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Mit vielen Gerüchen verbinden wir eine eindeutige Situation. Es ist Frühling, wenn die Blüten die Luft mit dem charakteristischen Duft erfüllen. Der Geruch von Lebkuchen und Tannennadeln erinnert an Weihnachten. Auch der typische Zimtgeschmack in Plätzchen gehört zu dieser Zeit. Diese Empfindungen werden von bestimmten Stoffen ausgelöst. Duft- und Aromastoffe spielen eine bestimmende Rolle in unserem Leben. Mittlerweile sind viele der Stoffe gut untersucht.

Enzyme sind hochmolekulare Eiweißkörper, die als Biokatalysatoren an fast allen Stoffwechselreaktionen in tierischen sowie pflanzlichen Organismen beteiligt sind. Sie sind in der Lage, die für jede Reaktion notwendige Aktivierungsenergie (Höhe der Energiebarriere) herabzusetzen.

Neben der Primärstruktur von Enzymen haben besonders die Sekundärstruktur (Faltung) und Tertiärstruktur (räumliche Struktur) eine besondere Bedeutung für die Aktivität und Substratspezifität von Enzymen.
Die Enzymforschung ermöglicht nicht nur ein Verständnis über die Wirkung von Enzymen, sondern auch ihre Nutzung.

Die Essigsäure ist eine der wichtigsten organischen Säuren in unserem Leben. Sie ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil in unserem Stoffwechsel, sondern auch ein Genuss- und Würzmittel, außerdem ein Rohstoff in der Industrie. Sie entsteht auf natürlichem Wege durch Essigsäuregärung. So kann man sie gezielt gewinnen, besonders zum Einsatz als Speiseessig.

Die Ester sind wichtige Derivate der Carbonsäuren. Sie treten in einer sehr großen Vielzahl und Vielfältigkeit auf. Die typische Reaktion zu ihrer Bildung nennt man Veresterung. Eine sehr große Rolle spielen die Ester in der Natur. Sie sind in allen Lebewesen in den unterschiedlichsten Erscheinungsformen zu finden, z. B. als Riechstoffe, Fette, Zellmembranbaustein.

„Alkohol“ – die Volksdroge Nummer 1, ist chemisch betrachtet „Ethanol“, also ein einfacher aliphatischer gesättigter Alkohol.

Seine Eigenschaften ähneln stark dem des Methanols. Typische Reaktionen sind die Veresterung mit Carbonsäuren und die Oxidation zu Acetaldehyd (Ethanal), Essigsäure und Kohlenstoffdioxid. Obwohl er für Lebewesen in höheren Dosen äußerst giftig ist, kommt er in der Natur relativ häufig vor. Bei Gärprozessen, z. B. bei Fallobst, zersetzen Hefepilze zucker- oder stärkehaltige Substanzen zu Ethanol.

Die Wirkungen auf den Menschen sind bei geringen Dosen nicht gefährlich, zumindest bei Erwachsenen und Nichtschwangeren. Zu chronischen Alkoholvergiftungen und damit schweren Organschäden kommt es, wenn der tägliche Alkoholkonsum zu groß wird.
Ethanol dient in der Industrie vor allem als Lösungsmittel, Brennstoff und Ausgangsstoff zur Herstellung weiterer Chemikalien. Zunehmend wird er auch als Treibstoff verwendet.

Die in der Natur recht weit verbreiteten Ether stellen eine Stoffklasse dar, die sich durch die chemische Struktur einer $R_1-O-R_2$Bindung auszeichnet. Ether verdunsten sehr schnell und bilden an der Luft explosive Gemische. Sprichwörtlich sagt man, wenn man Ether entzündet, „dann brennt die Luft“. Besonders bekannt ist Diethylether. Er gehörte mit zu den ersten Inhalationsnarkosemitteln. Heute wird er nicht mehr zur Narkose verwendet, da die Nachwirkungen recht unangenehm sind.

Fett ist nicht gleich Fett. Das stellt jeder sofort fest, der sich über gesunde Ernährung informiert. Diese Tatsache hängt mit dem Bau der Fette zusammen. Fette sind die Ester langkettiger Carbonsäuren. Diese Carbonsäuren sind mit Glycerol (Propan-1,2,3-triol, Glycerin), einem mehrwertigen Alkohol, verestert. Jede der drei Hydroxylgruppen des Glycerols kann mit einer anderen Carbonsäure reagieren, sodass ganz unterschiedliche Fette entstehen und existieren.

* 09.10.1852 in Euskirchen
† 15.07.1919 in Berlin

EMIL FISCHER studierte ab 1871 Chemie an der Universität Bonn. Er erforschte den Aufbau der Kohlenhydrate, Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Enzyme, Purine und Gerbstoffe und gilt als Mitbegründer der Biochemie. Die FISCHER-Projektionsformeln zur Darstellung von organischen Verbindungen mit asymmetrischen Kohlenstoffatomen werden auch heute noch verwendet. 1902 erhielt EMIL FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

Viele Organische Moleküle enthalten neben den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff auch noch andere Elemente.

