowohl die Aminosäuresequenz eines im Immunsystem besonders wichtigen Antikörpers als auch dessen Aufbau aus funktionellen Untereinheiten. Porter klärt die Struktur sowie weitere physiologische Funktionen auf und ermittelt im Antikörpermolekül die Bindungsstellen für das Antigen.

Physik: Die US-Amerikaner John Bardeen (1908 – 1991; Nobelpreis für Physik 1956), Leon Neil Cooper (*1930) und John Robert Schrieffer (1931 – 2019) erhalten den Nobelpreis 1972 für die Entwicklung einer quantenmechanischen Deutung der Supraleitung bei extrem tiefen Temperaturen, die nach ihren Initialen BCS-Theorie genannt wird. Nach dieser Theorie tritt das Phänomen der elektrischen Supraleitung dann auf, wenn eine schwach anziehende Wechselwirkung zwischen den Elektronenpaaren, den Cooper-Paaren, mit den Schwingungen des Kristallgitters in Form des Phononenaustausches (Phonon = Elementarquanten der mechanischen Schwingung) die übliche Abschirmwirkung des Coulomb-Potenzials übersteigt. Spulen aus stabilisierten Supraleitern finden sich zum Beispiel in Kernspintomographen.

Geburts- und Todestage

2. Januar 1822

200. Geburtstag von Rudolf Julius Emanuel Clausius

Rudolf Clausius (1822 – 1888) war ein deutscher Physiker und Mathematiker, der Mitte des 19. Jahrhunderts zu den prominentesten theoretischen Physikern gehörte. Im Jahr 1850 habilitierte er sich zum Privatdozenten an der Berliner Universität und hielt parallel Physikvorlesungen an der Königlichen Artillerie- und Ingenieurschule. 1855 ging er als Professor für Physik an das neu gegründete Eidgenössische Polytechnikum (die heutige ETH) nach Zürich. 1867 folgte er dem Ruf als Ordinarius der Physik an die Universität Würzburg und schließlich 1869 an die Universität Bonn, wo er 1884/1885 als Rektor amtierte.

Bekanntheit erlangte Clausius durch den im Jahre 1850 formulierten zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der die Richtung der Energieumwandlungen in abgeschlossenen Systemen beschreibt. Clausius entwickelte die Theorie des Carnotschen Kreisprozesses weiter und führte den Begriff Entropie (=Verwandlungsinhalt) als Ausdruck für das Maß des Ordnungszustandes eines Systems ein.

Zudem erweiterte Clausius die von Émile Clapeyron (1799 – 1864) aufgestellte Gleichung, welche die Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks einer Flüssigkeit bei Phasengleichgewichten angibt: Clausius-Clapeyronsche Gleichung. Er leitete die kinetische Gastheorie mathematisch ab, führte die Begriffe Stoßzahl und mittlere freie Weglänge der Moleküle in der Kinetik ein. Bei seinen Zustandsberechnungen berücksichtigte er erstmals die Rotation und Schwingung der Atome im Molekül. Schließlich stellte Clausius den Virialsatz zur allgemeinen Abschätzung der Anteile kinetischer und potenzieller Energie in komplexen Systemen auf.

2. Januar 1922

100. Todestag von Giacomo Luigi Ciamician

Der italienische Chemiker Giacomo Ciamician (1857 – 1922) war einer der Begründer der Photochemie und gilt als Pionier der grünen Chemie. Er studierte Chemie an der Universität Wien und wurde 1880 von Hugo Weidel (1849 – 1899) als Externer an der Universität Gießen promoviert. Danach war Ciamician als Assistent, später als Dozent für Chemie an der Universität Rom tätig. 1887 ging er als außerordentlicher Professor für Chemie an die Universität Padua, zwei Jahre später erhielt er einen Ruf zum Professor für allgemeine und biologische Chemie an die Universität Bologna.

Das Werk Ciamicians zeichnet sich durch seine Pionierarbeiten zur Pyrrolchemie aus, außerdem durch bahnbrechende Untersuchungen der photochemischen Umwandlung chemischer Verbindungen in Pflanzen. Ciamician klärte die Konstitutionsformel des Pyrrols auf und legte damit den Grundstein zur Synthese von Pyrrolderivaten durch Aufspaltungen des pentacyclischen Rings. Mit seinem Mitarbeiter Max Dennstedt (1852 – 1931) beschrieb er erstmals die Pyrrol-Ringerweiterung bei der Reaktion von Pyrrol mit Chloroform in einer alkalischen Lösung zu 3-Chlorpyridin, die Ciamiciam-Dennstedt-Umlagerung.

Intensiv untersuchte Ciamician die Umwandlung organischer Verbindungen unter Lichteinwirkung, zumeist zusammen mit Paul Silber (1851 – 1932). Hierzu waren auf dem Dach seines chemischen Instituts in Bologna in Dutzenden von Glasgefäßen die Lösungen organischer Verbindungen dem Sonnenlicht ausgesetzt. So führte er photochemische Reaktionen wie Fragmentierungen, Disproportionierungen oder [2+2]-Cycloadditionen unter milden Bedingungen durch, ohne Abprodukte und Abgase. Damit erkannte Ciamician als einer der ersten das Potenzial des Sonnenlichts als umwelt- und menschenfreundliche Energiequelle im Gegensatz zu endlichen fossilen Energieträgern. Er prophezeite im Jahr 1912: „If our black and nervous civilization, based on coal, shall be followed by a quieter civilization based on the utilization of solar energy, that will not be harmful to progress and to human happiness“.

5. Februar 1872

150. Geburtstag von Lafayette Benedict Mendel

Der US-amerikanische Biochemiker Lafayette Benedict Mendel (1872 – 1935) entdeckte 1913 – fast zur gleichen Zeit wie Elmer McCollum (1879 – 1967) – den fettlöslichen Faktor A, der später den Namen Vitamin A erhielt. Den Begriff Vital-Amin hatte der polnisch-amerikanische Biochemiker Casimir Funk (1884 – 1967) geprägt.

Mendel wurde 1893 in physiologischer Chemie bei Russell Henry Chittenden (1856 – 1943) an der Sheffield Scientific School promoviert. Nach einer Assistententätigkeit dort ging er von 1895 bis 1896 für physiologisch-chemische Studien nach Breslau und Freiburg. Nach seiner Rückkehr wurde er 1896 Assistenzprofessor und wirkte ab 1903 als Professor für physiologische Chemie an der Sheffield Scientific School sowie ab 1921 auch an der Yale University.

Mendel erforschte hauptsächlich den Zusammenhang zwischen dem physiologischen Wert – dem Nährwert – und der Zusammensetzung der Nahrung. In Zusammenarbeit mit seinem langjährigen Mitarbeiter Thomas Burr Osborne (1859 – 1929) wies er nach, dass Tryptophan und Lysin essenzielle Aminosäuren, also für die Ernährung besonders wichtig sind. Mendel und Osborne untersuchten tierische und pflanzliche Nahrungsmittel zunächst auf deren Gehalt an fettlöslichem Vitamin A und in anschließenden Untersuchungen an wasserlöslichem Vitamin B. Dabei stellten sie fest, dass sich Vitamin A (Retinol) vor allem in tierischen Nahrungsmitteln findet, in pflanzlichen hingegen das Provitamin ß-Carotin. Dieses wandelt sich im menschlichen Körper in Retinol um.

