Kurzes Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie: Auch zum Gebrauch für Mediziner

497 Pages·1958·18.55 MB·German

by  Professor Dr. K. Bodendorf (auth.)

KURZES LEHRBUCH
DER PHARMAZEUTISCI-IEN CHEMIE
AUCH ZUM GEBRAUCH FüR MEDIZINER
VON
PROFESSOR DR. K. BODENDORF
DIREKTOR DES PHARMAZEUTISCH·CHEMISCHEN INSTITUTS
DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE KARLSRUHE
FüNFTE VERBESSERTE AUFLAGE
SPRINGER-VERLAG
BERLIN / GOTTINGEN / HEIDELBERG
1958
ISBN 978-3-642-53348-8 ISBN 978-3-642-53388-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-53388-4
ALLE RECRTE. INSBESONDERE DAS DER 1)BERSETZUNG IN l'REMDE SPRACREN, VORBERALTEN
ORNE AUSDR1)CKLICHE GENEHMIGUNG DES VERLAGES 1ST EB AUCH NICHT
GESTATTET, DIESES BUCH ODER TEILE DARAUS AUF PROTOMECHANISOHEM
WEGE (PHOTOKOPIE. MIKROKOPIE) ZU VERVIELFALTIGEN
COPYRIGHT 1989, 1949, AND 1954 BY SPRINGER-VERLAG OHG IN BERLIN I G!lTTINGEN I HEIDELBERG
® BY SPRINGER-VERLAG OHG IN BERLIN I G!lTTINGEN I HEIDELBERG 1958
Softcover reprint of the hardcover 5th edition 1958
DIE WIEDERGARE VON GEBRAUORSNAMEN, HANDELSNAMEN, W ARENBEZEICRNUNGEN
UBW. IN DIESEK BUCRE BERECRTIGT AUOH OHNE BESONDERE KENNZEICHNUNG
NICHT ZU DER ANNAHME, DASS SOLCRE NAMEN 1M SINNE DER WARENZEIOHEN- UND
MARKENSOHUTZ-GESETZGEBUNG ALS FREI ZU BETRACHTEN WAREN UND DAHER
VON JEDERMANN BENUTZT WERDEN D1lBFTEN
Vorwort zur fünften Auflage
Die neuen Ergebnisse der {:hemischen Forsohung, insbesondere auf dem Gebiete
der Arzneimittel, haben eine weitgehende überarbeitung der Neuauflage erforder
lich gemacht. Wenn es auch nicht Aufgabe dieses Buches sein kann, alle bekann
ten Arzneimittel zu behandeln, so sind doch solche, die sich in den letzten Jahren
in der Therapie bewährt haben, weitgehend berücksichtigt worden, ohne daß
Vollständigkeit angestrebt werden konnte. Mein Anliegen ist es auch weiterhin,
die allgemeinen Grundlagen so weitgehend zu vermitteln, daß auch neu hinzu
kommende Stoffe systematisoh eingeordnet werden und chemisches Verständnis
finden können.
Dem Springer-Verlag habe ich wiederum für sein freundliches Entgegen
kommen zu danken.
Karlsruhe, im Januar 1958
K. Bodendorf
Vorwort zur vierten Auflage
Für die vorliegende vierte Auflage wurde das Buch einer gründlichen Über
arbeitung unterzogen. Dabei ergab sich im Anorganischen Teil die Notwendigkeit
einiger Ergänzungen und der Berücksichtigung neuerer Nomenklatur. Im Orga
nischen Teil verlangten die Einführung neuer Arzneimittel und die rasch fortschrei
tenden chemischen Erkenntnisse zahlreiche Ergänzungen. Neu aufgenommen
wurden Antihistaminica, erweitert die Kapitel Alkaloide, Antibiotica, Sulfon
amide. Der Versuchung, auch andere Heilmittel, wie etwa Tuberkulosemittel, zu
einer Gruppe zusammenzufassen, habe ich widerstanden, da dies ja Aufgabe der
Ph~rmakologie ist. Ich bin vielmehr auch weiterhin bemüht geblieben, alle neuen
Stoffe möglichst sinnvoll nach chemischen Gesichtspunkten einzuordnen. So
glaube ich, daß das Buch seinen Charakter bewahrt hat, und hoffe, daß auch die
neue Auflage eine freundliche Aufnahme finden möge.
