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Alkene sind Bestandteil des Erdgases bzw. Erdöls. Sie enthalten eine Doppelbindung im Molekül, d. h. zwischen zwei Kohlenstoffatomen im Molekül sind zwei gemeinsame Elektronenpaare ausgebildet. Alkene zählen daher zu den sogenannten „ungesättigten“ Kohlenwasserstoffen. Wegen dieser Doppelbindung sind sie im Vergleich zu den Alkanen sehr reaktiv, da die Doppelbindung leicht angegriffen werden kann und typische Reaktionen bedingt. Alkene bilden homologe Reihen.

Die Alkine sind recht reaktionsfähige Kohlenwasserstoffe. Sie zählen zu den ungesättigten Verbindungen, da in ihren Molekülen zwischen zwei Kohlenstoffatomen eine Dreifachbindung vorliegt.
Die Alkine bilden homologe Reihen. Ein wichtiger Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Ethin, das durch seine Verwendung als Schweiß- und Schneidgas als Acetylen bekannt ist.

In diesem Artikel werden die Eigenschaften und Verwendungszwecke unterschiedlicher einwertiger Alkohole (außer Methanol und Ethanol) beschrieben. Ab dem Propanol können erste Konstitutionsisomere auftreten. Bis zum Hexanol werden derartige Isomere dargestellt.

Schon an diesen wenigen Beispielen sind grundsätzliche Gemeinsamkeiten, aber auch wesentliche Unterschiede in Eigenschaften und Verwendung erkennbar.

Außerdem lassen sich Kenntnisse über homologe Reihen anwenden. An dem Beispiel der Alkanole mit endständiger Hydroxylgruppe wird darauf genauer eingegangen.

Die mehrwertigen Alkohole treten in der Natur wesentlich häufiger auf als die einwertigen Alkohole. Die einfachsten und sehr bedeutenden Vertreter sind das Ethan-1,2-diol (Ethylenglykol) und das Propan-1,2,3-triol (Glycerol). Mehrwertige Alkohole haben nicht nur in der Natur, sondern auch in der chemischen Industrie und in der Technik Bedeutung.

Die Eigenschaften der mehrwertigen Alkohole werden ganz entscheidend von der Anzahl der Hydroxylgruppen bestimmt.

Amine sind organische Stickstoffverbindungen mit der Amino-Gruppe ${\text{(-NH}}_{\text{2}}\text{)}$ als funktioneller Gruppe. Sie weisen ähnliche chemische Eigenschaften wie Ammoniak auf und können vereinfacht als Abkömmlinge (Derivate) des Ammoniaks betrachtet werden.
Amine haben sowohl in der chemischen Industrie als auch in der Natur große Bedeutung. Einige sind lebensnotwendig, andere sehr giftig. In der Industrie werden Amine als Ausgangsstoffe oder Zwischenprodukte wichtiger technischer Verfahren genutzt.

Als Aminosäuren bezeichnet man organische Verbindungen die über mindesten je ein Amino-Gruppe und mindestens eine Carboxy-Gruppe verfügen. Die in der Natur am häufigsten vorkommenden Aminosäuren sind die $\alpha$-Aminosäuren, sie werden auch als Bausteine des Lebens bezeichnet. 22 dieser Aminosäuren werden als biogene Aminosäuren bezeichnet. Aus diesen werden Proteine aufgebaut und sie werden in der DNA codiert.

Die 22 biogenen Aminosäuren enthalten zum Teil weitere funktionelle Gruppen. Aminosäuren liegen in einer zwitterionischen Struktur vor, es sind Ampholyte.

