CHEMIENOBELPREIS 1990: ELIAS JAMES COREY

Chemienobelpreis 1990: Elias James Corey

 

Der amerikanische Wissenschaftler erhielt den Nobelpreis für seine Formulierung wichtiger Theorien und Methoden organischer Synthesen.

 

 Biografie

 

Elias James Corey, * Methuen (USA) 12. 7. 1928; 1950 Promotion, seit 1959 Professor an der Havard University in Cambridge (Massachusetts); Arbeiten zur Synthese komplexer Naturstoffe, führte unter anderem metallorganische Verbindungen in die organische Synthese ein, fand synthetische Verbindungen, aus denen sich Enantiomere gewinnen lassen.

 

 Würdigung der preisgekrönten Leistung

 

Elias Corey war ein Wunderkind. Seine Doktorarbeit schrieb er in vier Wochen. Mit 27 Jahren wurde er zum ordentlichen Professor ernannt. Doch den Nobelpreis, den ihm seine Freunde und Kollegen jahrzehntelang voraussagten, erhielt er erst mit 62 Jahren. Er gilt als Vater der synthetischen organischen Chemie.

 

Die organische Synthese, das heißt, die Herstellung komplizierter organischer Verbindungen aus einfachen und billigen Ausgangssubstanzen, ist eine der Voraussetzungen der industriellen Zivilisation.Die große Bedeutung dieser Disziplin wird durch die zahlreichen vergebenen Nobelpreise unterstrichen. 1902 erhielt der Chemiker Emil Fischer den Preis für seine Arbeiten zur Synthese in der Zucker- und Purinchemie. Drei Jahre später wurde Ritter Adolf von Baeyer die Auszeichnung in Anerkennung seiner Beiträge zur Entwicklung der chemischen Industrie durch die Synthese organischer Farbstoffe zugesprochen. Otto Wallach (Nobelpreis 1910) gilt als Begründer der Terpen-Chemie und der Parfümindustrie. Die Reihe lässt sich fortsetzen bis zu dem Amerikaner Herbert Brown und dem Deutschen Georg Wittig, die 1979 für ihre Beiträge zur Olefinsynthese ausgezeichnet worden sind.

 

 Picasso mit Strategie

 

Die Synthese komplizierter organischer Verbindungen ist lange Jahre mit der Arbeit von Künstlern verglichen worden. Synthesen wurden mehr oder weniger intuitiv durchgeführt. Die Frage an einen Chemiker, wie genau er Ausgangsmaterial und Reaktionsbedingungen für seine kunstvollen Synthesen definieren könne, wurde häufig mit der Gegenfrage beantwortet, warum Picasso genauso malte, wie er es tat. Da es keine systematische Syntheseforschung gab, waren, als Corey in den 1960er-Jahren seine Forschungen aufnahm, 35 000 Syntheserezepte in der Fachliteratur beschrieben.

 

Der rastlose Arbeiter Corey, der die Chemie als einziges Steckenpferd angibt, ging das Problem der Synthese vom Endprodukt her an. Er entwickelte Regeln, wie eine Naturstoffverbindung in kleinere Teile zerlegt werden und welche strategisch wichtigen Bindungen gelöst werden sollen. Auf diese Weise erhielt er weniger komplizierte und damit leichter handhabbare Bausteine. Diese Einzelbausteine analysierte er wieder auf dieselbe Art und Weise, bis er sie in Bausteine zerlegen konnte, deren Synthese entweder bereits beschrieben war oder die im Chemikalienhandel erhältlich waren.

 

Obwohl in den 1960er-Jahren die Computertechnologie noch in den Kinderschuhen steckte, zeigte Corey, dass seine konsequent logisch aufgebaute retrosynthetische Analyse mit entsprechenden Programmen nachvollzogen werden konnte. 1969 publizierte er die zukunftweisende Schrift »Computer-Assisted Design of Complex Organic Synthesis«. Seine visionäre Prognose einer »lebhaften und lang andauernden Entwicklung einer neuen Disziplin« hat sich heute vollauf bestätigt.

