Ein Tag im Leben eines Chemikers Ein Produkt

Ein Tag im Leben eines Chemikers Ein Produkt des CITIES-Projekts Leo Gros, Hochschule Fresenius unter Mitarbeit von Noreen Klein und Verena Könitz 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 1

Können wir lehren, ohne spektakulär zu sein? Ja, das geht – wir müssen die Phantasie wecken! 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 2

Was zeigen wir Ihnen heute? • Der Digitalwecker klingelt – wie zeigt er die Uhrzeit an? • Das Deo und das Antitranspirans bei der Morgenwäsche – was bewirken die? • Die unappetitliche Mittagssuppe und der Küchendetektiv • Der gesunde Knoblauch zum Abendessen hat‘s in sich • Der Schmand am Wannenrand – Schmutz erkannt, Schmutz gebannt? • Zwei Gute-Nacht-Experimente 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 3

Was unterscheidet Chemikerinnen und Chemiker von anderen Menschen? • Wer Chemie versteht, sieht Moleküle rennen, zusammenstoßen und sich umwandeln - da, wo andere Leute nichts sehen 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 4

1. Flüssigkristalle: Eine unerwartete Beobachtung . . die wir nun auch machen können 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 5

„Pommes Frites-Moleküle“ Ein Stoff, der sich zum Teil wie ein Festkörper zum Teil wie eine Flüssigkeit verhält Flüssigkristall unter dem Polarisations-Mikroskop Die stäbchenförmige Moleküle richten sich in regelmäßigen Mustern aus (hier: parallel; „nematische Textur“) 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 Bilder: http: //de. wikipedia. org/wiki/Fl%C 3%BCssigkristall 6

Erst 1970: Ein Patent . . und eine Publikation: M. Schadt, W. Helfrich, Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal Appl. Phys. Lett. 19, 127 (1971) 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 7

Chemiker/innen sehen Moleküle tanzen: so funktioniert eine Flüssigkristallanzeige 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 8

Und das kann man damit machen Das Innere eines Displays. . . und das sieht man von außen http: //www. iap. uni-bonn. de/P 2 K/laptops/laptop_screen 2. html Eine weitere sehr bekannte Anwendung: Flachbildschirme 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 9

Regelmäßige Ordnung: Flüssigkristall Wildes Durcheinander: normale Flüssigkeit 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 10

2. Ein Wirkstoff gegen den Schweiß http: //de. wikipedia. org/wiki/Alaun Wirkstoff: Aluminium-Chlorohydrat Al 2(OH)5 Cl 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. http: //www. ciao. de/Nivea_Deodorant_Pure_Invisible_Spray__7701115 Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 11

Aluminiumchlorid-Hexahydrat Aluminium-Chlorohydrat liegt Aluminiumchlorid-Hexahydrat zugrunde. Das ist (Al. Cl 3 · 6 H 2 O) Alumimiumchlorid-Hexahydrat liegt in wässriger Lösung als oktaedrischer Komplex vor lat. complexus = umarmen, umschließen in diesem Komplex umschließen sechs Wassermoleküle das zentral angeordnete Aluminium-Ion http: //www. chemiedidaktik. uni-wuppertal. de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen. pdf 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 12

Was ist die Funktion des Wirkstoffs im Deodorant oder Antitranspirans? Aluminium reagiert mit Wasser sauer Eine mit einem Indikator versetzte Lösung zeigt uns das an Formeln: http: //www. chemiedidaktik. uni-wuppertal. de/material/gestaltungs_technik/salze_saeuren_basen. pdf 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 13

Schweiß enthält Proteine sind unter natürlichen Bedingungen löslich Aluminium ändert diese natürlichen Bedingungen Lösliche Proteine Die Lösung wird sauer, die Struktur der Proteine ändert sich. Das nennt man Denaturierung. Abbildungen: http: //www. chemgapedia. de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet. vlu/Page/vsc/de/ch/8/bc/faltung/denaturierung. vscml. html 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 14

Durch die Denaturierung lagern sich die Proteine anders zusammen Die Proteine sind jetzt nicht mehr löslich Aluminium verengt durch Denaturierung von Proteinen auf der Haut die Poren und vermindert so die Schweißbildung Diese Eigenschaft wird als adstringierend (zusammenziehend) bezeichnet http: //www. chemgapedia. de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/8/bc/vlu/faltung/stabilitaet. vlu/Page/vsc/de/ch/8/b c/faltung/denaturierung. vscml. html 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 15

Deodorant - Antitranspirans – wo liegt der Unterschied? Antitranspirans = Schweißhemmer: Ein Antitranspirans soll den Schweiß und damit auch den Schweißgeruch verhindern, das geschieht durch Aluminiumchlorid http: //de. wikipedia. org/wiki/Antitranspirant Deodorant: Ein Deodorant (kurz Deo) soll mit seinen Parfumbestandteilen unangenehmen Körpergeruch bekämpfen Die Wirkung beruht auf dem Abtöten von Bakterien der Hautflora. Sie verursachen den unangenehmen Schweißgeruch, z. B. durch Abbau langkettiger Fettsäuren zu Buttersäure und Ameisensäure. Den Deodorantien sind häufig Antispirantien beigemischt http: //de. wikipedia. org/wiki/Deodorant 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 16