Dem Springer-Verlag danke ich für freundliches Entgegenkommen, Kollegen
und Lesern für Hinweise und Anregungen, meinem Mitarbeiter Herrn GERHARD
PFEIFFER für sorgfältiges Lesen der Korrekturen.
Karlsruhe, September 1953
K. Bodendorf
Inhaltsverzeichnis
Seite
Erster Teil. Allgemeine Einführung 1
Zweiter Teil. Spezieller Teil .................................................... 18
1. Anorganischer Teil ...................................................... 18
1. Wasserstoff, Hydrogenium: H = 1,0080 .................................... 18
2. Sauerstoff, Oxygenium: 0= 16,000 ....................................... 21
3. Oxydation und Reduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23
4. Allgemeine Eigenschaften von Gasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. .. . .. 24
5. Wasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27
6. Der Lösungszustand ..................................................... 29
7. Die elektrolytische Dissoziation ........................................... 32
8. Ionenreaktionen .................. '. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35
9. Wasserstoffperoxyd, Hydrogenium peroxydatum: H202 • • • • • ••• • • • • • • • • • • • • • •• 37
10. Ozon: 03 •.....••••••••••..••••.....•••...•.••••••.••••••••••.••••..•... 41
11. Schwefel, Selen, Tellur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42
12. Schwefel, Sulfur: S = 32,066 ............................................. 42
13. Das Massenwirkungsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
14. Schwefelchloride ........................................................ 51
15. Sauerstoffverbindungen des Schwefels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
16. Schwefligsäure- und Schwefelsäurechlorid ................... _ . . . . . . . . . . . . . .. 58
17. Selen: Se = 78,96 ....................................................... 59
18. Tellur: Te = 127,61 ..................................................... 59
19. Die Halogene ........................................................... 60
a) Fluor: F = 19,00 ..................................................... 61
b) Chlor: Cl = 35,457 .................................................... 62
oe) Chlorwasserstoff: HCl ............................................... 64
ß) Sauerstoffverbindungen des Chlors .................................... 65
c) Brom, Bromum: Br = 79,916 ........................................... 67
oe) Bromwasserstoff HBr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 68
ß) Sauerstoffverbindungen des Broms ........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 69
d) Jod, Jodum: J = 126,92 ............................................... 69
e) Verbindungen der Halogene untereinander ............................... 71
20. Die Elemente der V. Gruppe des periodischen Systems: Stickstoff, Phosphor,
Arsen, Antimon, Wismut ................................................. 71
a) Stickstoff, Nitrogenium: N = 14,008 .................................... 72
b) Phosphor, Phosphorus: P = 30,98 . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. 80
