Chemienobelpreis 1939: Adolf Friedrich Johann Butenandt — Leopold Ružička
Butenandt erhielt den Nobelpreis für seine Arbeiten über Sexualhormone, Ruzicka für seine Forschungen an Polymethylenen und höheren Terpenen.
Biografien
Adolf Friedrich Johann Butenandt, * Bremerhaven-Lehe 24. 3. 1903, ✝ München 18. 1. 1995; 1933-36 Professor für organische Chemie an der Technischen Hochschule Danzig, 1936-56 Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Biochemie (später Max-Planck-Institut) in Berlin, 1945-56 Professor für physiologische Chemie an der Universität Tübingen, 1960-72 Präsident der Max-Planck-Gesellschaft.
Leopold Ružička, * Vukovar (Kroatien) 13.9. 1887, ✝ Mammern (Thurgau, Schweiz) 26. 9. 1976; ab 1926 Professor an der Universität in Utrecht, ab 1929 an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich.
Würdigung der preisgekrönten Leistung
Bereits zu Beginn seines Studiums in Marburg interessierte Adolf Butenandt die Chemie vor allem im Hinblick auf biologische Fragestellungen. Da das Fach Biochemie in dieser Form damals noch nicht existierte, studierte er beides: Chemie und Biologie.
Sexualhormone
1924 wechselte er an die Universität Göttingen, um bei Adolf Windaus (Nobelpreis 1928), einem der damals führenden organischen Chemiker, zu studieren. Butenandt promovierte 1927 über die Konstitution des Rotenons bei Windaus, der ihn kurz darauf mit dem Leiter des Hauptlabors der Schering-Kahlbaum AG, Walter Schoeller, zusammenbrachte. Schering war an einer Erforschung der Sexualhormone interessiert. In den folgenden Jahren entwickelte sich eine sehr erfolgreiche Kooperation. Hormone sind bereits in äußerst geringen Mengen physiologisch wirksam und ein erstes Problem bei ihrer Untersuchung lag darin, aus großen Ausgangsmengen eine Vorkonzentration vorzunehmen. Diese wurde von Schering durchgeführt und die bereits angereicherten Konzentrate wurden dann an Butenandt zur weiteren Untersuchung gesandt. Aus diesen Rohextrakten von Plazenten und Schwangerenharn konnte Butenandt 1929 das weibliche Sexualhormon Östrogen in reiner, kristallisierter Form darstellen. Nach dieser Reindarstellung konnte das nächste Problem angegangen werden: die Ermittlung der chemischen Konstitution. Chemisch war über die Sexualhormone zu dieser Zeit noch sehr wenig bekannt. Bis 1932 gelang Butenandt die Strukturaufklärung des Östrogens, das sich als ein zur Klasse der Steroide gehörendes Vierringsystem herausstellte.
In ähnlicher Weise wurden in den folgenden Jahren das männliche Sexualhormon Androsteron und das Schwangerschaftshormon Progesteron untersucht. Es gelang Butenandt und seinen Mitarbeitern, auch diese Steroidhormone zu isolieren und ihre chemische Konstitution aufzuklären, was dann ihre Synthese ermöglichte. Für diese bahnbrechenden Arbeiten auf dem Gebiet der Steroidhormone wurde ihm 1939 der Nobelpreis für Chemie zuerkannt, den er aber auf Befehl der nationalsozialistischen Machthaber ablehnen musste. Erst 1949 konnte er die Medaille und die Urkunde in Empfang nehmen; das Preisgeld war bereits verfallen.
Insektenlockstoffe und Wissenschaftspolitik
Noch während des Zweiten Weltkriegs nahm Butenandt auch andere Arbeitsgebiete in Angriff: Virusforschung, Biochemie des Krebses, Untersuchungen zur Genwirkkette anhand der Augenpigmentbildung bei Insekten (diese mündeten in einer frühen Formulierung der Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese) und vor allem Untersuchungen über Sexuallockstoffe bei Insekten. Diese Duftstoffe, die Pheromone, dienen zum Beispiel weiblichen Schmetterlingen dazu, ihre männlichen Artgenossen über weite Entfernungen anzulocken. Vom Menschen werden sie in Borkenkäferfallen zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt. Erneut stellte sich das Problem, die wirksamen Bestandteile aus großen Ausgangsmengen zu extrahieren. Untersuchungsobjekt war der Seidenspinner Bombyx mori. Es dauerte fast 20 Jahre, bis das Bombykol isoliert und die Struktur ermittelt worden war; die Strukturaufklärung des Verpuppungshormons des Seidenspinners, Ecdyson, gelang fünf Jahre früher.