Auch bei Halsentzündungen wirkt Aluminiumchlorid Handelsprodukt Mallebrin • Zur Behandlung von Entzündungen der Schleimhaut des Mund- und Rachenraumes • Wirkstoff: Aluminiumchlorid → Aluminiumchlorid schützt die Schleimhäute vor dem Angriff von Krankheitserregern → Aluminium führt zum Aufbau einer Schutzschicht von. Proteinen auf den Zellmembranen http: //www. medikamente 24. de/images/product_images/info_images/1671104. gif 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 17

3. Die Geschichte von der Hühnersuppe …. . oder: der Chemiker als Küchenkriminalist www. schule-bw. de/unterricht/faecher/biologie/archiv/tiere/voegel/Huhn 2. jpg/view 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 18

So einfach wird die Köchin überführt 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 19

So beschreiben Chemikerinnen und Chemiker das Phänomen http: //www. ieap. uni-kiel. de/plasma/ag-stroth/lehre/physik/HTML/f 40_08. html 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 20

Auf der Basis dieser Erkenntnisse entwickelten Bunsen und Kirchhoff eine analytische Technik: Die Emissionsspektralanalyse 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21

So messen wir z. B. den Calciumgehalt im Blut 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 22

4. Ein gesundes Abendessen mit Knoblauch – und eine Geschichte von der Auer Dult in München Beobachten Sie mit einem wortgewandten Verkaeufer die wundersame Wirkung von Knoblauchsaft – und von Wein! http: //www. gartendatenbank. de/photo/2004012583 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 23

Alliin Allylsulfensäure alpha-Aminoacrylsäure Allylsulfensäure Allicin Alliin ((+)-(S)-Allyl-L-cysteinsulfoxid) http: //www. uni-bayreuth. de/departments/ddchemie/umat/knoblauch. htm#1 Nur ein kleiner Ausschnitt aus der Knoblauch. Chemie 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 24

So reagiert Permanganat mit Oxalsäure: 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 25

Wasserverschmutzung in der Elbe zu Beginn des 20. Jahrhunderts – aufgespürt mit Permanganat http: //www. springerlink. com/content/k 85400 x 365 p 3 q 37 h/fulltext. pdf 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 26

Eine Publikation aus jüngster Zeit weiß mehr: Here we show that human RBCs convert garlic-derived organic polysulfides into hydrogen sulfide (H 2 S), an endogenous cardioprotective vascular cell signaling molecule…. The vasoactivity of garlic compounds is synchronous with H 2 S production, and their potency to mediate relaxation increases with H 2 S yield, strongly supporting our hypothesis that H 2 S mediates the vasoactivity of garlic. Gloria A. Benavides et al. , http: //www. pnas. org/cgi/content/abstract/0705710104 v 1 4. 3. 2. Day in the Life of a 12/5/2020 chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 27

… und 2008 wird noch mehr bekannt… Das Chemotherapeutikum Docetaxel, das hauptsächlich bei Brust- und Prostatakrebs eingesetzt wird, hat vor allem bei älteren Patienten starke Nebenwirkungen. Edward W. Howard und Kollegen entdeckten, dass die Wirkung des Medikaments durch einen Inhaltsstoff des Knoblauchs gesteigert werden kann, ohne dass sich dabei die Nebenwirkungen intensivieren. Die Autoren fanden, dass die Substanz S-Allylmercapto-Cystein, kurz SMAC, das Wachstum von drei verschiedenen Prostatakrebs-Zelllinien drosselt: Bei Mäusen, denen Prostatakrebs transplantiert worden war, reduzierte die Kombibehandlung Docetaxel-SMAC die Tumorgröße um 84 Prozent, eine Verbesserung von 37 Prozent im Vergleich zur Docetaxel-Monotherapie. Die Autoren gehen davon aus, dass bei einer Chemotherapie in Kombination mit SMAC bei gleicher Wirksamkeit die Docetaxel-Dosis reduziert werden könnte, um die Nebenwirkungen einzudämmen. http: //www. dkfz. de/de/presse/ijc/2008/download/pm_ijc_122 -9. pdf http: //www 3. interscience. wiley. com/journal/117881822/abstract? CRETRY=1&SRETRY=0 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 28

4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 Angew. Chem. 2009, S. 121, 163 -166 29

Angew. Chem. 2009, 121, 163 -166 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 30

5. Ein Chemiker badet…… . . . läßt das Wasser ab, findet schmutziggraue Flocken am Badewannenrand… …. und muss die Wanne saubermachen wie alle anderen Menschen auch 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 31

…aber er sieht die Moleküle tanzen…. http: //de. wikipedia. org/wiki/Tenside 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 32

. . . und nennt die Verursacher „Kalkseifen“. . . - 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 Ca 2+ 33

Phantasie – Professorenphantasie – können wirklich Moleküle tanzen sehen? 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 34

http: //www. physics. ubc. ca/~stm/news 0229. pdf 4. 3. 2. Day in the Life of a chemist-DE-3. 1. Project N. 129193 -CP-1 -2006 -1 -DE–COMENIUS–C 21 35