9. April 1922

100. Todestag von Traugott Sandmeyer

Der Schweizer Chemiker Traugott Sandmeyer (1854 – 1922) machte sich einen Namen vor allem durch die bis heute in der präparativen organischen Chemie wichtigen Sandmeyer-Reaktion.

Nach einer Mechanikerlehre in Zürich von 1872 bis 1875 machte er sich selbstständig und fertigte Apparate für das Polytechnikum. Chemiekenntnisse erwarb Sandmeyer autodidaktisch, und er experimentierte in seinem Küchenlabor. Dadurch kam er in Kontakt zu Forschern wie Victor Meyer (1848 – 1897) oder Arthur Hantzsch (1857 – 1935). Bei diesen arbeitete er aufgrund seiner hervorragenden praktischen Fertigkeiten zwischen 1881 und 1887 mehrmals als Vorlesungsassistent. Dabei entdeckte er im Jahr 1884 – beim Versuch, Benzendiazoniumchlorid mit Kupferacetylid zu Indol umzusetzen – eine kupferkatalysierte Austauschreaktion. Bei dieser Reaktion, die seitdem seinen Namen trägt, substituieren Anionen die Diazoniumgruppe von Benzendiazoniumsalzen.

Im Jahr 1888 trat Sandmeyer als Chemiker in die Firma Geigy (heute Novartis) in Basel ein, die Teerfarbstoffe entwickelte und herstellte. Dort war er von 1901, bis er im Jahr 1919 in den Ruhestand ging, Direktor und Mitglied des Verwaltungsrats. Als Industriechemiker leistete Sandmeyer Beiträge zu organischen Farbstoffen und synthetisierte neue Pigmente, etwa Chromviolett (1889), Eriocyanin (1891) oder Helvetiablau (1893). 1899 und 1919 entwickelte er zwei neue Synthesewege zum Isatin, einer Vorstufe des Indigos.

12. April 1872

150. Geburtstag von Georges Urbain

Georges Urbain (1872 – 1938) war ein französischer Chemiker, dessen Name mit der Reindarstellung und Untersuchungen der Seltenen Erden verbunden ist. Er promovierte in Paris 1899 zur Chemie der Lanthanoide. Während seiner Assistentenzeit trat Urbain in Kontakt mit Pierre Curie (1859 – 1906; Nobelpreis für Physik 1903); seinen wissenschaftlichen Werdegang begann er als Leiter eines Forschungslabors und durchlief die Stationen vom Dozenten für Elektrochemie (1904) an der École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles über die Assistenzprofessur für analytische Chemie (1906) und Professur für Mineralchemie (1908) an der Sorbonne. Im Jahr 1928 übernahm er schließlich die Professur für allgemeine Chemie.

Urbain entwickelte eine Trennmethode für Seltene Erden: Er trennte deren Ethylsulfate über fraktionierte Kristallisation und bestimmte den Magnetisierungskoeffizienten. So ließen sich die jeweiligen Fraktionen im Trennungsgang verfolgen. Spektralanalytisch wies er nach, dass mehrere, den Erden zugrunde liegende Elemente in Wirklichkeit Gemische waren. So isolierte er aus dem im Jahr 1878 von Jean Charles Galissard de Marignac (1817 – 1894) entdeckten Ytterbium in den Jahren 1905 bis 1907 nahezu gleichzeitig und unabhängig von Carl Auer von Welsbach (1858 – 1929) ein neues Element. Dieses nannte er Lutetium nach dem alten Namen von Paris.

Außerdem stellte er bis 1906 viele der Seltenen Erden hochrein dar, darunter Samarium, Europium, Gadolinium, Dysprosium und Erbium. Im Jahr 1935 gewann er erstmals metallisches Gadolinium. Neben seiner Forschung machte sich Urbain auch als Musiker, Komponist, Maler und Bildhauer einen Namen.

10. Mai 1872

150. Geburtstag von Octave Leopold Boudouard

Der französische Chemiker Octave Leopold Boudouard (1872 – 1923) ist bekannt durch das nach ihm benannte Reaktionsgleichgewicht. Das Boudouard-Gleichgewicht stellt sich zwischen CO₂ und CO bei der Umsetzung mit glühendem Kohlenstoff ein.

Boudouard absolvierte sein Ingenieurstudium an der Pariser École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles und promovierte 1901 in Physik. Danach arbeitete er als Assistent am Collège de France und war dort ab 1904 Vertretungsprofessor. Später wurde Boudouard Professor für angewandte Chemie am Conservatoire National des Arts et Métiers in Paris und ab 1914 Professor für Glas und Keramik am gleichen Institut. Er arbeitete unter anderem in der Brennstoffchemie sowie zu Kalk-, Zement-, Keramik- und Glasanwendungen. Dabei befasste er sich mit der Temperaturmessung, der Herstellung und den Eigenschaften von Legierungen, den Analysen von Monazitsand und Seltenen Erden und beschrieb im Jahr 1904 die allotropen Formen des Nickels.

Seine wichtigste Arbeit befasste sich mit chemischen Gleichgewichten bei der Reduktion von Eisenoxiden im Hochofen. Im Jahr 1905 untersuchte er dieses Gleichgewicht, bei dem sich Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoff bei Temperaturen über 1000 °C zu Kohlenstoffmonoxid verbinden, während bei Temperaturen unter 400 °C die Rückreaktion abläuft. Das wesentliche Reduktionsmittel im Hochofenprozess ist das Kohlenstoffmonoxid. Es reduziert in einer schwach exothermen chemischen Reaktion die Eisenoxide, wobei Roheisen entsteht. Versteht man diese Reaktion, lassen sich Hochöfen optimieren: etwa der Brennstoffverbrauch erhöhen und gleichzeitig Rußbildung verringern.

19. Mai 1872

150. Geburtstag von Michail Semjonowitsch Zwet

Michail S. Zwet (1872 – 1919) war ein russischer Botaniker, Biochemiker und Erfinder der Chromatographie. Von 1891 bis 1896 studierte er Mathematik, Physik und Botanik an der Universität Genf und schloss sein Studium mit einer Magister-Dissertation über Zellphysiologie ab. Danach arbeitete Zwet von 1897 bis 1902 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im St. Petersburger biologischen Laboratorium. Später ging er nach Warschau, wo er Privatdozent am Botanischen Institut des Polytechnikums wurde.

Am 21. März 1903 präsentierte Zwet in der Sitzung der Biologischen Abteilung der Warschauer Gesellschaft der Naturwissenschaftler seine Arbeitsergebnisse unter dem Titel „Über eine neue Kategorie von Adsorptionserscheinungen und ihre Anwendung zur biochemischen Analyse“. Er trennte Blattfarbstoffe, indem er Blattextrakte mit reinem Petrolether nach unten durch calciumcarbonatgefüllte Glassäulen laufen ließ. Das entstehende Bild auseinandergelegter Farbzonen nannte er später Chromatogramm (deutsch: Farbschreibung) und die entsprechende Methode Chromatographie. So trennte er erstmals blaugrünes Chlorophyll a von gelbgrünem Chlorophyll b sowie Carotin von Xanthophyll chromatographisch.

Der weitere Lebensweg Zwets wurde durch den Ersten Weltkrieg beeinflusst. Ständig musste er seine Wirkungsstätten verlassen: von Warschau über Moskau, Nizhnij Nowgorod, Tartu bis nach Woronezh, wo er mit 47 Jahren entkräftet starb. Die Inschrift auf seinem Grabstein klingt wie eine Mahnung: „Ihm war es gegeben, die Chromatographie zu entdecken, die die Moleküle trennt und die Menschen verbindet“.