Ascorbinsäure ist eine ringförmige Verbindung, die besser unter dem Namen Vitamin C bekannt ist. Obwohl der Stoff keine Carbonsäure ist, kann das Molekül zwei Protonen abgeben. Darauf und auf der reduzierenden Wirkung basiert der Einsatz als Konservierungsstoff in der Lebensmittelindustrie.
Dieser ist für die Industrie auch deshalb so interessant, weil Vitamin C einen essenziellen Stoff für den menschlichen Organismus darstellt. Ascorbinsäure ist an der Biosynthese von Hormonen und anderen Eiweißen beteiligt, stärkt das Immunsystem und wirkt als Radikalfänger. Die empfohlene tägliche Aufnahme von Vitamin C beträgt 70-100 mg, unter bestimmten Umständen sogar mehr. Allerdings sollte diese nicht im Zusammenhang mit Süßigkeiten, sondern durch vitaminreiche Obst- und Gemüsesorten aufgenommen werden.

Aspirin® ist das eingetragene Warenzeichen der Firma Bayer für Acetylsalicylsäure. Im Körper wirkt es in erster Linie schmerzstillend und fiebersenkend. Man kennt Aspirin heute als ein Medikament, für das nahezu täglich neue Anwendungen hinzukommen. Es scheint eines dieser Wunderarzneimittel zu sein, die jeder in seinem Medizinschrank beherbergt und die mehr versprechen, als im Beipackzettel steht.

Die eigentliche Geschichte des Aspirins begann schon sehr früh, nämlich im 5. Jahrhundert vor Christus, als der Vater der modernen Medizin, HIPPOKRATES lebte. Woher er die Wirkung von Aspirin kannte und wie es mit dieser Substanz weiterging, ist im folgenden Artikel zu erfahren.

Benzaldehyd ist der einfachste aromatische Aldehyd mit der Summenformel $C_2{H}_{5}CHO$. Es ist eine nach bitteren Mandeln riechende farblose Flüssigkeit. Benzaldehyd ist sehr reaktionsfreudig. Es ist in Ethanol und Ether gut löslich, in Wasser weniger.

Durch Autoxidation geht es leicht zu Benzoesäure über. Benzaldehyd ist in bitteren Mandeln und Kernen verschiedener Früchte zu finden, es kann aber auch technisch produziert werden. Verwendet wird es zur Herstellung von parfümierten Seifen, pharmazeutischen Präparaten, speziellen Farbstoffen, sowie Geruchs- und Geschmacksstoffen in Lebensmitteln.

Der Kohlenwasserstoff Benzen wurde 1825 von M. Faraday entdeckt. Die theoretische Erklärung der aromatischen Struktur gelang erst im 20. Jh. mithilfe der modernen Wellenmechanik. Durch den aromatischen Zustand ist das Benzen relativ reaktionsträge. Typische Reaktionen von Benzen sind elektrophile Substitutionen am Aromaten. Benzen ist ein bedeutender Ausgangsstoff für die chemische Industrie. Es ist der Prototyp aromatischer Verbindungen.

* 11.10.1884 in Goldschmieden (heute zu Breslau gehörig)
† 31.03.1949 in Buenos Aires

FRIEDRICH BERGIUS war ein deutscher Chemiker. Er entwickelte ein Verfahren zur Hochdruckhydrierung von Kohle, befasste sich mit der Holzverzuckerung und der Umwandlung von Ethen zu Glycol (Ethandiol). 1931 erhielt FRIEDRICH BERGIUS gemeinsam mit CARL BOSCH (1874-1940) den Nobelpreis für Chemie.

In keinem Land der Welt gibt es mehr Brotsorten, die regelmäßig im Handel angeboten werden, als in Deutschland: mehr als 200. Dieser großen Variationsbreite liegen wenige, jahrtausendealte Grundrezepte der Herstellung zugrunde.

* 24.03.1903 in Bremerhaven-Lehe
† 18.01.1995 in München

ADOLF BUTENANDT war einer der bedeutendsten Biochemiker des 20. Jahrhunderts.
Seine Arbeiten zur Erforschung der chemischen Struktur und zur Wirkungsweise der Sexualhormone, z. B. Androsteron, Progesteron oder Testosteron, waren Bahn brechend.
Er klärte den Tryptophan-Stoffwechsel bei Insekten auf und isolierte in fast zwanzigjähriger Arbeit den Insektenlockstoff des Seidenspinners (Bombyx mori) das Bombykol.
BUTENANDT bekam 1939 (überreicht 1949) gemeinsam mit L. RUZICKA den Nobelpreis für Chemie.

