CHEMIENOBELPREIS 1910: OTTO WALLACH

Chemienobelpreis 1910: Otto Wallach

 

Der deutsche Wissenschaftler erhielt den Nobelpreis für »seine Pionierleistung auf dem Gebiet der alizyklischen Verbindungen«.

 

 Biografie

 

Otto Wallach, * Königsberg (Ostpreußen) 27. 3. 1847, ✝ Göttingen 26. 2. 1931; 1876-88 Professor für Pharmazie in Bonn, anschließend Direktor des Chemischen Instituts der Universität Göttingen bis 1915, Begründer der Terpenchemie und Wegbereiter der Parfümindustrie.

 

 Würdigung der preisgekrönten Leistung

 

Ursprünglich wurden organische Verbindungen nach ihrer Herkunft aus Tier oder Pflanze benannt. Die große Zahl der entdeckten Verbindungen erforderte im 19. Jahrhundert chemische Kriterien der Eingruppierung. Ein Insasse von Hanwell, dem größten Irrenhaus Londons, sandte 1864 einen ironischen Brief an die »Chemical News«. Darin machte er sich darüber lustig, dass sich die Chemiker nicht einmal auf eine gemeinsame Formel für eine so einfache Substanz wie Wasser einigen könnten.

 

Der Chemiker August Kekulé von Stradonitz, damals Professor in Gent, sah das genauso.Er hatte 1858 die Vierwertigkeit des Kohlenstoffs angenommen. In seinem Lehrbuch der organischen Chemie von 1861 bildete er als Ausdruck der Problematik 20 verschiedene, denkbare Formeln für die Essigsäure ab. Die verschiedenen strukturellen Vorschläge, wie die Paarlingstheorie des schwedischen Chemikers Freiherr von Berzelius, ergaben jeweils eine andere Schreibweise. Doch Kekulé war der Überzeugung, dass die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung der Realität am nächsten käme, da nur eine Form der Darstellung übrig bliebe.

 

 Die rätselhafte Struktur der Stoffe

 

Den Begriff »chemische Struktur« prägte der russische Chemiker Aleksandr Butlerow. Er hatte damit den Aufbau und die spezifische Anordnung der Atome innerhalb der Moleküle als Ursache seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften erklärt. Kekulés Deutung des Benzols als Sechserring 1865 brachte den endgültigen Durchbruch der Strukturtheorie.

 

Doch die Chemiker der Zeit waren sich nicht klar, wie die chemische Struktur konkret aussehen sollte. Noch in den 1870er-Jahren existierten Holzkugelmodelle, die die Moleküle linear darstellten, mit im rechten Winkel angeordneten Atomen. Die Vorstellungen von Kekulé und Butlerow, dass sich die molekulare Asymmetrie, die der französische Forscher Louis Pasteur in seinem Weinsteinsäureexperiment nachgewiesen hatte, aus einer tetraedrischen Anordnung ergebe, setzten sich nicht sofort allgemein durch.

 

Johannes Wislicenius, damals Professor in Zürich, sagte 1869 voraus, dass die geometrische Isomerie durch die unterschiedliche Anordnung der Atome im Raum zu erklären sei. Die Isomere sollten sich in ihren physikalischen und chemischen, aber nicht notwendigerweise in ihren optischen Eigenschaften unterscheiden lassen. Die Strukturtheorie bot eine einfache und elegante Erklärung für die schon 1860 hohe Zahl gefundener Isomere. Sie gestattete auch die Vorhersage neuer Isomeriefälle. Die bis dahin langjährigen empirischen Untersuchungen und sorgfältigen Isolierungen konnten auf dem Papier entworfen und im Labor routinemäßig nachgeprüft werden.

 

 Kekulé und das Benzol

 

Doch die Strukturchemie schaffte das Denken nicht ab. Vor allem das Benzol gab Rätsel auf. Der englische Forscher Michael Faraday hatte es 1825 in verdichtetem Ölgas entdeckt. In den zahlreichen Gewürzen und Harzen hat er es seltsamerweise nicht nachweisen können. Erst August Hofmann identifizierte das Benzol und seine Derivate als Mitglieder der Aromatenklasse, die seit 1820 als Klasse von Würzstoffen bekannt war.