c) Arsen, Arsenium: As = 74,91 .......................................... , 86
d) Antimon, Stibium: Sb = 121,76 ........................................ 90
e) Wismut, Bismutum: Bi = 209,00 ....................................... 92
21. Die Elemente der IV. Gruppe des periodischen Systems: Kohlenstoff, Silicium, Ger.
manium, Zinn, Blei ...................................................... 94
a) Kohlenstoff, Carboneum: C = 12,01 ..................................... 95
b) Silicium: Si = 28,06 ................................................... 102
c) Germanium: Ge = 72,60 ............................................... 105
d) Metalle .............................................................. 106
e) Zinn, Stannum: Su = 118,70 ........................................... 109
f) Blei, Plumbum: Pb = 207,21 .... , ...... , ..... , ........................ 110
Inhaltsverzeichnis v
22. Die Elemente der 111. Gruppe des periodischen Systems: Bor, Aluminium, Gal. Seite
lium, Indium, Thallium .................................................. 114
0.) Bor: B = 10,82 ....................................................•.. 114
b) Aluminium: Al = 26,97 ..........••.••.••.......•..........•........... 116
c) Gallium: Ga = 69,72, Indium: In = 114,76, Thallium: Tl = 204,39 ......... 120
23. Die Elemente der 11. Gruppe des periodischen Systems: Beryllium, Magnesium,
Calcium, Strontium, Barium, Radium .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120
0.) Beryllium: Be = 9,013 ................................................. 121
b) Magnesium: Mg = 24,32 ............................................... 121
c) Calcium: Ca = 40,08 .................................................. 123
d) Strontium: Sr = 87,63 .. . . . . . .. .. . . .. .. .. . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . ... 128
e) Barium: Ba = 137,36 . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . .. 129
f) Radium: Ra = 226,05 ................................................. 130
g) Radioaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 131
24. Die Elemente der I. Gruppedes periodischen Systems: Lithium, Natrium, Kalium,
Rubidium, Caesium .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 137
0.) Lithium: Li = 6,940 ................................................... 138
b) Natrium: Na = 22,997 ................................................. 138
c) Kalium: K = 39,096 .................................................. 144
d) Rubidium: Rb = 85,48 und Caesium: Cs = 132,91 ........................ 148
e) Ammoniumverbindungen ............................................... 148
25. Die Elemente der I. Untergruppe des peri~dischen Systems: Kupfer, Silber, Gold.. 151
0.) Kupfer, Cuprum: Cu "'" 63,54 ......................• , ................... 151
b) Silber, Argentum: Ag = 107,88 .......................................... 155
c) Gold, Aurum: Au = 197,2 ............................................. 159
26. Die Elemente der 11. Untergruppe des periodischen Systems: Zink, Cadmium,
Quecksilber ............................................................. 160
0.) Zink, Zincum: Zn = 65,38 ..... :........................................ 160
b) Cadmium: Cd = 112,4~ •............................................... 162
c) Quecksilber, Hydrargyrum: Hg = 200,61 ................................ 163
27. Die Elemente der 111. Untergruppe des periodischen Systems: Die Seltenen Erden 168
28. Die Elemente der IV. Untergruppe des periodischen Systems: Titan, Zirkonium,
Hafnium, Thorium ...................................................... 168
.a) Titan: Ti = 47,90 ..................................................... 168
b) Zirkonium: Zr = 91,22 .................................. , ............. 169
c) Hafnium: Hf = 178,6 .................................... : ............. 169
d) Thorium: Th = 232,12 ................................................. 169
29. Die Elemente der V. Untergruppe des periodischen Systems: Vanadin: V = 50,95,
Niob: Nb = 92,91, Tantal: Ta = 180,88, Protaktinium: Pa = 231 ... , ......... 169
30. Die Elemente der VI. Untergruppe des periodischen Systems: Chrom, Molybdän,
Wolfram, Uran ............................................... ". . . . . . . . . .. 170