* 08.04.1911 in Saint Paul (Minnesota)
† 08.01.1997 in Berkely (Kalifornien)

Melvin Calvin ist ein amerikanischer Chemiker. In den fünfziger Jahren klärte er mit Hilfe des radioaktiv markierten Kohlenstoffs einen Teil der Fotosynthese auf, der nach ihm mit „Calvin-Zyklus“ benannt wurde. Für diese bahnbrechenden Ergebnisse erhielt Calvin 1961 den Nobelpreis für Chemie.
Calvin isolierte das Rhesus-Antigen und erforschte die Entstehung von Krebs, die chemische Evolution auf der Erde und Theorien zur Urzeugung. Calvin war während des zweiten Weltkrieges an der Entwicklung der Atombombe in den USA mitbeteiligt.

Die Carbonsäuren weisen sehr unterschiedliche Strukturen auf, da es sich um Derivate der entsprechenden Kohlenwasserstoffe handelt. Die bekanntesten Vertreter sind sicherlich die Alkansäuren, aber auch ungesättigte Carbonsäuren oder aromatische Verbindungen gehören dazu. Das gemeinsame Strukturmerkmal besteht in der Carboxylgruppe, die bei allen Carbonsäuren die Eigenschaften mit beeinflusst.

Eine einfache Carbonsäure (Monocarbonsäure) erkennt man leicht an der Carboxylgruppe -COOH. Manche Carbonsäuren können auch mehrere Carboxylgruppen im Molekül enthalten. Daneben existieren auch Verbindungen, die neben der Carboxylgruppe noch mindestens eine andere funktionelle Gruppe aufweisen. Dazu gehören z. B. die Halogencarbonsäuren, die Hydroxy- oder die Aminosäuren.

Cellulose besteht ähnlich wie Stärke aus vielen Glucoseeinheiten. Damit gehört der Stoff zu den Polysacchariden. Trotzdem sind die Eigenschaften sehr verschieden. Cellulose ist der mengenmäßig bedeutendste Naturstoff. Sie stellt außerdem eine wichtige Speicherform für das Element Kohlenstoff (Kohlenstoffkreislauf) dar. Die von jeher große technische und wirtschaftliche Bedeutung der Cellulose begründet sich aus der Vielzahl ihrer Erscheinungsformen. Baumwolle, Hanf, Jute und Flachs sind fast reine Cellulose. Sie besitzen große Bedeutung in der Textil-, der Papier- und Bauindustrie.

Textilien schützen uns vor Witterungseinflüssen. Unsere Ansprüche an die Kleidung gehen aber viel weiter. Heute steht uns für die Fertigung von Kleidung eine große Vielfalt an Textilfasern zur Verfügung. Bis ins 20. Jahrhundert wurden ausschließlich Naturfasern auf Basis von Cellulose (Baumwolle) oder Eiweißen (Wolle) verwendet.

Mit der Entwicklung der Kunststoffchemie in den 30er-Jahren ergaben sich jedoch völlig neue Möglichkeiten, synthetische makromolekulare Stoffe zu Fasern zu verarbeiten. Diese Kunstfasern bzw. synthetischen Fasern sind aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken.

Chloroform war lange Zeit ein wichtiges Narkosemittel. Die von ihm ausgehende Gefahr (gesundheitsschädigend) wurde viele Jahre unterschätzt. Es löst sich in organischen Lösungsmitteln gut, die Flüssigkeit brennt nicht, es riecht süßlich und ist schwerer als Wasser. Chloroform zersetzt sich beim Einwirken von Sonnenlicht und Luftsauerstoff zu Chlorwasserstoff und dem äußerst giftigem Phosgen. Dennoch wird es heute noch in der Industrie verwendet.