Am häufigsten sind dies Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel sowie Halogene. Diese Elemente bestimmen maßgeblich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der organischen Stoffe. Man bezeichnet sie als funktionelle Gruppen. Nach solchen strukturellen Merkmalen fasst man Stoffe zu Stoffgruppen zusammen.

* 06.05.1871 in Cherbourg
† 13.12.1935 in Lyon

Victor François Auguste Grignard war ein französischer Chemiker. Er untersuchte Halogenalkane und –arene und beschäftigte sich mit metallorganischen Verbindungen, insbesondere mit organischen Magnesiumverbindungen, die nach ihm als „Grignard-Verbindungen“ benannt sind.
1912 erhielt er gemeinsam mit Paul Sabatier den Nobelpreis für Chemie.

Halogenkohlenwasserstoffe sind eine große Stoffklasse, die sich aus den Halogenalkanen, den halogenierten Aromaten und anderen Kohlenwasserstoffen mit einem oder mehreren Halogenatomen (F, Cl, Br, I) im Molekül zusammensetzt. Die Verbindungen unterscheiden sich aufgrund der polaren Halogen-Kohlenstoff-Bindung deutlich von den nicht halogenierten Kohlenwasserstoffen und wurden bis Ende der 70er-Jahre des 20. Jahrhunderts noch vielfach verwendet.
Inzwischen weiß man aber, dass ein großer Teil der Halogenkohlenwasserstoffe giftig und/ oder kanzerogen ist. Außerdem ist die Ozon abbauende Wirkung der Fluorchlorkohlenwasserstoffe belegt, sodass die Anwendung dieser Verbindungen in der Praxis rückläufig ist. Ausnahmen stellen Fluorkohlenwasserstoffe und der Kunststoff PVC dar, die nur schwer gleichwertig ersetzt werden können.

* 08.04.1818 in Gießen
† 05.05.1892 in Berlin

August Wilhelm von Hofmann war ein deutscher Chemiker. Am bekanntesten ist er auch heute noch durch den nach ihm benannten Hofmannschen Wasserzersetzungsapparat.
Er beschäftigte sich mit der Gewinnung verschiedener Anilinfarben, die die Grundlage für die Entwicklung der Farbstoffindustrie (Teerfarbenchemie) auf Anilinbasis waren. Die Endungen -an, -en und –in für Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen stammen von ihm.

Hormone sind physiologisch hochwirksame Substanzen, die neben dem vegetativen Nervensystem eine regulierende Funktion im menschlichen und tierischen Organismus ausüben. Während im Nervensystem Informationen auf dem Leitungsweg sowie chemisch übertragen werden, kann man das hormonelle System mit einem drahtlosen Kommunikationssystem vergleichen. Der Inhalt der Nachricht ist hier in der Struktur dieser speziellen Substanzen (Hormone) verschlüsselt. Während das Nervensystem vorrangig der schnellen und gezielten Informationsübermittlung dient, ist das hormonelle System hauptsächlich für die länger dauernde und globale Steuerung der Zellfunktionen verantwortlich.

Stoffe, deren Teilchen aus der gleichen Art und Anzahl von Atomen bestehen, können durchaus verschiedene Eigenschaften aufweisen. Bei gleicher Summenformel kann nämlich die Anordnung der Atome, die Struktur der sogenannten Isomere verschieden sein.

Man unterscheidet zwischen mehreren Formen der Isomerie, die nicht nur Auswirkungen auf physikalische Eigenschaften, sondern auch auf das chemische Reaktionsverhalten hat.

Der Kaffeebaum, der ursprünglich in Äthiopien beheimatet ist, wurde bereits um 1400 n. Chr. in den terrassenförmigen Gärten des Jemen angebaut. Von hier aus gelangte der Kaffee nach Mekka und von dort in die gesamte Welt.

Der Siegeszug des Getränks ist nicht nur seinem Geschmack, sondern auch seiner anregenden Wirkung zu verdanken, die auf den Inhaltsstoff Koffein zurückzuführen ist. Koffein ist ein Alkaloid, das das Zentralnervensystem stimuliert und für eine bessere Durchblutung des Großhirns sorgt. Allerdings macht Koffein abhängig und schädigt in größeren Mengen die Gesundheit. Die letale Dosis liegt für Menschen zwischen 5 und 30 Gramm reinen Koffeins.

Kautschuk ist eine Sammelbezeichnung für natürliche oder synthetische Stoffe, die bei Raumtemperatur gummielastische Eigenschaften besitzen. Die Isoprenmoleküle des Naturkautschuks sind in kettenförmigen Knäueln miteinander verbunden. Durch Dehnen werden die kettenförmigen Makromoleküle gestreckt und dadurch parallel ausgerichtet. Durch die Vulkanisation, d. h. den Einbau von Schwefelbrücken zwischen den Ketten, wird die Beweglichkeit der Kette herabgesetzt. Damit erfordert eine Verformung des Materials mehr Kraft, ist begrenzt und nach Aufhören der Krafteinwirkung reversibel.