26. Mai 1922

100. Todestag von Ernest Gaston Joseph Solvay

Der Belgier Ernest Solvay (1838 – 1922) war kein akademisch ausgebildeter Chemiker, sondern ein talentierter und erfolgreicher Industrieller. Er sorgte für die Ausarbeitung und technische Umsetzung des nach ihm benannten Solvay-Verfahrens (Ammoniak-Soda-Verfahren).

Solvays autodidaktischer Bildungsweg begann im Jahr 1859 im Gaswerk seines Onkels Florimond Semet (1811 – 1886). Dort suchte er nach der wirtschaftlich günstigen Verwertung des Ammoniakwassers, eines der lästigen Nebenprodukte der Gaserzeugung. Der 23-jährige Ernest meldete am 15. April 1861 ein Patent für die technische Herstellung kalzinierten Sodas aus Meersalz, Ammoniak und Kohlensäure an. Nach kurzer Erprobung des Verfahrens gründete er 1863 zusammen mit seinem zwei Jahre jüngeren Bruder Alfred Solvay (1840 – 1894) die Gesellschaft Solvay Cie, die bereits ein Jahr später die erste Soda-Fabrik in Couillet nahe Brüssel in Betrieb nahm.

Das Solvay-Verfahren für die Sodaherstellung setzte sich in einem jahrelang hart geführten Konkurrenzkampf gegen das fast 100 Jahre alte Leblanc-Verfahren durch. Als chemischer Kreislaufprozess arbeitet es in geschlossenen Apparaturen und in kontinuierlicher Betriebsweise und nutzt so die Ausgangsstoffe und Energie optimal aus.

Neben seinem Unternehmen förderte Ernest Solvay die Wissenschaft und unterstützte wohltätige Zwecke. So stiftete er das Institut für Physiologie und Soziologie sowie das Internationale Institut für Physik und Chemie in Brüssel und begründete die nach ihm benannten Solvay-Konferenzen.

13. Juni 1822

200. Geburtstag von Carl Ernst Heinrich Schmidt

Der deutsch-baltische Arzt und Chemiker Carl Schmidt (1822 – 1894) gilt heute als einer der Begründer der Biochemie und Stoffwechselforschung. Nach seiner Apothekerlehre bei Wilhelm Rose (1792 – 1867) in Berlin studierte er Chemie und Medizin an den Universitäten in Berlin, Gießen sowie Göttingen. Dort wurde er unter Justus von Liebig (1803 – 1873) mit einer Arbeit über Pflanzenschleime und Bassorin zum Dr. phil. promoviert. Nach Studien bei Friedrich Wöhler (1800 – 1882), Rudolph Wagner (1805 – 1864) und Julius Vogel (1814 – 1880) erwarb er im Jahr 1845 den Titel Dr. med. Danach wurde Schmidt Arzt an der Militär-Medizinischen Akademie in St. Petersburg und wechselte 1846 an die Universität Dorpat (Tartu), wo er zunächst Privatdozent für physiologische und pathologische Chemie, 1850 außerordentlicher Professor für Pharmazie und 1852 Ordinarius für medizinische Chemie wurde. Bis zu seinem Ruhestand 1892 blieb er Direktor des chemischen Laboratoriums.

Anfangs widmete sich Schmidt vor allem physiologisch-chemischen Arbeiten über Verdauung und Stoffwechsel sowie Analysen der Zusammensetzung von Körperflüssigkeiten wie Blut, Galle und Magensaft. Dabei erkannte er, dass Salzsäure ein Bestandteil der Magensäure ist, und beschrieb deren Wechselwirkung mit Pepsin. Außerdem stellte Schmidt die chemischen Veränderungen im Blut im Zusammenhang mit Cholera, Ruhr, Diabetes und Arsenvergiftung fest.

Er klärte die Kristallstrukturen vieler biochemischer Substanzen auf: darunter Harnsäure, Oxalsäure und ihre Salze, Milchsäure, Cholesterin und Stearin. Laut Wöhler wird ihm die „Priorität der Entdeckung der Zellulose“ zugeschrieben, die Schmidt 1844 erstmals als Kohlenhydrat bezeichnete. In späteren Jahren forschte er über die Geochemie von Lagerstätten, zu Hydrologie und Hydrochemie sowie zur Landwirtschafts- und Umweltchemie.

10. Juli 1872

150. Geburtstag von Nikolai Alexandrowitsch Schilow

Der russische Physikochemiker Nikolai A. Schilow (1872 – 1930) gehört zu den Mitbegründern der chemischen Reaktionskinetik. Von 1890 bis 1895 studierte er Chemie in Moskau. Danach ging er nach Leipzig und sammelte bei Wilhelm Ostwald (1853 – 1932; Nobelpreis für Chemie 1909) Erfahrungen in der homogenen Katalyse. Nach seiner Rückkehr nach Moskau sowie weiteren Forschungsaufenthalten in Leipzig und Heidelberg von 1901 bis 1904 wurde Schilow 1910 Professor an der Technischen Hochschule in Moskau, gleichzeitig lehrte er ab 1911 am Gewerbeinstitut. Hier richtete er das Laboratorium für physikalische Chemie zur Untersuchung radioaktiver Erscheinungen ein.

Er systematisierte seine reaktionskinetischen Untersuchungen zu gekoppelten Reaktionen und baute die Grundlagen ihrer Theorie auf; dazu entwickelte er die heute noch verwendete Terminologie. In Kooperation mit Robert Luther (1868 – 1945) trug er zum Verständnis fotografischer Prozesse bei. Er beschäftigte sich zudem mit Adsorptionserscheinungen an Kohle und stellte Adsorptionsreihen für Elektrolyte analog zur elektrolytischen Spannungsreihe auf. Während des Ersten Weltkriegs entwickelte er 1915 zusammen mit seinem Moskauer Lehrmeister Nikolai D. Zelinski (1881 – 1953) die Gasmaske mit Kohlefilter zum Schutz vor chemischen Kampfstoffen. Später beschäftigte er sich mit physikalisch-chemischen Aspekten der Arteriosklerose.

22. Juli 1922

100. Todestag von Jōkichi Takamine

Der Japaner Jōkichi Takamine (1854 – 1922) war ein technischer Biochemiker, Geschäftsmann und Unternehmer. Takamine studierte an der kaiserlichen Universität in Tokio angewandte Chemie, wo er 1878 zum Chemie-Ingenieur graduierte. Mit Unterstützung der japanischen Regierung absolvierte er Studien in Schottland. Nach seiner Rückkehr nach Japan im Jahr 1883 trat Takamine der Chemieabteilung des neu geschaffenen Ministeriums für Landwirtschaft und Handel bei und wurde Chefchemiker und Direktor des chemischen Laboratoriums sowie Kommissar für Patente und Warenzeichen. 1887 verließ er den Regierungsdienst und gründete das Kunstdüngerunternehmen Tokyo (heute Nissan Chemical Industries) und damit die erste japanische Superphosphatfabrik.