* 08.06.1916 in Northampton/England
† 28.07.2004 San Diego/USA

FRANCIS HARRY COMPTON CRICK war bereits studierter Physiker als er 1947 nach Cambridge ging, um Biologie zu studieren. Er wurde mit der Röntgenstrukturanalyse vertraut. Diese Methode wird auf kristalline Stoffe angewendet. Sie dient dem Erkennen von Raumstrukturen, welche zu klein sind, um mit einem Mikroskop aufgelöst werden zu können. CRICK hatte bereits Pionierarbeit mit der Anwendung der Röntgenstrukturanalyse in der Molekularbiologie geleistet. Zusammen mit seinem jungen Kollegen JAMES D. WATSON gelang es ihm, die Struktur der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNA) aufzuklären. Für diese Leistung bekamen CRICK und WATSON (geb. 1928) 1962 den Nobelpreis für Medizin/Physiologie.

Das Wissen über die chemische Struktur von Nucleinsäuren ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis der Funktion von DNA als Speicher der Erbinformation und der RNA als funktionelles Molekül bei der Genexpression. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Nucleinsäuren vier Typen von Nucleotiden enthalten, die aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und einer Pentose (Zucker mit 5 Kohlenstoffatomen) bestehen. DNA wird durch enzymatische Polymerisation aufgebaut. Ein alter DNA-Strang dient als Matrize für die Synthese eines neuen Strangs. Die Nucleotidbausteine werden durch komplementäre Basenpaarung positioniert und durch eine Polymerase mit dem benachbarten Nucleotid verknüpft, um den neuen Strang aufzubauen.

Die Menschheit nutzt schon seit Jahrtausenden Stoffe aus der Natur als Baustoffe, Nahrung, Arzneimittel oder zur Herstellung von Kleidung. Bis ins 19. Jahrhundert hinein trennte man dabei strikt nach anorganischen Stoffen, welche aus der unbelebten Natur gewonnen wurden und organischen Stoffen, die nur in Lebewesen durch das Wirken einer von Gott verliehenen „Lebenskraft“ entstanden.

Sind anorganische und organische Stoffe ähnlich oder völlig verschieden aufgebaut? Ist die Trennung der beiden Gruppen nach heutigem Kenntnisstand noch gerechtfertigt?

* 23.01.1876 in Hamburg
† 07.03.1954 in Kiel

Otto Paul Hermann Diels war ein deutscher Chemiker. Er entdeckte, dass das Element Selen als universelles Dehydrierungsmittel eingesetzt werden kann. Mit der Herstellung der nach ihm benannten „Diels-Säure“ lieferte der Wissenschaftler die Grundlagen für die Analyse der Struktur des Cholesterins. Ein von Diels gefundenes Insektizid wurde nach ihm benannt, das Dieldrin. Gemeinsam mit seinem Schüler Kurt Alder erhielt Otto Diels 1950 für die Aufklärung der Synthese von Polymeren (Diels-Alder-Synthese) den Nobelpreis.

Phenol (Hydroxybenzen) ist der einfachste Vertreter der Stoffklasse der Phenole. Das Phenol ist giftig, kommt als reiner Stoff in der Natur selten vor, und wir deshalb größtenteils synthetisch hergestellt.

Als Phenole bezeichnet man alle vom Benzen abgeleiteten aromatischen Verbindungen, die mindestens eine OH-Gruppe direkt am aromatischen Ring enthalten. Aufgrund des Einflusses des aromatischen $\Pi$-Elektronensystems auf die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs unterscheiden sich die Phenole in ihren Eigenschaften deutlich von den aliphatischen Alkoholen.

Die Phenoplaste oder Phenolharze gehören mit zu den ersten synthetisch hergestellten Kunststoffen. Es sind Duroplaste, die einmal in Form gebracht, durch Erwärmen nicht weiter verformt werden können. Gerade deswegen werden sie als besonders stabiles Material für Verpackungen und Kunststoffgehäuse verwendet.