a) Chrom, Chromium: Cr= 52,01 ......................................... 170
b) Molybdän: Mo = 95,95 .........•...................................... 174
c) Wolfram: W = 183,92 ................................................. 174
d) Uran: U = 238,07 ........................................." . ........... 175
31. Die Elemente der VII. Untergruppe des periodischen Systems: Mangan, Rhenium 175
32. Die Elemente der VIII. Untergruppe des periodischen Systems: Eisen, Kobalt,
Nickel; Ruthenium, Rhodium, Palladium; Osmium, Iridium, Platin ............ 178
a) Eisen, Ferrum: Fe = 55,84 ............................................. 179
b) Kobalt, Cobaltum: Co = 58,94 .......................................... 185
c) Nickel, Niccolum: Ni = 58,69 .•........................................ 186
d) Die Elemente der Platingruppe: Ruthenium: Ru = 101,7, Rhodium: Rh =
102,91, Palladium: Pd = 106,7, Osmium: Os = 190,2, Iridium: Ir = 193,1,
Platin: Pt = 195,23 ..........•.................................... " 188
33. Die Edelgase: Helium: He = 4,003, Neon: Ne =20,183, Argon: Ar = 39,944,
Krypton: Kr = 83,7, Xenon: X = 131,3, Radon (Radiumemanation): Rn = 222 189
11. Organischer Teil. Zusammensetzung und Aufbau organisoher Verbin.
dungen .................................................................. 190
A. Aliphatische Verbindungen ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 194
VI Inhaltsverzeichnis
Seite
1. Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • • • . • • . • . . . . . . . . • . . • • • . . . . .. 194
a) Gesättigte Kohlenwasserstoffe, Grenzkohlenwasserstoffe, Paraffine ...•... 194
b) Ungesättigte Kohlenwasserstoffe ...................................•. 204
01:) Olefine ...•..•......•••...•...••.........................•.... " 204
ß) Mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe .......................... 208
y) Acetylenkohlenwasserstoffe ....................................... 212
2. Halogenderivate der Kohlenwasserstoffe ................................ 213
a) Einfach substituierte Halogenverbindungen .................•......... 214
b) Halogenderivate mit mehreren Halogenatomen am gleichen Kohlenstoffatom 217
3. Alkohole . . . . . . . . . • • . . . . • • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 220
a) Gesättigte einwertige Alkohole ...................................... 222
b) Mehrwertige Alkohole ...... '" ..." . . , ............................... 234
c) Ungesättigte Alkohole ........................................ , ..... 235
4. Äther ............................................................... 237
5. Alkyl-Schwefel-Verbindungen ......................................... 240
6. Nitro- und Aminoverbindungen ......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 242
7. Phosphor-, Arsen-und Antimonverbindungen ........................... 248
8. Aldehyde und Ketone ................................................ 249
a) Mono- und Dialdehyde ............................................. 249
01:) Halogenierte Aldehyde ...... ". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . .. 256
ß) Hydroxyaldehyde .......................................•......• 257
b) Ketone .....•..................................................... 258
01:) Halogenketone ........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 262
ß) Hydroxyketone ................................................. 262
9. Carbonsäuren und funktionelle Derivate ................................ 263
a) Säurenitrile .....•..•.....••................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 263
b) Darstellung von Carbonsäuren ....................................... 264
c) Dicarbonsäuren ..•................................................ 268
d) Ungesättigte Carbonsäuren .....•................................... 270
e) Säurehalogenide ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 272
f) Säureamide ...................................................... , 273
10. Säureanhydride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 281
11. Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 282
12. Substituierte Carbonsäuren ............................................ 291
13. Eiweißstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 304
14. Kohlenhydrate ...................................................... 309
a) Monosaccharide ................................................... 310
b) Glykoside ........................................................ 317
c) Zuckerähnliche Polysaccharide: Disaccharide .......................... 319
d) Zuckerunähnliche Polysaccharide .................................... 322
e) Kunstseide ....................................................... 324
B. Carbocyclische Verbindungen ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 325
I. AlicycliBche Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 325
1. Allgemeines. CycIopentan-, CycIohexanderivate ....................... 325
2. ?:,erpene und Campher ............................................. 328
3. Atherische Öle ........... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 333
4. Steringruppe ....................•................................ 335