Dort isolierte Takamine aus Aspergillus oryzae – einem Schimmelpilz für die Sojasaucenherstellung – das stärkespaltende Enzym, das er Taka-Diastase (japan. taka: hochkonzentriert) nannte. Es dient zur Reisweinherstellung. Im Jahr 1890 wurde Takamine in die USA eingeladen, um eine Anwendung von Taka-Diastase für die Destillationsindustrie zu entwickeln. Er lizensierte jedoch die exklusiven Produktionsrechte für dieses Präparat an das US-amerikanische Pharmaunternehmen Parke-Davis und wurde dadurch Multimillionär. Im Jahr 1891 übersiedelte Takamine nach Clifton (New Jersey) und richtete sich ein privates Forschungslabor ein. Dort isolierte er 1901 das erste reine Hormon aus natürlichen Quellen: Adrenalin aus dem Nebennierenmark, zuvor auch als Epinephrin bekannt. 8000 Ochsennebennieren ergaben gerade einmal vier Gramm Adrenalin.

Adrenalin gehört zur Gruppe der Catecholamine und ist ein Stresshormon. In der Medizin hilft Adrenalin, um im Notfall die Herz-Kreislauf-Funktion anzuregen, beim akuten Asthmaanfall und bei Anaphylaxie, einer akuten allergischen Reaktion. Auch nach seiner Emigration unterhielt Takamine enge Beziehungen zu Japan und unterstützte das Land bei der Entwicklung von Industriefarbstoffen und Stickstofffixierung sowie bei der Herstellung von Bakelit.

30. Juli 1822

200. Geburtstag von Henry Deacon

Der Engländer Henry Deacon (1822 – 1876) war ein Ingenieur, Chemiker, Industrieller und Geschäftsmann, der das nach ihm benannte Deacon-Verfahren zur Chlorgewinnung aus Chlorwasserstoff und Luftsauerstoff entwickelte. Mit 14 Jahren trat er in die Firma Galloway & Sons ein und machte dort seine Ausbildung als Maschineningenieur. Beeinflusst durch Michael Faraday (1791 – 1867), mit dem die Deacon-Familie befreundet war, lernte er zudem Chemie und Physik.

Im Jahr 1839 ging er zum Dampfmaschinenproduzenten Nasmyth, Gaskell and Company in Patricroft, wechselte dann 1846 an das Glaswerk der Pilkington Brothers in St. Helens und wurde dort Leiter der Glaspolierabteilung. 1851 übernahm Deacon den Posten des Betriebsleiters in der von John Hutchinson (1825 – 1865) im Jahr 1848 gegründeten Chemiefabrik in Widnes und verantwortete die Alkali- und Soda-Produktion nach dem Leblanc-Verfahren. Zwei Jahre später machte sich Deacon mit einer Alkali-Fabrik selbstständig. Schnell erkannte er die ökologischen und ökonomischen Nachteile des Leblanc-Verfahrens und bemühte sich, die anfallende Salzsäure zu verwerten. Ein Antrieb dazu war auch die 1864 in England in Kraft getretene „Alkali Acte“, die es den Sodaproduzenten verbot, mehr als fünf Prozent Chlorwasserstoff in die Luft abzulassen. 1868 patentierte Deacon das erste kontinuierliche Verfahren zur Chlorgewinnung. Es funktioniert mit katalytischer Oxidation gasförmigen Chlorwasserstoffs mit Luftsauerstoff in Gegenwart von mit CuSO₄- oder CuCl₂-Lösung imprägnierten Stein- oder Tonkörpern. Bis 1876 ließ er 20 weitere Patente zur Verbesserung des Verfahrens folgen, unterstützt von Ferdinand Hurter (1844 – 1898). Mit der Verdrängung der Leblanc-Sodaproduktion in Europa um die Jahrhundertwende durch das rentablere und umweltfreundlichere Solvay-Verfahren verlor auch das Deacon-Verfahren an Bedeutung. Es wurde später durch die Chloralkali-Elektrolyse ersetzt.

8. August 1772

250. Geburtstag von Wilhelm August Lampadius

Wilhelm August Lampadius (1772 – 1842) wurde bekannt als Forscher und Praktiker im Hüttenwesen und in der chemischen Agrarwissenschaft. Er absolvierte zunächst in Göttingen eine Apothekerausbildung und studierte anschließend an der dortigen Universität Naturwissenschaften bei Johann Friedrich Gmelin (1748 – 1804), Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) und Johann Andreas Murray (1740 – 1791). Ab 1793 lehrte er an der Bergakademie Freiberg. Um die Ausbildung seiner Studenten und seine Experimentiermöglichkeiten zu verbessern, bezog er im Jahr 1797 das erste Hochschullaboratorium der Welt.

In seinem 1822 herausgegebenen „Grundriss des Systems der Chemie oder klassische Aufstellung der einfachen und gemischten Körper“ beschrieb er erstmals den Schwefelkohlenstoff und dessen Synthese. In den letzten Jahren des 18. Jahrhunderts verfolgte er die von Friedrich Accum (1769 – 1838) in London vorangetriebene Nutzung von Kohlegas zur Beleuchtung. Im Winter 1811/1812 brachte er an der Fassade seines Hauses in Freiberg eine Laterne an, die mit dem im Haus erzeugten Gas betrieben wurde. Schließlich übersetzte er 1815 Accums Veröffentlichung „Description of the Process of Manufacturing Coal-Gas“ und wurde daraufhin im Jahre 1816 beauftragt, bei Freiberg die erste Anlage zur Leuchtgaserzeugung auf dem Kontinent zu erbauen.

Zu den vielen von ihm bearbeiteten chemisch-technischen Verfahren gehörten die Herstellung eines Ersatzkaffees aus Rüben und Edelkastanien sowie die Zuckergewinnung aus Kartoffelstärke. Zudem untersuchte er die Säurelöslichkeit von Blei im Zusammenhang mit Gesundheitsschäden durch bleihaltiges Essgeschirr und befasste sich mit Teer als Rohstoff für Dachpappe.

13. August 1872

150. Geburtstag von Richard Martin Willstätter

Der deutsche Naturstoffchemiker Richard Martin Willstätter (1872 – 1942) ist durch seine Untersuchungen der Pflanzenfarbstoffe bekannt, vor allem des Chlorophylls. Im Jahr 1915 erhielt er dafür den Chemienobelpreis.

Willstätter wurde in München 1894 bei Alfred Einhorn (1856 – 1917) mit einer Arbeit „Ueber die Constitution und Reduction der p-Methylendihydrobenzoesäure“ zum Dr. phil. promoviert. Er habilitierte sich im Jahr 1896 und wurde im Jahr 1902 Extraordinarius und Vorstand der organischen Abteilung. Bereis seit seiner Zeit als Privatdozent erforschte er pflanzliche Alkaloide wie Atropin und Kokain. 1898 gelang ihm die erste Synthese und Konstitutionsaufklärung des Kokains. Drei mehrstufige Totalsynthesen 1901/1902, 1914 – 1917 und 1920 – 1923 bestätigten dies.

Ab 1905 wirkte Willstätter als Ordinarius an der ETH Zürich. Im Jahr 1912 übernahm er die Leitung der organischen Abteilung des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie in Berlin-Dahlem und wurde zugleich ordentlicher Professor an der Universität Berlin. Willstätter arbeitete in dieser Zeit an der Struktur des Chlorophylls, das er 1907 kristallin darstellte und dessen Konstitution er 1913 prinzipiell aufklärte. Im Jahr 1916 ging er zurück an die Universität München, wo er sich den Anthocyanen widmete. Für etwa 20 dieser Blütenfarbstoffe gelang ihm die Strukturaufklärung und größtenteils auch deren Synthese.