 

 Zertrümmern, um aufzubauen

 

Mithilfe der Retrosynthese gelingt es, bis dahin nicht für möglich gehaltene Synthesen komplexer Naturstoffe und biologisch aktiver Substanzen durchzuführen. Corey hat mehr als 100 wichtige Naturstoffe selbst synthetisiert. 1978 konnte er ein kompliziert aufgebautes Diterpen, die Gibberellinsäure, ein Hormon höherer Pflanzen, synthetisieren. Auch die Synthese des komplexeren Ginkgolids, der aktiven Substanz im Extrakt des Ginkgobaums, ist ihm gelungen. Der Marktwert der Verbindung, die in der chinesischen Volksmedizin eine wichtige Rolle spielt, wurde zum Zeitpunkt der Preisverleihung auf eine Milliarde DM geschätzt. Sie wird bei Störungen der Blutzirkulation älterer Menschen und gegen Asthma eingesetzt.

 

Coreys bedeutendste Totalsynthesen sind die medizinisch sehr wichtigen Eikosanoide der Arachidonsäure. Dazu zählen Prostaglandine, Prostacyclin, Thromboxane und Leucotriene. Sie kommen in der Natur nur in verschwindend geringen Mengen vor. Diese in der Regel sehr instabilen Verbindungen haben vielfältige regulatorische Funktionen in der Fortpflanzung, der Blutgerinnung und bei normalen und pathologischen Prozessen des Immunsystems. Viele weitere pharmakologisch wichtige Verbindungen wären ohne Coreys Beitrag nicht verfügbar.

 

Für seine Totalsynthesen hat der unermüdliche Chemiker auch viele vollkommen neue oder verbesserte Synthesereaktionen und Reagenzien eingeführt. Keinem anderen Chemiker ist es gelungen, eine solche Fülle an Methoden zu entwickeln, die in ihrer Einfachheit das chemische Genie des Forschers aufzeigen. Nicht ohne Stolz meinte Corey: »Es gibt kein pharmazeutisches Labor auf der Welt, das nicht Entdeckungen aus unserem Labor nutzt.« Die systematische Verwendung metallorganischer Reagenzien sind ein weiterer Beitrag zur ungeheuren Erweiterung des methodischen Repertoires der Synthesechemie durch Corey.

 

In den letzten Jahren hat er außerdem eine ganze Reihe sehr wirksamer, enzymähnlicher Katalysatoren in die chemische Praxis eingeführt, um Reaktionsabläufe zu beschleunigen und zu steuern. Diese chiralen Katalysatoren liefern in bestimmten Arten synthetisch wichtiger Reaktionen nur ein einziges Spiegelisomer des Zielmoleküls. Die einfach aufgebauten Systeme nehmen es an Effektivität und Spezifität mit natürlichen Enzymen auf und werden deshalb von Corey Chemzyme genannt. Sie sollen als molekulare Roboter synthetische organische Reaktionen katalysieren.

 

 Mit Logik und Hingabe

 

In seinen Arbeiten unterstreicht Corey die nahe Verwandtschaft der Synthesechemie zu Medizin und Biologie. Seine Arbeitsgruppe bearbeitet zahlreiche Gebiete der experimentellen organischen und bioorganischen Chemie. Die Forschung zielt auch darauf ab, Computerprogramme für Probleme der organischen Chemie zu entwickeln. Sein Labor befasst sich in den letzten Jahren mit der Synthese natürlicher Wirkstoffe gegen Tumorbildung, Arthritis, Asthma, Autoimmunkrankheiten, Krankheiten des Herz-Kreislauf-Systems und gegen Aids.

 

Seine Mitarbeiter und Studenten beschreiben Corey als energiegeladen, hingebungsvoll und konzentriert. Als sein Vater starb, war er gerade 18 Monate alt. Damals deutete nichts auf eine glanzvolle Karriere hin. Er wuchs in der Zeit der Weltwirtschaftskrise in ärmlichen Verhältnissen heran. Er erinnert sich: »Die Erwartungen waren in diesen Tagen nicht hoch. Es war genug, eine Erziehung zu erhalten und das beste daraus zu machen.« 40 Jahre später bezeichnete ihn das englische Fachblatt »Chemistry« als Volkshelden des 20. Jahrhunderts, dessen Leistungen auf dem Gebiet der Chemie der Menschheit den Weg zur Medizin von Morgen eröffne.