5. Hochgliedrige Ringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 342
11. Aromatische Verbindungen . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 342
1. Aromatische Kohlenwasserstoffe .................................... 347
a) Benzol und Homologe ........................................... 347
b) Kondensierte Ringsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 350
2. Aromatische Halogenderivate ....................................... 351
a) Kernsubstituierte Halogenderivate ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 351
b) Aromatische Verbindungen mit Halogen in der Seitenkette ........... 353
3. Sulfonsäuren .......... .............................•.•.......... 354
Inhaltsverzeichnis VI1
Seite
4. Phenole und Phenoläther ......................................... " 355
a) Einwertige Benzolderivate ....................................... 355
b) Mehrwertige Benzoldcrivate ................................... '" 358
c) Phenole mit kondensierten Ringen ................................ 361
5. Nitroverbindungen ................................................ 363
6. Amine ......................................................... " 365
7. Sulfonamide .................................................... " 369
8. Diazoniumsalze und Azoverbindungen ............................... 374
9. Phosphor-, Arsen- und Antimonverbindungen ....................... " 378
10. Aldehyde und Ketone ............................................. 380
a) Aldehyde ...................................................... 380
b) Ketone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 383
11. Carbonsäuren ..................................................... 384
a} Monocarbonsäuren .............. , ............................. " 384
b) Mehrbasische Carbonsäuren ...................................... 385
c} Substituierte Carbonsäuren ...................................... 387
d) Ungesättigte Carbonsäuren ..................................... " 393
12. Pyrone .......................................................... 395
C. Heterocyclische Verbindungen ............................................ 398
1. Verbindungen mit Sauerstoff als Heteroatom ............................. 399
2. Verbindungen mit Schwefel als Heteroatom .............................. 399
3. Verbindungen mit Stickstoff als Heteroatom ............................. 400
a} Fünfgliedrige Ringe mit Stickstoff als Heteroatom ...................... 400
b) Sechsgliedrige Ringe mit Stickstoff als Heteroatom ..................... 408
c} Purine und Nucleinsäuren ...............••.......................... 414
d) Alkaloide und verwandte Stoffe ...................................... 419
D. Vitamine, Fermente, Hormone ............................................ 439
1. Vitamine ............................................................ 440
a) Vitamin A (Axerophthol) ............................................ 443
b} Vitamin-B-Gruppe .................................................. 444
c} Vitamin C (Ascorbinsäure) ........................................... 449
d} Vitamin D (Calciferol) .................................... " ......... 451
e} Vitamin E (Tocopherol) ............................................. 452
f} Vitamin K (Phyllochinon) ........................................... 453
2. Fermente (Enzyme) ................................................... 454
3. Hormone ............................................................ 457
a} Nebenniere ........................................................ 458
b) Bauchspeicheldrüse ................................................. 459
c) Schilddrüse .......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 460
d} Nebenschilddrüse, Epithelkörperchen .... " ............................ 461
e) Hypophyse ........................................................ 461
f) Vorderlappenhormone ........ , ................ , .................... , 461
g} Mittellappenhormone (Intermedin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 462
h) Hinterlappenhormon ............................... , ........ " ...... 462
i} Keimdrüsen ....•................................. '.' ................ 463
E. Antibiotica ............................................................ 464
Namen. und Sachverzeichnis ................................................... 472
Erster Teil
Allgemeine Einführung
I. Chemie ist die lrissenschaft von der Zusammensetzung und dem Aufbau der
Materie. Die Methoden, die dieser Forschung dienen, können yerschiedener Art
sein. Ein Stoff, dessen chemische Natur ergründet werden soll, kann durch geeig
neten Abbau so weit zerlegt werden, daß man schließlich zu Stoffen kommt, die
durch einfache chemische Operationen nicht weiter zerlegt werden können. Diese
Stoffe betrachtet man vom chemischen Standpunkt aus als die Baustoffe der Ma,
terie. Man bezeichnet sie als chemische Grundstoffe oder Elemente.
Das chemische Baumaterial der gesamten Materie sind die Elemente. Sie lassen
sich durch einfache chemische Operationen nicht in noch einfachere Grundstoffe zerlegen.
Das Teilgebiet der Chemie, das sich mit der Ergründung der elementaren Zu
sammensetzung der M1Lterie beschäftigt, ist die analytische Chemie.