Im Jahr 1924 trat Willstätter aufgrund des zunehmenden Antisemitismus von seinen Ämtern an der Universität München zurück und wurde freier Mitarbeiter der chemischen Industrie. Ab dieser Zeit widmete er sich der Enzymforschung und der Photosynthese. 1939 musste er München verlassen und emigrierte in die Schweiz, wo er mit Hilfe seines früheren und erfolgreichsten Mitarbeiters Arthur Stoll (1887 – 1971) eine Anstellung als wissenschaftlicher Berater bei Sandoz in Basel für die letzten drei Jahre seines Lebens fand.

23. August 1872

150. Geburtstag von Elsa Neumann

Elsa Neumann (1872 – 1902) war eine deutsche Physikerin. Im Jahr 1899 wurde sie als erste Frau in Deutschland im Fach Physik an der Berliner Friedrich-Wilhelms-Universität promoviert. Sie hatte eine Mädchenschule in Berlin besucht und im Jahr 1890 die staatliche Lehrerinnenprüfung bestanden. Um ein Studium der Naturwissenschaften aufnehmen zu können, eignete sie sich naturwissenschaftliche Kenntnisse durch Privatunterricht bei Gymnasiallehrern an. Da Frauen zum Studium nicht zugelassen waren, benötigte sie außerdem eine Ausnahmegenehmigung des zuständigen Kultusministeriums sowie eine Genehmigung der jeweiligen Professoren, bei denen sie Vorlesungen hören wollte.

Ab 1894 studierte Elsa Neumann neun Semester an den Universitäten in Göttingen und Berlin. In Berlin wurde sie besonders durch den Mathematikprofessor Immanuel Lazarus Fuchs (1833 – 1902) und die Physikprofessoren Emil Warburg (1846 – 1931) und Max Planck (1858 – 1947; Nobelpreis für Physik 1918) unterstützt. Die Letztgenannten begutachteten ihre Dissertation „Über die Polarisationscapacität umkehrbarer Elektroden“, die sie am 15. Dezember 1898 erfolgreich verteidigte und in den Annalen der Physik publizierte. Beide beantragten schon vor Beendigung des Promotionsverfahrens Neumanns Mitgliedschaft in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Elsa Neumann wurde das erste weibliche Mitglied in der Gesellschaft. Nach Abschluss ihrer Promotion arbeitete sie im 1891 gegründeten „Wissenschaftlich-chemischen Laboratorium Berlin N“, das Arthur Rosenheim (1865 – 1942) und Richard Joseph Meyer (1865 – 1939) leiteten. Hier befasste sich Elsa Neumann weiterhin mit Elektrochemie und beteiligte sich an Forschungen für den Deutschen Luftschiffer-Verband. 1900 gründete sie den „Verein zur Gewährung zinsfreier Darlehen an studierende Frauen“, in dem sie erste Vorsitzende und später Ehrenmitglied wurde.

Nach ihrem frühen Tod am 23. Juli 1902 an den Folgen eines Unfalls beim Experimentieren mit Blausäure stiftete ihre Mutter den Elsa-Neumann-Preis, der zwischen 1906 und 1918 für die beste mathematisch-physikalische Abschlussarbeit der Universität Berlin jährlich vergeben wurde. Einer der bekanntesten Preisträger war der spätere Kernphysiker Walther Bothe (1891 – 1957; Nobelpreis für Physik 1954). An die Tradition des Elsa-Neumann-Preises knüpfte der Berliner Senat an, als er 2009 beschloss, Promotionsarbeiten mit einem Elsa-Neumann-Stipendium zu fördern.

6. September 1872

150. Geburtstag von Gustave Louis Blanc

Gustave Louise Blanc (1872 – 1927) war ein französischer Chemiker, der sich in der organischen Synthesechemie Verdienste erwarb. Nach ihm sind zwei Reaktionen der organischen Chemie benannt: die Bouveault-Blanc-Reaktion und die Blanc-Reaktion. Blanc studierte ab 1890 Chemie an der Pariser École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles, wo er nach Abschluss des Studiums ab 1896 bis 1906 als Assistent für organische Chemie wirkte. Im Jahr 1899 promovierte er bei Charles Friedel (1832 – 1899) zu einem Thema der Campher-Chemie. 1906 übernahm er die Leitung des chemischen Laboratoriums an der technischen Sektion der Intendance Militaire aux Invalides und wurde später deren Direktor. Hier setzte er die während seiner Assistentenzeit begonnenen Arbeiten zur organischen Synthesechemie fort.

Bereits im Jahr 1903 hatte er gemeinsam mit Louis Bouveault (1864 – 1909) eine Darstellungsmethode von Alkoholen durch Reduktion von Carbonsäureestern mit Natrium in Ethanol entwickelt. Diese Bouveault-Blanc‘sche Esterreduktion wurde in der Praxis angewandt zur Reduktion von Phenylessigsäureethylester zu Phenylethylalkohol. Dieser ist ein wichtiger Bestandteil der Rosenriechstoffe und wird heute noch verwendet. Des Weiteren untersuchte Blanc die Cyclisierungsreaktionen aliphatischer Dicarbonsäuren beim Erhitzen mit dehydratisierenden Mitteln und stellte die Blanc‘sche Cyclisierungsregel auf: Dicarbonsäuren mit fünf oder weniger Kohlenstoffatomen bilden cyclische Anhydride, Dicarbonsäuren mit sechs und mehr Kohlenstoffatomen liefern dagegen Cycloalcanone. Schließlich erarbeitete er 1923 die Blanc‘sche Cyclomethylierung: eine einfache Synthesemethode zur Chlormethylierung aromatischer Verbindungen mit Formaldehyd und HCl sowie Zinkchlorid als Katalysator.

9. September 1922

100. Todestag von François Antoine Philippe Barbier

Der französische Chemiker Philippe Barbier (1848 – 1922) gilt als Vater der metallorganischen Chemie. Er führte als erster Magnesium in die organische Synthese ein. Seine Karriere begann Barbier 1869 als Gehilfe im Laboratorium von Pierre Berthelot (1827 – 1907) am Collège de France in Paris. Ab 1874 leitete er dort die chemische Abteilung und promovierte 1876 an der Sorbonne. Zu seinem Hauptforschungsgebiet in dieser Zeit gehörte die Chemie der Terpene und ihrer Derivate sowie der Anthracenisomere. Im Jahr 1877 erhielt er die Stelle als Präparator und Mineraloge an der École Supérieure de Pharmacie in Paris, ging aber schon im folgenden Jahr zunächst als außerordentlicher Professor an die Universität Lyon und wurde dann 1880 Professor für allgemeine Chemie an der Universität Besançon.

Ab 1884 bis zum Ende seiner Karriere im Jahr 1919 war Barbier Professor für allgemeine Chemie und Direktor der agronomischen Station der Universität Lyon. Hier widmete er sich den organisch-chemischen Synthesen, speziell der Umsetzung ungesättigter Ketone mit Methyliodid zu sekundären und tertiären Alkoholen. Dabei führte er im Jahr 1899 erstmals die Synthese von Alkoholen in Gegenwart von Magnesium anstelle von Organozinkverbindungen durch (Barbier-Reaktion). Er wandelte dafür eine Methode ab, die Aleksandr M. Zajcev (1841 – 1910) bereits im Jahr 1885 vorgeschlagen hatte.

Barbiers Pionierarbeiten entwickelte sein Schüler Victor Grignard (1871 – 1935) weiter, der für das Grignard-Reagenz 1912 den Chemienobelpreis erhielt.

