Der Titel meines Vortrags enthält gewiss das Schlüsselwort dieser Tagung.
Der Minister, so fiel mir auf, verwendete das Wort Kreativität mindestens 10mal in seinem Vortrag.
Wenn ein Minister ein Wort verwendet, ist es immer eine gute Idee, dem Aufmerksamkeit zu schenken.
Kappa-Cornforth, der nicht nur ein hervorragender Chemiker, sondern auch ein sehr guter Dichter ist,
wurde durch meinen Titel so inspiriert, dass er ein Gedicht schrieb; und er hat mir erlaubt, Ihnen dieses Gedicht vorzulesen.
Ich glaube, sie sollten nicht versuchen, es zu übersetzen.
Ein Gedicht ist zu kompliziert und zu subtil:
Es widersetzt sich einer einfachen Übersetzung.
Doch hier ist es:
Kappa Cornforths Gedicht über die Kreativität.
Wie Sie sehen, ist es ein Limerick, und man erkennt, wie es sich reimen soll.
Hier ist es:
Three kings who were at the nativity
Praised Joseph for his creativity
And credit is rarely allotted more fairly
For all forms of ghosted activity.
Ich finde das reizend.
(Applaus).
Bravo Kappa Cornforth.
Nun, ich wollte Ihnen einen interessanten Vortrag über Kreativität halten
mit vielen chemischen Reaktionen, doch Graf Bernadotte rückte mir auf den Pelz und sagte mir,
ich sollte Ihnen erzählen, wie man einen Nobelpreis gewinnt, bevor man 31 Jahre alt ist.
Ich richte also meinen Vortrag an diejenigen unter Ihnen, die das 31. Lebensjahr noch nicht erreicht haben.
In der organischen Chemie geht es um organische Moleküle, und es gibt eine Reihe von einfachen Definitionen,
die alle Studenten der organischen Chemie kennen.
Ich erinnere sie lediglich daran.
Wir müssen diese Lampen entfernen, wo ist der Beleuchtungsfachmann.
Wir brauchen nun also eine Reihe von Definitionen, und in Molekülen erkennen wir eine molekulare Struktur.
Zuerst müssen wir die molekulare Formel ermitteln, die die Anzahl und die Art der Atome angibt.
Sodann müssen wir den Aufbau – dieser Begriff geht auf Kekule zurück – ermitteln, d. h.:
Wir müssen ermitteln, welche Atome mit welchen verbunden sind.
Dann müssen wir eine Konfiguration definieren, was bis auf die Zeiten von van’t Hoff und Le Bel im letzten Jahrhundert zurückgeht.
Bei den Konfigurationen handelt es sich um die Anordnung der Moleküle um die asymmetrischen Zentren.
An dieser Stelle verwende ich die einfachste Definition.
Nehmen wir an, in den asymmetrischen Zentren befänden sich Kohlenstoffatome,
wobei jedes Kohlenstoffatom vier verschiedene Bindungen hat.
Wie van’t Hoff bereits erklärte, gibt es 2 hoch N (2N) Isomere,
wobei N für die Zahl der asymmetrischen Zentren steht, und dies ist eine sehr nützliche Formel, die sich bewährt hat.
Emil Fischer hat beispielsweise sehr viel Zeit darauf verwendet zu zeigen, wie zutreffend sie in der Chemie der Zucker ist.
Damit kommen wir zum Thema der Konformation, und Konformation, die Definition der Konformation, führt immer zu Streit.
Ich gebe Ihnen meine Definition, die eine sehr einfache ist.
Meine Definition besagt, dass die Konformation eines Moleküls einer bestimmten Konstitution und Konfiguration
den verschiedenen räumlichen Anordnungen dieses Moleküls entspricht, die nicht zur Deckung gebracht werden können.
Das heißt:
Man erlaubt Bindungsrotationen, Winkelbeugungen, Bindungsdehnungen
und das gibt einem für jedes Molekül unendlich viele Konformationen.
Man könnte meinen, dass diese Idee, dieses Konzept, keinen Wert hat,
doch tatsächlich verfügen organische Moleküle gern über eine bevorzugte Konformation.
Normalerweise über eine oder mehrere bevorzugte Konformationen.
Und die Untersuchung dieser Konformationen ist die Konformationsanalyse.
Sie fragt danach, wie das Molekül tatsächlich im dreidimensionalen Raum angeordnet ist
und wie die bevorzugte dreidimensionale Anordnung mit chemischen und physikalischen Eigenschaften korreliert ist.
Nun, für die meisten Menschen von heute klingt all das sehr offensichtlich und einfach.
Der Grund hierfür ist, dass die Konformationsanalyse, die in den 1950er und 1940er Jahren
noch nicht wirklich verstanden wurde, mittlerweile an allen Universitäten, ja sogar in Schulen unterrichtet wird.
Schauen wir uns ein oder zwei einfache Beispiele hierfür an.
Hier ist unser alter Freund Cyclohexan.
Cyclohexan wurde aufgrund seiner symmetrischen Struktur schon immer zum Studium der Konformation verwendet.