Butenandts wissenschaftliche Tätigkeit endete 1960. In diesem Jahr wurde er als Nachfolger von Otto Hahn (Nobelpreis 1944) zum Präsidenten der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) gewählt. Seine Amtszeit war durch eine erhebliche Ausdehnung geprägt: zwölf Institute wurden neu gegründet, der Etat der MPG wuchs von 81 Millionen DM bis zum Ende seiner Amtszeit 1972 auf 528 Millionen DM an. 1972 wurde er zum Ehrenpräsidenten auf Lebenszeit ernannt.
Untersuchung der Polyterpene
Ružičkas Forschungsobjekte waren die höheren Terpenoide oder Polyterpene, die im Pflanzenreich zahlreich vertreten sind. Dank seiner außergewöhnlichen experimentellen Fähigkeiten war es ihm gelungen, die äußerst schwierige Strukturbestimmung zu leisten. Wegen seiner Pionierleistung konnte eine große Zahl wichtiger Polyterpene genau charakterisiert werden. Bei seinen Untersuchungen an den Polyterpenen fand Ružička, dass diese Stoffe aus Isoprenbausteinen aufgebaut sind, und stellte daraufhin die so genannte Isoprenregel auf, für die er bis heute berühmt ist.
Ružička untersuchte die natürlichen Duftstoffe in Moschus, Zibet und Zibeton, über die bis dahin fast nichts bekannt gewesen war. In den Jahren von 1924 bis 1926 erzielte er überraschende Ergebnisse auf diesem Gebiet. Er hatte entdeckt, dass sowohl das Muscon- als auch das Civetonmolekül einen einzelnen Ring aus Kohlenstoff enthält. Es gelang ihm, diese vielgliedrigen alicyclischen Ketone zu synthetisieren. Die Zahl der Ringatome der Verbindungen war größer als die der bis dahin bekannten größten cyclischen Moleküle. Sie war sogar noch größer, als die, die bis dahin theoretisch für möglich gehalten worden war.
Grundstein für weitere Forschungen
Während der Untersuchung dieser Riechstoffkomponenten synthetisierte er viele verwandte makrocyclische Verbindungen. Seine Forschungsergebnisse richteten die Aufmerksamkeit auf die pflanzenphysiologisch bemerkenswerte Tatsache, dass diese Verbindungen aus natürlichen Fettsäuren bestehen. Ružička konnte zeigen, dass zwischen den von ihm untersuchten Polyterpenen und einer ganzen Reihe physiologisch und medizinisch wichtiger Gruppen von Verbindungen wie den Gallensäuren, den Sterinen und den Sexualhormonen interessante Verbindungen bestehen. Die Analyse so zahlreicher verwandter Substanzen durch Ružička hat das Wissen über die physiologisch so wichtigen Sexualhormone wesentlich erweitert und den Resonanzboden für zukünftige Forschungen gelegt.
Leopold Ružička wurde in Vukovar, im heutigen Kroatien geboren. Er besuchte ein kroatisches Gymnasium. Sein Vater war Kroate, ein Großvater Tscheche, der andere Österreicher; seine erste Frau stammte aus Württemberg. 1906 ging er an die Technische Hochschule in Karlsruhe, die »keine bürokratischen Formalitäten« forderte, hörte dort jedoch weder die vorgeschriebenen Vorlesungen in chemischer Technologie noch in physikalischer Chemie und Physik. Dennoch nahm er bereits nach 20 Monaten seine Doktorarbeit bei Hermann Staudinger (Nobelpreis 1953) auf. Wenig später begannen beide mit der Analyse des Dalmatinischen Insektenpuders. Sie nannten den entdeckten pflanzlichen Wirkstoff, der für Insekten giftig ist, Pyrethrin.
R. Hahn, U. Schulte