Barbiers Name ist auch durch die seit 1914 als Barbier-Wieland-Abbau bezeichnete Reaktion bekannt: Sie beschreibt den mehrstufigen Abbau von Carbonsäuren zum nächstliegenden Homologen. Darüber hinaus machte sich Barbier einen Namen mit seinen Beiträgen zur Strukturaufklärung und Umwandlung von Duftstoffen sowie zur Polymorphie in der Mineralogie.

4. Oktober 1872

150. Geburtstag von Ernest Fourneau

Ernest Fourneau (1872 – 1949) war ein französischer Chemiker und Pharmakologe, der in der Entwicklung der Lokalanästhetika, Sulfonamide und Antihistaminika Pionierarbeit leistete. Sein Werdegang begann 1889 mit einer Apothekerlehre. 1893 nahm er das Studium der Pharmazie an der École Supérieure de Pharmacie in Paris auf, das er 1898 als Diplom-Pharmazeut abschloss. Erste Kontakte zur organischen Chemie hatte Fourneau bei Charles Moureu (1863 – 1929) in Paris. Es folgten Forschungsaufenthalte von 1899 bis 1902 bei Theodor Curtius (1857 – 1928) und Ludwig Gattermann (1860 – 1920) in Heidelberg, Emil Fischer (1852 – 1919) in Berlin und Richard Willstätter (1872 – 1942) in München. 1903 wurde Fourneau Direktor des Forschungslabors in der Firma Établissements Poulenc Frères in Ivry-sur-Seine. Hier widmete er sich speziell den Aminoalkoholen und entwickelte dabei das Lokalanästhetikum Stovaïne (Stovain, Amylocain-Hydrochlorid).

Im Jahr 1911 übernahm er die Leitung der Abteilung für therapeutische Chemie am Pasteur-Institut in Paris, einem führenden medizinischen Forschungszentrum, wo er bis 1946 wissenschaftlich tätig war, blieb aber weiterhin dem Poulenc Frères verbunden. Am Pasteur-Institut wandte sich Fourneau insbesondere der Entwicklung von Chemotherapeutika gegen Infektionskrankheiten zu. Aus der Zusammenarbeit mit Pharmaunternehmen gingen viele medizinische Präparate hervor, deren Produktion Fourneau durch Poulenc Frères arrangierte. Dazu gehörten das Stovarsol (Acetarsol), eine Arsenverbindung, die gegen Syphilis und Amöben-Krankheiten wirkt, das Moranyl (Suramin), das gegen die Schlafkrankheit eingesetzt wurde, oder das Prontosil (Sulfamidochrysoidin) gegen Gehirnhautentzündung durch Streptokokken.

8. Oktober 1872

150. Geburtstag von Mary Engle Pennington

Mary Engle Pennington (1872 – 1952) war eine US-amerikanische Chemikerin und Bakteriologin, die als frühe Verfechterin der Lebensmittelkühlung gilt. Sie erhielt deshalb den Spitznamen „The Ice Lady“.

Nach dem Schulabschluss 1890 studierte Pennington Chemie und Biologie an der Towne Scientific School sowie Bakteriologie im Hygiene-Laboratorium der Universität Pennsylvania. Da der akademische Grad eines Bachelors an Frauen damals nicht vergeben wurde, verweigerte ihr die Universität das Bachelor-Diplom. Stattdessen erhielt sie 1892 lediglich einen Befähigungsnachweis in Biologie. Aufgrund ihrer hervorragenden Studienleistungen wurde Pennington trotzdem zum Graduiertenstudium als Doktorandin in der elektrochemischen Fakultät der Universität zugelassen und forschte über die Komplexverbindungen der Elemente Columbium (heute Niob) und Tantal. 1895 promovierte sie unter Edgar Fahs Smith (1854 – 1928), einem Elektrochemiker und Chemiehistoriker. Es folgten ein zweijähriges Studium der Botanik und anschließend ein einjähriger Forschungsaufenthalt in Yale. Dort untersuchte sie gemeinsam mit Russel Chittenden (1856 – 1943) die Wirkung farbigen Lichts auf das Pflanzenwachstum.

Nach ihrer Rückkehr nach Philadelphia 1898 wurde Pennington Dozentin für physiologische Chemie am Woman’s Medical College of Pennsylvania und ab 1904 zusätzlich Leiterin des bakteriologischen Laboratoriums der Stadt Philadelphia. 1907 wechselte sie zum Bureaus of Chemistry, U.S. Department of Agriculture (USDA, seit 1927 Food and Drug Administration (FDA)) und übernahm dort die Leitung des neuen Laboratoriums für Lebensmittelforschung. Als erste bakteriologische Chemikerin revolutionierte sie in den Folgejahren die hygienischen Standards des Verbraucherschutzes. Dafür entwickelte sie Tests, um verdorbene Lebensmittel zu identifizieren, insbesondere Fisch, Fleisch, Geflügel und Eier. Pennington trat vehement für die Einführung einer ununterbrochenen Kühlkette vom Erzeuger bis zum Endverbraucher ein und war beteiligt an der Entwicklung von Eisschränken, Kühlräumen und Eisenbahnkühlwagen. 1920 gründete sie ihr eigenes Beratungsbüro in New York City und betrieb Lobbyarbeit für Eisschränke im Haushalt, den Vorläufern des modernen Kühlschranks.

6. November 1822

200. Todestag von Claude-Louis Graf von Berthollet

Claude-Louis Berthollet (1748 – 1822) war ein französischer Mediziner und Chemiker. Er gilt als Mitbegründer der modernen chemischen Nomenklatur.

Seine medizinische Ausbildung erhielt er an der Universität Turin, wo er, unterstützt durch ein königliches Stipendium, im Jahre 1768 zum Doktor der Medizin promoviert wurde. 1772 ging er nach Paris, um dort als Leibarzt des Herzog von Orléans zu praktizieren und zugleich seine Kenntnisse in Chemie an der Universität Paris zu vertiefen. Bis 1778 studierte er Chemie und promovierte am 29. Mai 1778 mit einer Arbeit über die Eigenschaften der Weine. Im Jahr 1780 wurde er Mitglied der Akademie der Wissenschaften, 1784 staatlicher Inspektor des Färbereiwesens sowie Direktor der Gobelinfabrik und schließlich 1794 Professor an der Ecole Normale und Ecole Polytechnique in Paris.

In seinem Privatlabor wiederholte Berthollet viele Experimente von Joseph Priestley (1733 – 1804), Carl Wilhelm Scheele (1742 – 1786) und Antoine Lavoisier (1743 – 1794). Berthollets Forschungsschwerpunkte waren die anorganische Chemie, die Chemie von Lösungen und Legierungen. Er bestimmte erstmals die Elementzusammensetzung von Ammoniak (1785), Faulgas (1786), Blausäure (1786) und Schwefelwasserstoff (1788). Er entdeckte die Salze von Hypochloriger Säure und Chlorsäure (1786), insbesondere Kaliumchlorat (Berthollet-Salz), stellte 1788 Silbernitrid (Berthollets Knallsilber) her und beschrieb 1787 die Redoxtitrimetrie.

Er forschte auch an Farbstoffen sowie Bleichmitteln und führte 1785 Chlorgas als kommerzielles Bleichmittel für Papier und Textilien ein. Das Verfahren wurde 1789 soweit verbessert, dass es durch Kaliumhypochloritlösung als „Eau de Javelle“ (Javelwasser) wesentlich praktikabler wurde. Hypochloritlösung gehört bis heute zu den beliebtesten Reinigungs-, Bleich- und Desinfektionsmitteln.