Sie erinnern sich, dass es zwei Arten von Cyclohexan gibt.
Wenn wir beginnen, Substituenten anzubringen – hier bringen wir sie in den Positionen 1 und 4 an –
und wenn sie sich auf derselben Seite des Moleküls befinden und wir uns vorstellen,
dass Cyclohexan flach ist, wie wir eine Zeit lang geglaubt haben, dann ist dies die cis-Form,
und wenn sie sich auf der gegenüberliegenden Seite befinden, die trans-Form.
Und wir alle wissen heute, dass Cyclohexan statt der Wannenkonformation
bevorzugt die Sesselkonformation annimmt oder die Twistkonformation,
bei der es sich in Wirklichkeit um die bevorzugte Form der Wannenkonformation handelt, wenn eine solche vorliegt.
Ich habe hier einige Molekülmodelle, über die ich später sprechen möchte, und hier können Sie deutlich sehen,
dass dies ein völlig respektabler Sessel ist, und dass ich ihn lediglich umdrehen muss, um eine Wanne zu erhalten,
und wenn ich diese noch ein wenig weiter verdrehe, erhalte ich die Twistform der Wanne.
Außerdem erkennen wir in der Sesselkonformation von Cyclohexan zwei Arten von Wasserstoffbindungen,
und hierbei handelt es sich natürlich lediglich um eine geometrische Analyse des Moleküls.
Diese beiden Bindungen sind parallel zur dreifachen Achse und diese, die nicht axial sind, sind äquatorial.
Um zu dieser Sicht zu gelangen, benötigten wir etwas Zeit, doch schließlich waren sich alle darin einig.
Ich weiß, dass dies allen von Ihnen bekannt ist, und ich werde diese Dinge schnell durchgehen.
Doch einigen unter Ihnen sind sie vielleicht unbekannt.
Hier ist eine weitere Konformationsanalyse, in der wir uns die Konformation dieser beiden Verbindungen anschauen:
die zweifach substituierten cis- und die zweifach substituierte trans-Verbindung.
Hier sehen Sie einen Sessel,
und wenn wir dieses Ende nach oben ziehen und das andere nach unten drücken, würden wir ihn in eine andere Sesselform verwandeln.
Und wie Sie sehen, haben wir hier eine Äquatorialbindung und dort eine Axialbindung,
aus denen eine Äquatorial- und eine Axialbindung wird.
Um einen chemischen Vorgang handelt es sich hierbei nicht.
Wir haben lediglich zur Entropie des Moleküls etwas beigetragen.
Für den trans-Isomer trifft dies nicht zu, weil wir es dort mit zwei äquatorialen Bindungen zu tun haben,
und wenn wir den Ring nach oben oder unten kippen, erhalten wir zwei Axialbindungen für X.
Dies ist demnach ein echter Unterschied, den man diskutieren kann – die Strukturen können nicht übereinandergelegt werden,
und man kann beginnen zu fragen, warum dies so ist.
Nun werde ich Ihnen etwas über Professor Hassel erzählen,
denn ich teile mir den Nobelpreis des Jahres 1969 mit Professor Hassel
und im Begründungstext für die Zuerkennung des Preises ist vom Begriff der Konformation die Rede.
Professor Hassel wurde 1897 geboren und er starb vor zwei Jahren.
Er verbrachte fast sein gesamtes Leben an der Universität Oslo, obwohl er sein Graduiertenstudium in Deutschland absolvierte.
Er war von 1925 bis 1964 an der Universität und später auch noch als Professor emeritus.
Professor war er von 1934 bis 1964.
Nach Deutschland ging er zum Studium der Analyse der Kristallstrukturen mit Hilfe von Röntgenstrahlen,
doch als er nach Oslo zurückkehrte, stellte er fest, dass er sich keinen Röntgenkristallographen leisten konnte.
Daher musste er sich mit der Messung von Dipolmomenten zufrieden geben,
was sich in der damaligen Zeit ohne größeren finanziellen Aufwand relativ einfach machen ließ.
Anschließend beschäftigte er sich mit der Elektronenbeugung.
In den 1930er Jahren hatten diese beiden Methoden bei den organischen Chemikern jedoch einen schlechten Ruf.
Die organischen Chemiker schenkten diesen Ergebnissen damals nur wenig Glauben,
da es viele symmetrische Moleküle gab, die angeblich über Dipolmomente verfügen sollten, in Wirklichkeit jedoch keine besaßen.
Und für die Elektronenbeugung musste man die Dichte auf einer Fotoplatte ohne Instrumente mit dem bloßen Auge abschätzen,
sodass immer Raum für Deutungen blieb.
Es ist eine subjektive Messung.
Ich möchte Sie auf einen kurzen Aufsatz von Professor Hassel aus dem Jahre 1939 aufmerksam machen, den ich für sehr gut hielt.
Er erschien im JACS, wobei es sich um eine Vorabveröffentlichung handelte.