* 07.09.1829 in Darmstadt
† 13.07.1896 in Bonn

FRIEDRICH AUGUST KEKULE VON STRADONITZ wurde als KEKULE bekannt. Er erforschte die Bindungen des Elements Kohlenstoff, entwickelte die Theorie der Vierwertigkeit des Kohlenstoffes und ergänzte diese mit seiner Theorie von der Kettenform der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung. Berühmt wurde KEKULE durch die Hypothesen zur Struktur des Benzols (heute Benzen). In diesem Zusammenhang entwickelte er die Oszillationshypothese.

Die Keto-Enol-Tautomerie ist eine spezielle Form der Isomerie. Die Isomerisierung ist eine Gleichgewichtsreaktion, bei der ein Proton vom $\alpha$-Kohlenstoffatom des Keton zum Sauerstoffatom der Keto-Gruppe wandert. Die C=O-Doppelbindung wird aufgelöst und dafür eine C=C-Doppelbindung zwischen dem $\alpha$-Kohlenstoffatom und dem Kohlenstoffatom der Keto-Gruppe gebildet. Keton und Enol sind Konstitutionsisomere.

Kohlenhydrate gehören zu den Naturstoffen und sind organische Moleküle, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Wasserstoff und Sauerstoff sind meist in Form von Hydroxy-Gruppen (OH-Gruppen) an die Kohlenstoffatome gebunden, sodass man die Kohlenhydrate auch als Polyalkohole betrachten kann. Sie verfügen jedoch oft über weitere funktionelle Gruppen, die die Eigenschaften der Kohlenhydrate maßgeblich mitbestimmen.
Die Klasse der Kohlenhydrate stellt die Energiequelle des Lebens dar, weil durch ihren Abbau – unabhängig von Mensch, Tier oder Pflanze – Energie freigesetzt wird. Damit werden entweder Lebensvorgänge aufrechterhalten oder lebensnotwendige Substanzen innerhalb des Körpers gebildet. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Glucose (Traubenzucker), die u. a. bei der Fotosynthese durch $C{O}_2$-Assimilation entsteht.

Unzählige Verbindungen setzen sich allein aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff zusammen. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl der beteiligten Atome und der Struktur.

Daraus ergibt sich eine Vielfalt an Stoffen mit unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften. Aufgrund ihrer Strukturmerkmale lassen sich die Kohlenwasserstoffe in Gruppen einteilen.

Konservierungsmittel werden heute oft in die Schmuddelecke gestellt und für viele unschöne Dinge, wie z. B. Allergien verantwortlich gemacht, für die sie zum Teil nicht allein verantwortlich sind. Ohne sie wäre jedoch die Industrialisierung der vergangenen Jahrhunderte gescheitert, als die Bevölkerung in die Städte zog, um fernab jeder landwirtschaftlichen Produktion zu arbeiten und zu leben. Unsere heutigen Konservierungsmittel sind zum Glück bekömmlicher als die Stoffe aus den Anfängen der Chemie.

Zu den Kunststoffen gehören Plaste, Synthesefasern, Elaste, synthetische Lacke und Klebstoffe.

Die bekanntesten Kunststoffe sind die unterschiedlichen Plastsorten, weil sie vielfältig verwendet werden.
Nach ihrem Verhalten beim Erwärmen unterscheidet man zwei große Gruppen – Thermoplaste und Duroplaste.

Bei den Elastomeren handelt es sich um organische Polymere mit gummielastischen Eigenschaften bei Raumtemperaturen.
Fasern sind meist thermoplastische Polymere, die sich z. B. aus der Schmelze durch eine Düse zu einem Faden ziehen lassen.

Es gibt eine Vielzahl verschiedenartiger technischer Kunststoffe. Die wichtigsten werden hier tabellarisch aufgelistet und nach Zugehörigkeit zu den Polymerisaten, Polykondensaten bzw. Polyaddukten geordnet. Neben Strukturformeln der Monomeren werden auch Strukturausschnitte der Polymere aufgeführt. Gleichzeitig sind die wichtigsten Eigenschaften und Verwendungszwecke, die Werkstoffbezeichnungen und einige Handelsnamen angegeben.

2009 wurden in Deutschland 17 Mio. t Kunststoffe produziert. Fehlender Deponieraum aber auch ökologische und ökonomische Vernunft gebieten die Verwertung und wenn möglich auch die Vermeidung von Abfällen.
Prinzipiell werden drei Verfahren unterschieden, die werkstoffliche, die rohstoffliche und die energetische Verwertung.

* 03.03.1709 in Berlin, 07.08.1782
† in Berlin

ANDREAS SIGISMUND MARGGRAF war einer der bedeutendsten deutschen Chemiker der 18. Jahrhunderts. Als Anhänger der Phlogistontheorie führte er viele Experimente in der Hoffnung durch, das sagenhafte Phlogiston zu entdecken. Stattdessen fand er bei der Untersuchung von Naturstoffen heraus, dass Rüben Rohrzucker (Saccharose) enthalten. Damit legte er den Grundstein für die Ablösung des importierten Rohrzuckers durch einheimischen Zucker, die jedoch erst nach MARGGRAFs Tod zu Beginn des 19. Jahrhunderts erfolgte.