 

Auf dieser Basis des chemischen Wissens baute Otto Wallach mit seinen bahnbrechenden Arbeiten auf. Er konnte nachweisen, dass die meisten vertrauten und wirtschaftlich genutzten Geruchsstoffe wie Weihrauch, Kampfer oder Terpentin ebenso kohlenstoffreich wie Benzol waren und dass sie zu den Abkömmlingen jener Verbindungen mit zehn Kohlenstoffatomen gehörten, die Kekulé 1864 Terpene genannt hatte. Im 19. Jahrhundert verstand man unter Terpentin Auflösungen von Harzen in ätherischen Ölen. Man unterschied unter anderem das gemeine Terpentin aus Kiefern (Pinus sylvestris), das Straßburger Terpentin aus Tannen (Abies alba) und das venetianische Terpentin aus Lerchen (Larix decidua).

 

 Begründer der Duftstoffchemie

 

Otto Wallach ging 1867 nach Göttingen, um bei Friedrich Wöhler Chemie zu studieren, wechselte aber bald für ein Semester nach Berlin zu August Hofmann. Zurück in Göttingen wurde der fleißige Student bereits nach fünf Semestern 1869 promoviert. Er diente im Deutsch-Französischen Krieg 1870/71 und ging dann für kurze Zeit nach Bonn, wo er Kekulé kennen lernte. Dann arbeitete er als Chemiker bei der Aktien-Gesellschaft für Anilin-Fabrikation (später Agfa) in Berlin. Doch 1872 kehrte er nach Bonn zurück, da die giftigen Dämpfe seine Gesundheit stark angegriffen hatten.

 

In Bonn wies ihn Kekulé auf ein vergessenes Regal voller Flaschen mit ätherischen Ölen hin und regte ihn an, den Inhalt zu untersuchen. Jetzt konnte die Erforschung der Duftstoffe beginnen. Man hielt sie damals für sehr verschieden, da sie in sehr vielen Pflanzen zu finden waren. Kekulé glaubte trotz seiner Empfehlung nicht, dass sie chemisch analysiert werden könnten. Doch Wallach, ein Meister der experimentellen Chemie, gelang es durch wiederholte Destillation, die Komponenten aus den komplexen Ölgemischen zu trennen und als Terpene zu identifizieren.

 

Er stellte die richtige Hypothese auf, dass die Terpene aus der C₅-Vorstufe Isopren, dem Baustein des Naturkautschuks, gebildet werden. Monoterpene sind C₁₀-Körper, die den Hauptbestandteil der meistens flüchtigen ätherischen Öle bilden. Sie enthalten häufig als Duftträger Aldehyde, Alkohole, Ester oder Ketone. Die reinen Terpene sind sehr instabil und deshalb schwierig zu handhaben. Wallachs Aufklärung dieses mysteriösen Feldes der Chemie wurde vom Nobelkomitee als eine der größten chemischen Triumphe der letzten Jahre bezeichnet. 1880 entdeckte er die Wallach'sche Umlagerung des Azoxybenzol zum 4-Hydroxyazobenzol. Gemeinsam mit Rudolf Leuckart gelang ihm in Göttingen die Leuckart-Wallach-Reaktion, die reduktive Carbonylaminierung der Amine. Als gleich zu Beginn des Ersten Weltkriegs sechs seiner Assistenten fielen, zog er sich ins Privatleben zurück. »Der Krieg hat unter meinen speziellen Schülern schon ganz schrecklich aufgeräumt«, schrieb er im Januar 1915 an seinen ostpreußischen Landsmann, den berühmten Physiker Arnold Sommerfeld. Die chemische Industrie verdankt ihm wesentliche Impulse. Der Jude Wallach wurde vielfach ausgezeichnet, unter anderem 1915 mit dem Königlichen Kronorden III. Klasse. Seine Schüler stifteten die Otto-Wallach-Plakette für herausragende Leistungen in der Naturstoffchemie.