In dieser vorläufigen Veröffentlichung beschrieb er das Tetrabromid von Cyclohexan-1,4-Dien.
Es ist eine wohlbekannte Verbindung mit einer schönen kristallinen Struktur.
Er sagte, sie habe zwei äquatoriale und zwei axiale Bromatome.
Er ermittelte das durch Dipolmomente, durch Elektronenbeugung und dann führte er einige Röntgenstrahlbeugungen durch.
Er schrieb etwas in seinem Aufsatz, das ich für typisch für vorläufige Mitteilungen halte:
„Obwohl diese Untersuchungen im Falle der Röntgenstrahl-Kristallographie nicht so weit vorangetrieben wurden,
wie wir es gerne getan hätten, möchten wir die Veröffentlichung nicht länger verzögern
und geben unsere Ergebnisse daher jetzt in einer vorläufigen Form heraus.“
Und es wird Sie nicht wundern zu erfahren,
dass es keine weitere Veröffentlichung in irgendeiner anderen Form gab.
Doch dann kam der Krieg und das änderte das Wesen der Wissenschaft von Grund auf.
1943 veröffentlichte Professor Hassel einen sehr wichtigen Aufsatz in einer höchst obskuren Zeitschrift,
und außerdem in Norwegisch.
Daher wusste niemand von diesem Aufsatz.
Warum er dies tat?
Nun ja, sein Land war zu dieser Zeit besetzt
und wahrscheinlich wollte er den Aufsatz zur Veröffentlichung nicht nach Deutschland schicken.
Und da er ihn zur Veröffentlichung nicht nach Amerika oder Großbritannien schicken konnte, gab er ihn in Norwegen heraus.
Und er wurde später übersetzt und mit dieser Referenz neu herausgegeben.
Wenn Sie ihn lesen möchten, hier ist er.
Was er in dem Aufsatz in erster Linie unternimmt ist dies:
Er fasst seine Ergebnisse, hauptsächlich über Dipolmomente und Elektronenbeugungen,
bei Cyclohexanen, die mit Halogenen verbunden sind, zusammen.
Und er zeigt, dass dies die bevorzugte Konformation von mit Chlor verbundenem Cyclohexan ist.
Dies ist die bevorzugte Form der Konformation für die 1,2-trans-Dihalogene,
dies die bevorzugte Form der Konformation für die 1,4-trans-Dihalogene
und dies die bevorzugte Form der Konformation für des 1,3-cis-Dihalogene.
Und er stellt die Vermutung auf, dass diese Form nicht existieren kann, doch – wie wir später noch sehen werden –
sind Chemikern, die es mit Naturprodukten zu tun haben, Moleküle dieser Art vollkommen vertraut.
Nun, was er sagt ist das Folgende:
Die Konformation wird bevorzugt, wenn die Substituenten, die Mehrheit der Substituenten äquatorial ist.
Und dies ist die weniger bevorzugte Konformation:
wenn die Substituenten axial sind.
Wie wir heute wissen, ist dies eine stark vereinfachte Art, diese Dinge darzustellen.
Zur damaligen Zeit war es jedoch eine sehr anregende und wichtige Beobachtung.
Das einzige Problem war, wie gesagt, dass wir nichts davon wussten, weil wir diese Zeitschrift nicht lesen konnten,
und niemand wusste etwas davon, bis der Aufsatz erneut herausgegeben wurde.
Nun, um mit diesem Beitrag von Professor Hassel aus dem Jahre 1943 fortzufahren:
Er hat nicht alles völlig richtig gesehen.
Er sorgte sich um Cyclohexan-1,4-diol, weil er sagte, es sollte eine Sesselkonformation sein, doch es hatte ein Dipolmoment.
Er wollte also nicht behaupten, dass es irgendwelche Wannenkonformationen gab, um das Dipolmoment zu erklären,
das die wirkliche Erklärung ist.
Er wollte behaupten, dass alles vollkommen klar ist:
Die Konformation war eine Sessel- oder Wannenkonformation:
Beides konnte nicht sein.
Daher musste Cyclohexan unter den Bedingungen seines Experiments teilweise in enolisierter Form existieren.
Das ist natürlich nicht der Fall, doch es sei nur am Rande erwähnt.
In den Jahren 1943 bis 1944 wurde er festgenommen und verbrachte zwei Jahre im Gefängnis,
sodass er keine Beiträge zur Forschungsliteratur leisten konnte.
Nach dem Krieg, ich glaube im Jahre 1944, kam er zurück an die Universität Oslo
und setzte seine Arbeit mit Professor Bastianson fort.
Bastianson war damals ein sehr fähiger Assistent,
der wie Hassel später Professor für physikalische Chemie in Oslo wurde und heute Rektor der Universität ist.
Was sie 1946 gemeinsam in Nature veröffentlichten war Folgendes.
Es ist dies, was mich für das Thema der Konformationsanalyse faszinierte:
Hassel und Bastianson fanden heraus, dass trans-Decalin in einer 2-Sessel-Form existiert,
was nach der Meinung aller auch so sein sollte, und dass cis-Decalin in einer anderen 2-Sessel-Form existiert.