Eine andere Methode zur Erforschung der Ba,uprinzipien der Materie besteht
darin, daß man aus bereits erforschten, verhältnismäßig einfachen Stoffen neue,
kompliziertere aufbllut. Durch Analyse der neugebildeten Stoffe lassen sich die
bei solchen Neubildungen ",-altenden Gesetzmäßigkeiten enthüllen. Das Teilgebiet
der Chemie, das sich mit der künstlichen Neubildung von Stoffen befaßt, ist die
synthetische Chemie. Ihre Aufgabe besteht in der Herstellung von neuen Stoffen
oder in der künstlichen Herstellung von natürlich yorkommenden Stoffen und in
der Aufklärung der in der Materie waltenden Aufbauprinzipien.
Die Zusammenfassung der in den chemischen Beziehungen waltenden Gesetz
mäßigkeiten geschieht in der theoretischen Chemie. Da zur Definition dieser Gesetz
mäßigkeiten yielfach physikalische Begriffe herangezogen werden, und da die den
Aufbau bewirkenden Kräfte rein physikalischer Natur sind, wird das Gebiet der
theoretischen Chemie besser zur physikalischen Chemie erweitert. Dieses Grenz
gebiet zwischen Chemie und Physik kann bei anderer, betont physikalischer Be
trachtungsweise auch als chemische Physik bezeichnet werden.
Außer den genannten Teilgebieten der Chemie ist noch die technologische Chemie
zu nennen, deren Aufgabe es ist, die Erfahrungen des chemischen Laboratoriums
in geeigneter ~Weise in den Fabrikationsbetrieb zu übertragen.
Die Biochemie stellt diejenigen Stoffe und Vorgänge in den Vordergrund ihrer
Untersuchungen, die für den Ablauf von Lebensvorgängen wichtig sind.
Die pharmazeutische Chemie ist die Chemie der Heilmittel. Unter Heilmittel ver
steht man Stoffe, die unter bestimmten Bedingungen einen krankhaften Zustand
des menschlichen oder tierischen Organismus zu beseitigen oder zu mildern geeignet
sind. Ein Stoff, der unter bestimmten Voraussetzungen, z.B. bei Verabreichung
einer ganz bestimmten Menge, ein Heilmittel ist, kann in anderen Fällen, etwa bei
Verabreichung von Mengen, die weit unter der therapeutischen Dosis liegen, in
different, oder unter Umständen, z.B. in hohen Dosen, ein Gift sein. Es läßt sich
demnach keine deutliche Abgrenzung treffen zwischen Stoffen, die Heilmittel sind,
und solchen, die es nicht sind. Eine solche Grenze würde auch dauernd dadurch ver
schoben werden, daß mit neuenHeilmethoden auch neue Heilmittel eingeführt werden.
1 Bodeudorf, Pharmazeutische Chemie, 5. Auft.
2 Allgemeine Einführung
Die pharmazeutische Chemie in weiterem Sinne ist ein Gebiet, das auf den
Grundlagen der allgemeinen Chemie mit allen ihren Teilgebieten ihr Hauptgewicht
auf die Kenntnis und Erforschung derjenigen Stoffe und Vorgänge legt, die zu der
Heilkunde in Beziehung stehen.
11. Um die Vielfältigkeit der natürlich vorkommenden und künstlich her
gestellten Stoffe in übersichtlicher Weise nach chemischer Zusammengehörigkeit
zu ordnen, bedarf es eines wohlbegründeten Systems. Es ist naheliegend, ein solches
System auf den Gesetzmäßigkeiten und Aufbauprinzipien der Natur zu begründen.
Wir werden sehen, daß es gerade die elementarsten Aufbauprinzipien der Natur
sind, welche uns die Grundlagen für ein chemisches System liefern.