Berthollet definierte 1803 in seiner Lehre über die chemische Verwandtschaft die Affinität als eine Triebkraft der chemischen Reaktion und kam zu dem Schluss, dass die Reaktionsrichtung und die Zusammensetzung der entstehenden Verbindungen von der Masse der Reaktanden und den Reaktionsbedingungen abhängen. Damit erkannte er das Wesen des chemischen Gleichgewichts und formulierte die Grundlagen des Massenwirkungsgesetzes. In den Jahren 1786 und 1787 entwickelte er zusammen mit Antoine Lavoisier, Louis Bernard Guyton de Morveau (1737 – 1816) und Antoine François Comte de Fourcroy (1755 – 1809) eine neue, rationelle Nomenklatur und Klassifikation der chemischen Verbindungen. Dieselben Autoren gründeten 1789 eine der ältesten naturwissenschaftlichen Fachzeitschrift, die Annales de chimie.

14. November 1672

350. Todestag von Franciscus Sylvius

Franciscus Sylvius, latinisiert aus Franz de le Boë (1614 – 1672), war ein deutsch-niederländischer Arzt, Anatom und Chemiker. Er gilt als Begründer der Schule der „Iatrochemie“ in der naturwissenschaftlich ausgerichteten Medizin und der klinischen Chemie. Sein Medizinstudium absolvierte er an den Universitäten Leiden und Basel, wo er 1637 auch den Doktorgrad erwarb. Danach praktizierte Sylvius zunächst als Arzt, bevor er im Jahr 1658 Professor für Medizin an der Universität Leiden wurde. Hier führte er das Lehrfach Chemie ein und eröffnete 1669 während seiner Rektorenschaft das erste chemische Laboratorium an einer europäischen Universität.

Grundlage seines wissenschaftlichen Wirkens war die Drei-Prinzipien-Lehre des Naturverständnisses (Schwefel-, Quecksilber- und Salzprinzip) von Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus (um 1493 – 1541). Sylvius systematisierte seine Lehren und betrachtete Gesundheit und Krankheit als Ausdruck unterschiedlicher chemischer Verhältnisse im menschlichen Körper (Säure-Base-Verhältnis, hervorgerufen durch Gärungsprozesse im Körper). Er verwendete Medikamente getreu den paracelsischen Prinzipien, bestehend aus Metallsalzen von Silber, Quecksilber, Zink und Antimon. Dabei lernte er, Silbernitrat (Lapis) durch die Umsetzung von Silber mit Salpetersäure zu gewinnen und als Ätzmittel gegen Hautwucherungen, Geschwüre und Warzen einzusetzen (Lapisstift). Ebenfalls führte Sylvius Kaliumchlorid in den Arzneischatz ein. Sylvius und seine Schüler leisteten einen großen Beitrag zur Erforschung der Verdauung und des Flüssigkeitskreislaufs im menschlichen Körper. Nach seiner Theorie gibt es drei Stufen des Verdauungsprozesses, das „Triumvirat der Flüssigkeiten“: der saure Speichel im Mund, der saure Pankreassaft und die alkalische Galle. Sylvius‘ Forschungen halfen der Medizin, die mystische Wahrnehmung von Krankheiten nach und nach zu verlassen und zunehmend biochemische Erklärungen zu suchen. Zu Ehren von Sylvius wurde das KCl-haltige Mineral Sylvin und das zum Teil daraus bestehende Gestein Sylvinit benannt.

1. Dezember 1872

150. Geburtstag von Sir Jocelyn Field Thorpe

Sir Jocelyn Field Thorpe (1872 – 1940) war ein britischer Chemiker, der mit einer Reihe von nach ihm benannten Reaktionen wichtige Beiträge zur organischen Chemie leistete.

Thorpe begann 1888 ein Ingenieurstudium am King‘s College in London, wechselte 1890 zum Chemiestudium an das Royal College of Science nach South Kensington. 1892 ging er an die Universität Heidelberg, wo er 1895 bei Victor Meyer (1848 – 1897) in organischer Chemie promovierte. Es folgten die Assistentenzeit bei William Henry Perkin Jr. (1860 – 1929) und die Dozentur in organischer Chemie an der University of Manchester, ab 1909 die Tätigkeit als Forschungsmitarbeiter für die Royal Society in Sheffield und schließlich ab 1913 die Professur für organische Chemie am Imperial College London, die er bis zu seiner Emeritierung 1938 inne hatte.

Während seiner Zeit in Manchester befasste sich Thorpe mit Terpenen, dem Hauptbestandteil vieler ätherischer Öle, und insbesondere mit Campher und seinen Derivaten. Einen breiten Rahmen nahmen dabei auch Untersuchungen an Nitrilen und deren Derivaten ein, aus denen folgende organische Namensreaktionen hervorgegangen sind: die Thorpe-Reaktion, die als basenkatalysierte Selbstkondensation aliphatischer Nitrile beschrieben wird (1904), die Thorpe-Ziegler-Reaktion, die zur Bildung von Cycloalkanonen aus Dinitrilen führt (1904), und die Guareschi-Thorpe-Kondensation, die der Synthese von Pyridinderivaten dient (1919).

Während des Ersten Weltkriegs arbeitete Thorpe im Komitee für chemische Verteidigung und im Beirat der neu gegründeten Abteilung für wissenschaftliche und industrielle Forschung. In dieser Zeit befasste er sich mit der Entwicklung von Reizkampfstoffen (Tränengas) und Analgetika wie Phenacetin und Novocain. 1915 berichtete Thorpe zusammen mit Christopher Kelk Ingold (1893 – 1970) über einen „Winkelkompressionseffekt“, den Thorpe-Ingold-Effekt: Große Substituenten an einem tetraedrisch koordinierten Kohlenstoffatom begünstigen den Ringschluss und intramolekulare Reaktionen.

23. Dezember 1722

300. Geburtstag von Axel Fredrik Cronstedt

Axel Fredrik Freiherr von Cronstedt (1722 – 1765) war ein schwedischer Mineraloge, Chemiker und Bergrat. Er gilt als Begründer der modernen Mineralogie.

Ab 1738 besuchte er die Universität Uppsala, wo er in Chemie, Metallurgie und Pharmazie unterrichtet wurde. 1742 trat Cronstedt in die Bergbauschule ein und begann zugleich als Gehilfe bei der Bergbaubehörde Schwedens. Er bekleidete immer höhere Posten und wurde schließlich zum Vorsteher der östlichen und westlichen Bergbaugebiete des Landes ernannt.

Cronstedt unternahm zahlreiche Bergbaureisen und berichtete über seine Beobachtungen und Erkenntnisse dem Bergwerkskollegium und der Akademie der Wissenschaften. Während dieser Bergbaureisen nahm er von 1746 bis 1748 im königlichen Bergbaulaboratorium in Stockholm Unterricht bei George Brandt (1694 – 1768), dem Entdecker von Cobalt, und erlernte dort die Grundzüge der chemischen Analyse von Mineralien. Bei seinem Weggefährten Sven Rinman (1720 – 1792), bekannt durch das nach ihm benannte Rinmans Grün, arbeitete er sich in die Lötrohranalyse von Mineralien ein. Er wandte das Lötrohr bei den Untersuchungen von Cobalterzen aus den Gruben von Helsingland an und entdeckte 1751 durch Abtrennen von Eisen und Cobalt durch Boraxschmelze ein bis dahin unbekanntes Metall, das er 1754 Nickel nannte. Cronstedt beschrieb auch erstmals ein Wolframerz und prägte den Namen Tungstein, ein heute als Scheelit bekanntes Mineral.