Und das stand im völligen Gegensatz zu dem, was man in den damaligen Lehrbüchern fand.
Wenn man in die Lehrbücher der 1920er und 1930er Jahre schaut, stellt man fest,
dass cis-Decalin in einer 2-Wannen-Konformation existieren sollte.
Doch woher stammte diese seltsame Idee?
Sie stammte aus den Schriften von Moore aus dem Jahre 1918, der behauptete,
dass es sich bei cis- und trans-Decalin um zwei verschiedene Verbindungen handeln müsse.
Es musste sie geben und es mussten verschiedene Verbindungen sein.
Nun, heute ist es uns natürlich völlig offensichtlich, dass es zwei Verbindungen sind.
Doch zur damaligen Zeit waren viele der Überzeugung, dass Cyclohexan flach ist,
und dass man nur ein Decahydronaphthalin enthält, wenn man zwei flache Cyclohexane zusammenfügt.
Tatsächlich lehrt uns die richtige Theorie, dass man zwei erhält.
Da haben wir es.
Das hat die Lehrbücher verändert.
Dann gab es noch eine weitere Veröffentlichung von Professor Hassel über Zucker,
in der er die Konformationen korrekt interpretierte und zum ersten Mal die Existenz des anomeren Effekts erkannte.
Nun, im Jahre 1953 musste ich eine Darstellung eines bestimmten Bereichs der Konformationsanalyse geben.
Dies ist, was ich über Professor Hassel schrieb.
Ich denke, ich lese es Ihnen vor:
„Die großartigen Forschungen von Odd Hassel und seinen Kollegen an der Universität Oslo
über die Elektronenbeugung von Cyclohexanverbindungen in der Gasphase
haben entscheidend zu unserer Erkenntnis dieser hintergründigen Aspekte der Stereochemie beigetragen.“
Ich habe niemals eine Referenz finden können, in der Professor Hassel etwas über mich geschrieben hat.
Nun, die Konformationsanalyse ist heute eines der Themen, zu denen es ein eigenes Buch über ihre Geschichte gibt.
Und dieses Buch handelt von den Arbeiten von Hassel und mir
und außerdem von den Arbeiten von Professor Prelog und Professor Cornforth.
Das Buch wurde von Ramsey geschrieben und 1981 veröffentlicht.
Er führt die wichtigsten Ereignisse in der Konformationsanalyse an, außer den Arbeiten von Hassel und mir.
Er schreibt, dass 1890 Sachse einen Aufsatz darüber schrieb, dass Cyclohexan in Sessel- und in Wannenform existiert.
Das trifft sehr wohl zu.
Der Aufsatz hatte jedoch keinerlei Einfluss auf die organischen Chemiker, weil sie niemals in der Lage waren,
ihre Isomere zu isolieren, deren Existenz von diesem Postulat vorhergesagt wurde.
Daher erklärten sie es für falsch, und außerdem hatte von Baeyer uns gesagt, dass Cyclohexan wahrscheinlich flach war.
Im Jahre 1918 legte Moore dann seine Arbeiten vor.
Er veröffentlichte zwei theoretische Aufsätze, die ich bereits erwähnt habe.
In den 1920er Jahren führten Hermans und Böeseken in Holland einige elegante Untersuchungen
über die Reaktion von Alpha-Ringen mit Borsäure durch.
Sie zeigten, dass es zur Bildung von Komplexen kam, wenn die Hydroxyle die richtige räumliche Konformationsbeziehung hatten.
In Wahrheit handelte es sich dabei um eine frühe Konformationsanalyse.
Niemand schenkte ihr jedoch größere Aufmerksamkeit.
Und im Jahre 1929 schrieb Haworth, der bedeutende organische Chemiker, der über Zucker arbeitete
und später den Nobelpreis für Vitamin C erhielt, ein Buch über die Zucker,
und er definierte das Wort „Konformation“ mehr oder weniger so, wie ich es definiert habe.
Das ist, glaube ich, die erste Erwähnung des Wortes in der Literatur.
In einer anderen obskuren Veröffentlichung studierte Isbell 1937/1938 die Bromoxydation der Zucker.
Er korrigierte die Ergebnisse und interpretierte sie richtig.
Schließlich muss ich auch Professor Prelog erwähnen,
der 1950 in der britischen Fachzeitschrift einen Aufsatz über die Konformationen von Ringen mittlerer Größe veröffentlichte.
An Professor Prelogs Vortrag in London im Jahre 1949, in dem er uns über seine hochinteressanten Arbeiten berichtete,
kann ich mich noch sehr gut erinnern.
Nun, ich habe gesagt, dass wir die bevorzugte Konformation von Molekülen wählen können.
Wir haben bereits erwähnt, dass die Sesselkonformation die bevorzugte ist.
Dies alles ergibt sich aufgrund der Existenz der Ethanbarriere.
Sie wurde 1936 von Kemp und Pitzer entdeckt.