Es wird also zuerst die Frage zu erörtern sein: Wie haben wir uns den Aufbau
der Materie in all ihrer Vielfältigkeit zu erklären ~ Die analytische Chemie gibt zu
dieser Frage eine verblüffende und zugleich verwirrende Auskunft, die die weitere
Behandlung wesentlich vereinfacht: Die gesamte Materie ist aus nur etwa 90 ver
schiedenen Grundstoffen (Elementen) zusammengesetzt. Verblüffend ist daran,
daß die ungeheure Mannigfaltigkeit der natürlichen und synthetischen Substanzen
sich auf so wenige Grundstoffe zurückführen läßt. Verwirrend erscheint der Ge
danke, wie kompliziert die Aufbauprinzipien wohl sein mögen, damit aus einer so
kleinen Zahl verschiedener Baustoffe soV ielfältiges hervorgehen kann. In der Tat sind
die Aufbauprinzipien keineswegs einfacher Art, aber wiederum verblüffend ist dabei,
daß sie auf ein einziges Grundprinzip zurückführbar sind: auf elektrische Kräfte.
Alle natürlichen und synthetischen Substanzen lassen sich auf etwa 90 Grundstoffe
und die Wirkung elektrischer Kräfte zurückführen.
Über die Art und Wirkung dieser elektrischen Kräfte ist in der neueren Zeit
viel diskutiert worden. Neueste Deutungen (durch die Quantenmechanik oder
auch Wellenmechanik begründet) ruhen so stark auf Mathematischem, daß sie uns
kein Bild, keine gedankliche Vorstellung mehr ermöglichen. So wichtig diese Er
gebnisse für grundsätzliche Erkenntnisse und für manche speziellen Gebiete auch
sein mögen, für die weitaus meisten chemischen Vorgänge kommt man mit ein
fachen Vorstellungen und bildlichen Übertragungen aus. Wir wollen daher ver
suchen, diese Ergebnisse unter Zuhilfenahme früherer und einfacherer Vorstel
lungen auf die Ebene des Erfaßbaren zu projizieren und uns ein Anschauungsbild
von dem Bau der Materie konstruieren.
Wir werden zweckmäßig von den einfachsten Stoffen ausgehen, von den Ele
menten. Wir sahen, daß sie sich durch gewöhnliche chemische Mittel nicht auf noch
einfachere Stoffe zurückführen lassen. Wie aber ist nun eine solche elementare
Materie in sich gegliedert. Aus zahlreichen physikalischen Eigenschaften der ver
schiedenen Elementarmaterien müssen wir schließen, daß jede elementare Materie
aus Bausteinen zusammengesetzt ist, die unter sich einheitlich und.gleichartig, für
jedes Element aber verschieden und charakteristisch sind. Wenn wir geschmol
zenes Blei (Blei ist ein Element) langsam erstarren lassen, so finden wir in der halb
erstarrten Masse Gebilde (Krystalle) von ganz bestimmter und immer gleicher
Form. Wenn wir den gleichen Versuch etwa mit geschmolzenem Zinn vornehmen, so
erhalten wir wiederum Krystalle von ganz bestimmter und immer gleicher Form, die
aber anders ist als die der Bleikrystalle. Dieses differenzierte Verhalten ist grund
sätzlich auf die Verschiedenartigkeit der elementaren Bausteine zurückzuführen.
Daß daneben auch aus gleichen Bausteinen verschiedenartiger Aufbau bewirkt werden
kann, ist eine Ausnahmeerscheinung, die zuweilen dann zu beobachten ist, wenn die
Bausteine sich unter verschiedenartigen äußeren Bedingungen aus dem ungeregelten
Zustand der Schmelze zum regelmäßigen Bau der Krystalle anordnen. Die Bau
steine der elementaren Materie bezeichnet man als Atome. Es sind also die Ele
mente die Baustoffe der gesamten Materie, die Atome die Bausteine der Elemente.
Allgemeine Einführung 3
Wie haben wir uns nun diese elementaren Bausteine, die Atome, vorzustellen,
und wodurch unterscheiden sich die Atome der verschiedenen Elemente vonein
ander? Als Elemente haben wir Stoffe definiert, die sich durch einfache chemische
Operationen nicht in noch einfachere Stoffe zerlegen lassen. Als Atome wollen wir
Bausteine, also Gebilde bezeichnen, die sich durch einfache 'chemische oder physi
kalische Operationen nicht in noch einfachere, also kleinere Teile aufteilen lassen.