1756 prägte Cronstedt den Begriff Zeolith (aus dem altgriechischen Wörtern zeo für sieden und lithos für Stein), nachdem er das Aufschäumen des Minerals Stilbit beim Erhitzen mit einem Lötrohr beobachtet hatte. In seinem 1758 herausgegebenen und 1760 ins Deutsche übersetzten Buch „Versuch einer neuen Mineralogie“ schuf er Grundlagen für die später von Abraham Gottlob Werner (1749 – 1817) entwickelte systematische Klassifikationen von Mineralien.

27. Dezember 1822

200. Geburtstag von Louis Pasteur

Der französische Chemiker, Physiker und Biochemiker Louis Pasteur (1822 – 1895) war ein Vorreiter der Mikrobiologie, einer neu aufkommenden Wissenschaft im 19. Jahrhundert.

Nach Abschluss des Königlichen Kollegiums von Besançon als Bakkalaurius im Jahr 1840 studierte Pasteur Naturwissenschaften an der École Normale in Paris und wurde 1847 zum Doktor der Naturwissenschaften promoviert. Seine Laufbahn begann er als Assistenzprofessor für Chemie an der Universität Straßburg (1849 – 1853), setzte sie fort als Professor für Chemie und Dekan an der neu gegründeten Fakultät für Wissenschaften in Lille (1854 – 1857) und schließlich als Direktor für wissenschaftliche Studien und Leiter der École Normale in Paris (1857 – 1887). Dort richtete er sich ein Laboratorium ein und vertiefte die in Lille begonnenen Arbeiten über die alkoholische Gärung. Dabei stellte Pasteur seine Theorien über molekulare Dissymmetrie und Gärung auf, für die Fäulnis- und Verwesungserreger verantwortlich sind. Zudem entwickelte er die Pasteurisierung, ein Verfahren, um Mikroorganismen in flüssigen und halbfesten Lebensmitteln zu töten, und zwar durch Erhitzen über 72 °C.

Nachdem drei seiner Kinder in früher Jugend an Typhus verstorben waren, widmete er sich gemeinsam mit seiner Frau Marie (1826 – 1910) der Erforschung von Infektionskrankheiten, wie Typhus, Diphterie, Milzbrand, Tollwut und Geflügelcholera. Pasteur erkannte, dass winzige Erreger Auslöser dieser Krankheiten waren. Trotz schwerer Krankheit (Pasteur hatte 1868 einen Schlaganfall) gelang es ihm, eine Impfung aus abgeschwächten Erregern der Geflügelcholera zum Schutz vor der Krankheit zu entwickeln. Bereits 1885 konnte die aktive Immunisierung eines Patienten durchgeführt werden. Damit wurde Pasteur zum Begründer der modernen Immunitätslehre. Im Jahr 1887 wurde das nach ihm benannte Institut Pasteur in Paris gegründet; es ist bis heute ein führendes Zentrum der Grundlagenforschung in der Biologie und Medizin.

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Die Autoren

Yvonne Remane, Jahrgang 1977, ist Direktorin der Krankenhausapotheke des Universitätsklinikums Leipzig und hält an der Universität Leipzig die Vorlesung „Geschichte der Naturwissenschaften/Pharmazie“. Sie studierte an der Universität Leipzig Pharmazie, im Jahr 2006 wurde sie promoviert. Sie ist Autorin mehrerer wissenschaftshistorischer Arbeiten in Fachzeitschriften.

Wladimir Reschetilowski, Jahrgang 1950, ist emeritierter Professor für technische Chemie an der TU Dresden und Chemiehistoriker. Für die Nachrichten aus der Chemie beschrieb er beispielsweise den Weg zur Entwicklung des Periodensystems der Elemente [Nachr. Chem. 2019, 67(6), 8 und 67(7/8), 8].

wladimir.reschetilowski@tu-dresden.de

Literatur und Bildnachweise

• ²⁵ G. Bugge (Hrsg.), Das Buch der großen Chemiker, Band 2, Verlag Chemie, Weinheim 1929, Nachdruck 1961
• ²⁶ S. Engels, A. Nowak, Auf der Spur der Elemente, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1971
• ²⁷ S. Engels, R. Stolz et al. (Hrsg.), ABC Geschichte der Chemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1989
• ²⁸ Freie Onlineenzyklopedie Deutsche Biographie, deutsche-biographie.de
• ²⁹ Freie Onlineenzyklopedie Österreichisches Biographisches Lexikon, biographien.ac.at/oeb
• ³⁰ Freie Onlineenzyklopädie Wikipedia, http://de.wikipedia.org/
• ³¹ A. Greiner (Bearb.), Chemiker über Chemiker – Wahlvorschläge zur Aufnahme von Chemikern in die Berliner Akademie 1822–1925, Akademie-Verlag Berlin, 1986
• ³² Harenberg Lexikon der Nobelpreisträger, 2. Aufl., Harenberg Lexikon Verlag, Dortmund 2000
• ³³ K. Heinig (Hrsg.), Biographien bedeutender Chemiker, 4. Auflage, Volk und Wissen Volkseigener Verlag, Berlin 1977
• ³⁴ Lexikon der Naturwissenschaftler, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg-Berlin-Oxford, 1996
• ³⁵ J.J. Li, Name Reactions – A Collection of Detailed Reaction Mechanisms, 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, 2003
• ³⁶ Nova Acta Leopoldina, Supplementum Nummer 22, Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina – Nationale Akademie der Wissenschaften Halle (Saale), 2010
• ³⁷ E. O. von Lippmann, Zeittafel zur Geschichte der Organischen Chemie, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1921
• ³⁸ S. Neufeldt, Chronologie Chemie 1800 – 2000, 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2003
• ³⁹ W. R. Pötsch et al., Lexikon bedeutender Chemiker, 1. Auflage, VEB Bibliographisches Institut Leipzig 1988
• ⁴⁰ Römpp Kompakt; Basislexikon Chemie; Georg Thieme Verlag, 1998
• ⁴¹ K.-H. Schlote (Hrsg.), Chronologie der Naturwissenschaften, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2002
• ⁴² W. Strube, Der historische Weg der Chemie, Band 1 und 2, 3. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1976
• ⁴³ W. Teltschik, Geschichte der deutschen Großchemie, VCH, Weinheim 1992
• ⁴⁴ A. Vogt, Elsa Neumann – Berlins erstes Fräulein Doktor, Verlag für Wissenschafts- und Regionalgeschichte Dr. Michael Engel, Berlin, 1999
• ⁴⁵ H.-R. Wiedemann, Briefe großer Naturforscher und Ärzte in Handschriften, Verlag graphischer Werkstätten, Lübeck, 1989
• ⁴⁶ G. Harig; P. Schneck, Geschichte der Medizin, Verlag Gesundheit GmbH, Berlin, 1990
• ⁴⁷ Freie Online Encyclopedia of World Biography: www.biography.yourdictionary.com (zuletzt aufgerufen am 05.06.2021)
• ⁴⁸ www.uni-muenster.de/Physik/department/equality/women_and_physics/history/mary_somerville.html (zuletzt aufgerufen am 20.06.2021)
• ⁴⁹ www.greelane.com/geisteswissenschaften/geschichte--kultur/mary-somerville-biography-3530354/ (zuletzt aufgerufen am 20.06.2021)

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