Sie studierten damals die Entropie und berechneten sie.
Sie bestimmten die Entropie kalorimetrisch und ermittelten anschließend anhand statistischer Mechanik, wie groß sie sein sollte.
Sie erhielten jedoch nicht dasselbe Ergebnis,
sofern sie nicht für Ethan eine Rotationsbarriere von etwa 3 Kilokalorien postulierten.
Und Sie sehen, dass es zwei Formen von Ethan gibt, zwei extreme Formen:
die ekliptische und die gestaffelte.
In diesen Modellen hier ist die Form vollkommen ekliptisch.
Man kann lediglich sehen, dass ein Wasserstoff auf einem anderen sitzt.
Die Alternative ist die gestaffelte Form, bei der sie sich in maximalem Abstand voneinander befinden.
Wenn die Kräfte Anziehungskräfte sind, dann ist die bevorzugte Form die ekliptische Form,
wenn die Kräfte abstoßend sind, dann wird die gestaffelte Form bevorzugt.
Dies sind natürlich Wechselwirkungen zwischen Wasserstoffmolekülen bei denen es zu keiner Bindung kommt.
Und wenn Sie das auf Cyclohexan übertragen, wo in der Sesselkonformation alle Bindungen vollkommen gestaffelt sind,
würde sich dadurch eine Bevorzugung der Sesselkonformation ergeben.
An diesem Punkt kam Professor Eyring in die Geschichte.
Er leistete einen Beitrag, den jeder für sehr wichtig hielt.
Eyring war zum damaligen Zeitpunkt der weltweit - oder zumindest in den USA - führende theoretische Chemiker,
und jeder verfolgte seinen Berechnungen mit großer Aufmerksamkeit.
In einem Aufsatz, der 1939 im JACS erschien, berechnete er, dass die ekliptische Form stabiler als die gestaffelte war.
Das entsprach genau dem Gegenteil dessen, was tatsächlich der Fall war,
doch in den 1930er Jahren wusste das natürlich noch niemand.
Dann veröffentlichten Langseth und Bak 1940 im Journal of Chemical Physics einen Aufsatz über Raman-Spektren.
Sie behaupteten darin, dass sie bewiesen hätten, dass Cyclohexan ein flaches Molekül ist, was es natürlich nicht ist.
Und sie erklärten, dass sie außerdem bewiesen hätten, dass dieses Tetrachlorethan für die bevorzugte Konformation ekliptisch war.
Es war also tatsächlich nicht so klar, wie es bei unserem jetzigen Wissensstand ist,
in den frühen 1940er Jahren war es nicht klar.
Und in seinem berühmten Aufsatz von 1943 war Professor Hassel sehr darum bemüht zu zeigen,
dass Langseth und Bak die Sache völlig falsch sahen.
Über Eyring sagte er nichts.
Nun werde ich ein wenig über mich selbst erzählen.
Und Sie werden sehen, dass die Liste meiner Leistung wesentlich länger ist als die von Professor Hassel.
(Gelächter).
Der Grund dafür ist, dass ich viel mehr über mich selbst als über ihn weiß.
Ich wurde 1918 geboren und werde im nächsten Jahrhundert sterben.
(Applaus).
Der Grund dafür ist, dass ich an den Nobelpreis-Feierlichkeiten des Jahres 2001 teilnehmen möchte,
dem 100. Jahr der Verleihungen, in dem es in Stockholm garantiert einige großartige Festivitäten geben wird,
und ich bin mir sicher, dass der berühmte Bordeaux des Königs - wie in der Vergangenheit - fließen wird.
Nun, wie ich bereits erwähnte, habe ich mir 1950 den Nobelpreis geteilt,
aufgrund meiner Veröffentlichungen und Erfahrung, für diesen kurzen Aufsatz zur Konformation des Steroidkerns.
Es war ein sehr kurzer Aufsatz, weil ich ihn selber tippen musste, da ich keinen Sekretär hatte,
der mich hätte unterstützen können.
Ich war 31 Jahre alt, als der Aufsatz veröffentlich wurde.
Wie bin ich an diesen Punkt gelangt?
Das ist es, was ich den jüngeren Chemikern hier mitteilen möchte.
Nun, zunächst einmal ging ich zur Schule, das muss jeder.
Dann starb plötzlich mein Vater und ich verließ die Schule.
Ich verbrachte zwei Jahre in der Industrie mit routinemäßigen Arbeiten.
Und ich gelangte sehr schnell zu der Überzeugung, dass dies eine furchtbare Art sei, sein Leben zu verbringen.
Es musste etwas Besseres geben, und dieses Bessere musste an der Universität zu finden sein.
Obwohl ich also keine formalen Prüfungen ablegte, begann ich zu arbeiten
und in einem Jahr legte ich die Prüfungen von drei Jahren ab und ich kam ans Imperial College.
Das Imperial College war ein hervorragender Studienort, denn es ist eine sehr ernst zu nehmende Universität,
an der Studenten noch arbeiten.