Ein Atom ist die Einheit, also die kleinste, nicht mehr teilbare Menge eines
Elementes.
Es ist logisch zunächst nicht zu verstehen, daß es irgendwo eine Mengeneinheit
geben soll, die nicht wenigstens theoretisch noch weiter teilbar sein könnte. Wenn
die vorher entwickelte Vorstellung, daß die Verschiedenartigkeit der Elemente auf
eine Verschiedenartigkeit ihrer Bausteine (Atome) zurückzuführen ist, zu Recht
besteht, dann muß eben diese Verschiedenartigkeit bereits in den Atom-en vor
liegen und irgendwie in ihrer Struktur verankert sein. Diese innere Atomstruktur
bedingt es, daß eine Teilung eines Atoms nicht ohne Zerstörung seiner Struktur
und seiner durch diese bedingten Grundeigenschaften möglich ist.
Ein Atom ist danach als ein Individuum zu betrachten, das nur als ganzes und
ungeteiltes Gebilde gewisse "Funktionen" betätigt, deren Summe wir als seine
charakteristischen und individuellen Eigenschaften bezeichnen. Dieser Vorstellung
liegt bereits ein zunächst völlig ungeformtes Bild von dem Wesen der Atome zu
grunde, nämlich, daß das Individuum "Atom" in sich wieder irgendwie differen
ziert ist, und zwar so differenziert, daß durch einfache chemische Operationen eine
Beeinflussung dieser inneren Differentiation nicht bewirkt werden kann. Wir kön
nen zwar, wie wir später sehen werden, durch äußerst gewaltsame Angriffe mit
energischen physikalischen Mitteln die innere Struktur eines Atoms sprengen. Da
mit verändern sich aber auch alle seine Grundeigenschaften.
Nach allem können wir also geradezu von einem inneren Aufbau der Atome
sprechen. Das Bauprinzip der Atome ist aber von dem Prinzip des atomaren Auf
baues der Materie völlig verschieden. Wir können ein Stück einer Elementar
materie mit allereinfachsten physikalischen oder mechanischen Mitteln bis zu
Atomen zerlegen, ohne daß die Eigenschaften sich ändern. Ein Atom dagegen ist
durch einfache Mittel überhaupt nicht weiter zu zerlegen, und wenn man es durch
besondere, energische physikalische Angriffe sprengt, sind seine Grundeigen
schaften verändert.
Wir haben vorher gesagt, daß beim Aufbau der Materie elektrische Kräfte wirk
sam sind. Da man aber diese elektrischen Kräfte von der Materie nicht trennen kann,
müssen sie bereits in den Bausteinen der Materie, den Atomen, verankert sein.
Atome sind demnach Gebilde, in denen elektrische Kräfte fixiert sind, und
zwar so, daß positive und negative Ladungen einander äquivalent sind, damit das
Gebilde nach außen hin neutral bleibt. Über die Anordnung der Ladungen wissen
wir aus dem Verhalten von Atomen verschiedenster Elemente beim Beschießen
mit winzigen Geschossen (Protonen, Neutronen, Deuteronen, ce-Teilchen), daß die
positiven Ladungen im Atomzentrum zusammengeballt sind. Entsprechende quan
titative Untersuchungen gaben sogar Aufschluß über die relative Größe dieses
positiven Atomzentrums, das man als Atomkern bezeichnet. Der Atomkern mit
seinen positiven Ladungen ist zugleich auch Träger der Masse des Atoms. Er ist
aber im Verhältnis zum gesamten Atom außerordentlich klein. Über den Feinbau
des Atomkerns, der für die chemischen Eigenschaften der Atome und ihre che
mischen Reaktionen nicht von wesentlicher Bedeutung ist, mag hier die Angabe
genügen, daß er aus Protonen und Neutronen, von denen sich je 2 und 2 zu ce-Teil
chen zusammenschließen, aufgebaut ist. Näheres wird bei den radioaktiven Ele-'
menten auf S. 131 ausgeführt.
1·