Dann kam der Krieg, sodass wir damit zusammenhängende Arbeiten ausführten,
und ich legte meine Doktorprüfung sehr schnell im Jahre 1942 ab.
1942 bis 1944 arbeitete ich für den militärischen Geheimdienst.
Ich erfand Geheimtinten.
Und wenn Sie möchten, dass ich Ihnen auf einem Stück Papier einen Brief schreibe,
den Sie niemals lesen werden, so kann ich das noch immer.
Dann verbrachte ich ein Jahr in der Industrie.
Das war eine prägende Zeit, die ich in der phosphororganischen Chemie zubrachte.
Er entdeckte zwar nicht die Wittig-Reaktion oder irgendetwas vergleichbar Wichtiges,
dafür aber, dass es mir in der Industrie nicht sonderlich gefiel,
denn ich wollte – ich wusste, was ich tun wollte, und es war nicht das, was andere Leute mir befehlen würden.
Also akzeptierte ich die Hälfte des mir damals gezahlten Gehalts und ging als Vorführer zurück ans Imperial College.
Ich arbeitete als Vorführer in der praktischen anorganischen Chemie für Maschinenbauer.
Man kann an einer Universität keine niedrigere Position bekleiden als diese.
Ich war wirklich ganz unten.
(Gelächter).
Doch nach einem Jahr wurde ich befördert und man erlaubte mir physikalische Chemie zu unterrichten.
Ich unterrichtete also drei Jahre physikalische Chemie, chemische Kinetik und verbrachte dann ein Jahr in Harvard,
wo ich diesen Aufsatz schrieb.
Ich vertrat dort die Lehrverpflichtung von R. B. Woodward.
Anschließend ging ich für 5 Jahre ans Birbeck College, wo ich endlich organische Chemie betreiben konnte.
Das war die Abendschule, es war also ein sehr guter Arbeitsplatz, da man täglich 14 oder 15 Stunden arbeiten konnte.
Das einzige war, dass es nicht gut für die Ehefrau war, es hatte eine schlechte Auswirkung auf Ehefrauen.
Dann ging ich für 2 Jahre an die Universität Glasgow und anschließend zurück ans Imperial College, wo ich 21 Jahre blieb.
Und nun bin ich in Gif seit 1977, um genau zu sein.
Ich finde, dass mein Leben am CNRS mich völlig verjüngt hat.
Es ist eine äußerst anregende Organisation.
Alle Nobelpreisträger, die sich dem 59. Geburtstag nähern, sollten zu uns ans CNRS kommen.
Ich möchte Ihnen jetzt ein wenig über meine Arbeit zum damaligen Zeitpunkt erzählen, da es relevant ist.
Was haben wir bisher festgestellt?
Wir haben festgestellt, dass ich verschiedene Dinge ausprobiert habe,
ehe ich feststellte, was mir wirklich gefiel und dass ich bereit war, den Preis dafür zu zahlen.
Nun, hier sehen Sie die erste Arbeit, die ich unternahm.
Die erste veröffentlichte Arbeit ist immer interessant.
Die erste veröffentlichte Arbeit war meine eigene Arbeit, die ich selbst durchführte.
P. Alexander, der jetzt Professor ist, Professor für Onkologie in London, war damals lediglich Student wie ich.
Er untersuchte träge Staubinsektizide.
Er bemerkte, dass - wenn Insekten starben - einige von ihnen, besonders dieses hier, Tribolium,
etwas abgab, was die Farbe des trägen Staubs änderte und daher musste eine Ausscheidung vorliegen.
Ich züchtete also die Insekten, isolierte die Verbindung und zeigte, dass es sich um Ethylquinin handelt.
Das war in der Zeitschrift für Biochemie im Jahre 1943
und ich glaube es ist die erste Bestimmung einer von einem Insekt produzierten flüchtigen Substanz.
Doch wir trieben die Forschungen auf diesem Gebiet nicht weiter.
Das war jedoch gut, weil das in meiner Freizeit geschah, das geschah nach 18:00 Uhr oder an Sonntagen,
weil ich in der restlichen Zeit mit den Geheimtinten beschäftigt war.
Und hier, in den Jahren 1942 bis 1948, befasste ich mich ausschließlich mit den Rotationsunterschieden von Molekülen,
d. h. ich durchforschte die Literatur der Steroide und Triterpenoide
und versuchte die vorgeschlagenen Strukturen mit ihren optischen Rotationen zu korrelieren.
Und auf diese Weise konnten wir eine ganze Reihe von Strukturen korrigieren.
Es ist ein Prinzip, das bis auf van’t Hoff zurückgeht.
Es ist also nicht Originelles dabei, interessant war lediglich die Anwendung.
Dann kamen im Jahre 1948 die Kraftfeldberechnungen.
Ich war so beeindruckt von Hassels Arbeiten über cis-Decalin, dass ich es mir zum Ziel setzte zu berechnen,
welches die relativen Energien dieser Moleküle sein sollten.
Und dies sind die ersten auf Cyclohexan und Ethan und solche Stoffe angewendeten Kraftfeldberechnungen.
Die anderen Arbeiten über die eingeschränkte Rotation wurden von Westheimer durchgeführt
und Hughes und Ingold arbeiteten über den SN2-Prozess.
Und um dies tun zu können, entwarf ich diese Moleküle, diese Modelle, die Sie hier sehen.
Ich führte die Berechnungen aus und gab die Pläne einem Uhrmacher, der dann die Modelle baute.
Und dies waren die Modelle, die man in Steroide umwandelte.
Sie waren ziemlich groß, so dass ich ein Gefühl für die Konformationsanalyse entwickeln konnte.
Diese Kraftfeldberechnungen waren natürlich sehr trivial.
Sie erforderten lediglich jede Menge Zeit und anhand dieser Modelle konnte ich die Entfernungen messen,
statt sie alle berechnen zu müssen.
Doch es gelang mir, die Dinge in die richtige Reihenfolge zu bringen und auch mehr oder weniger die richtigen Werte zu ermitteln.
Und dann gab es da noch den Aufsatz von 1950 über die Konformationsanalyse der Steroidkerne,
auf den ich heute nicht genauer eingehen werde.
Doch ich will anmerken, dass man in einer vorbereiteten geistigen Verfassung sein musste,
um ihn zu schreiben und dass, worüber ich verfügte, ein Hintergrund in der physikalischen Chemie war,
sowie über einiges Wissen in der anorganischen Chemie, weil ich die auch unterrichtete.
Doch eine Liebe zur anorganischen Chemie und eine vollständige Kenntnis, mehr oder weniger vollständige Kenntnis,
aller damaligen Publikationen über Steroide und Triterpenoide, da es noch nicht so viele waren.
Diesen Teil hatte ich in meiner Freizeit erarbeitet, wenn ich nicht mit der Arbeit beschäftigt war, für die ich bezahlt wurde.
Und daher würde ich Ihnen sagen:
Wenn Sie als junger Mensch etwas erreichen wollen, dann müssen Sie wirklich motiviert sein,
Sie müssen Ihre Arbeit gerne tun und sehr hart arbeiten, Sie müssen viel Literatur lesen, Sie müssen viel nachdenken.
Und wenn Sie in mehreren Disziplinen arbeiten, haben Sie eine wesentlich größere Chance etwas Interessantes zu finden,
als wenn Sie sich nur in einer Disziplin auskennen.
Im Jahre 1951 konnte Arthur Birch in den Jahresberichten schreiben –
und ich lese Ihnen auch dies vor, da es nur ein Jahr nach der Veröffentlichung geschrieben wurde -:
„Die Konformationsanalyse für das Studium der Stabilität und Reaktivität gesättigter oder teilweise gesättigter zyklischer Systeme
verspricht ebenso wichtig zu werden wie die Verwendung der Resonanz in aromatischen Systemen.“
Ich glaube, er hatte Recht.
Was tat ich nach 1950 in der Welt der Konformationsanalyse?
Zuerst wendete ich mich den pentazyklischen Triterpenoiden zu.
Dies sind ziemlich komplizierte Moleküle.
Wie Sie sehen, haben Sie 8 oder 9 Zentren der Asymmetrie,
je nachdem, ob Sie sich die ungesättigten oder gesättigten Moleküle anschauen.Es gibt hier 128 Resomate und dort 256.
Allein mit Hilfe der Konformationsanalyse konnte ich das Problem auf 1 aus 2 Resomaten reduzieren,
indem ich das Molekül auf diese Weise betrachtete.
Und dann kamen die Röntgenkristallographen hinzu, und ich habe immer eng mit ihnen zusammengearbeitet.
Sie machen nur sehr selten Fehler, nur ab und zu unterläuft ihnen ein Fehler,
normalerweise weil ihr Assistent etwas falsch herum notiert hat, ihr Laborassistent.
Das scheint das Problem zu sein.
Wie auch immer:
Dies wurde Carlisle übergeben, dem früheren Mitarbeiter von Dorothy Crowfoot, Dorothy Hodgkin,
und er erhielt die korrekten Ergebnisse, was sehr schön war.
1953 trat Lanosterol auf den Plan.
Lanosterol war ein Molekül, bei dem Sie, sobald Sie die Struktur kannten, die Stereochemie niederschreiben konnten.
Ein wenig später kommen wir zu Cycloartenol.
Dies war im Jahre 1954 und auch hier war es wieder möglich – sobald man die Konstitution niederschreiben konnte –
die Stereochemie ebenfalls anzugeben.
Es ist interessant, dass ich – natürlich mit anderen –
gleichzeitig parallel an dem Lanesterol-Problem und dem Cycloartenol-Problem arbeitete,
und dass es heute die beiden Schlüsselmoleküle in der Steroidbiosynthese sind.
Cycloartenol ist ein Schlüsselmolekül für die Steroidsynthese bei Pflanzen
und Lanosterol ist natürlich das Schlüsselmolekül für die Biosynthese der Steroide bei Säugern und anderen Tieren.
Nun, die erste Ausnahme ist immer interessant.
Sehen Sie, zu diesem Zeitpunkt, in den frühen 1950er Jahren, sagte jeder, dass alles immer ein Sessel ist.
Überall waren Sessel und nirgendwo gab es irgendwelche Wannen.
Dann stieß ich – in Zusammenarbeit mit Professor Magee vom Chelsea College – auf eine Wannenform.
Nun, es gab einige Wannen bei denen es nicht möglich war, ein Sessel zu sein, es bestand keine Wahl.
Doch wir alle sagten, jeder sagte damals:
Wenn ein Ring aus 6 Elementen die Wahl hat, dann wird es ein Sessel und niemals eine Wanne sein.
Wir trafen auf das erste Beispiel eines Sechserrings, der sich entschied, eine Wanne zu sein,
obwohl er ein Sessel hätte sein können, doch das ist ein außergewöhnlicher Fall.
Wir haben dieses Molekül bromiert.
Dies sind zwei Meso-Gruppen, die miteinander verwandt sind.
Daher würde das Hassel nicht gefallen haben, doch so verhalten sich die Dinge nun einmal in der Natur.
Und wir haben natürlich zwei Bromverbindungen erwartet:
eine Bromverbindung mit einem Bromatom in der Äquatorialebene und eine Bromverbindung mit einem Bromatom in der Axialebene.
Stattdessen erhielten wir tatsächlich Verbindungen mit zwei Bromatomen:
einen Hauptisomer mit einem Bromatom in der Äquatorialebene und einen Nebenisomer,
der das Bromatom in der Axialebene hätte haben sollten, es jedoch in der Äquatorialebene hatte.
Nun, damals konnte man mit Hilfe von Infrarot- und UB-Spektroskopie ermitteln, welches Atom sich in der Äquatorial-
und welches sich in der Axialebene befand.
Es war eine zuverlässige Methode.
Wir wussten also, dass unsere Schlussfolgerungen richtig war, und wir mussten sie erklären.
Und die einfachste Erklärung bestand darin zu sagen, dass wir das Molekül axial bromiert hatten
und dass es dann „umgekippt“ war, da es ein Keton war, so dass es leichter war, es umzukippen.
Und zweitens, wenn es zu diesem Umkippen kam, würde das Bromatom, das – wenn es axial angeordnet gewesen wäre –
mit den beiden Meso-Gruppen in Wechselwirkung getreten wäre,
sich umgedreht haben und stattdessen die äquatoriale Ausrichtung angenommen haben.
Nun, alles was danach geschah – dies ist ein Phänomen, das sehr intensiv studiert wurde –
alles was danach geschah, bestätigte diese Deutung.
Und es wird Ihnen auffallen, dass
– wenn man diesen Keton mit einem Borhybrid reduziert und zum Cyclohexan ohne ein trigonales Atom zurückkehrt –
dann die Konformation sich zur bevorzugten Sesselform zurückverwandelt.
Man hat dann diese eingeschränkte Situation, in der sich ein Bromatom in der axialen Position befindet
und gegen die beiden Meso-Gruppen drückt, die sich ebenfalls in der axialen Position befinden.
Es ist also eine sehr eingeschränkte, außergewöhnliche Situation.
Und im Jahre 1957 und später im Jahr 1960 untersuchten wir schließlich, was wir als Konformationsübertragung bezeichneten.
Dies ist unsere Art zu beschreiben, wie eine Doppelbindung oder eine Eigenschaft in einem Molekül
vom einen Ende eines Moleküls zum anderen übertragen werden kann.
Diese kinetischen Untersuchungen führten wir an Triterpenen durch.
Wir bereiteten Derivate von Benzyladenin vor und maßen die Kinetik ihrer Konformationen.
Wie zeigten, dass die Raten in Abhängigkeit davon beträchtlich schwankten,
welche Doppelbindung man im entfernten Ring hatte oder nicht hatte.
Wenn wir dies als 100 nehmen mit einer um eine Stelle verschobenen Doppelbindung, so erhalten wir 17.
Das ist ein Faktor von mehr als 5 in der Rate, was wirklich einen beträchtlichen Ratenunterschied darstellt.
Und hier drüben erhalten wir 44, wenn wir es saturieren, und bei den Steroiden ist es sogar noch beeindruckender.
Die gesamte Kondensation geht in die zweite Position, wie wir ermittelt haben.
Doch die Raten sind sehr verschieden.
Der saturierte Fall ist 182 auf dieser Skala, der Skala dieses Lanosterons.
Dies ist 47, die Doppelbindung ist 78, und wenn Sie die Doppelbindung nur um eine Position im Ring verschieben,
im zweiten Ring, erhöht sich die Rate auf 645.
Der Unterschied, delta6/delta7, ist ein Faktor von 14, und wir sagten,
dass dies ein eindeutiges Beispiel für eine Konformationsübertragung von einem Ring auf einen anderen ist.
Nun, Allinger, zuerst Hendrickson und später dann Allinger, führten diese Methode der Kraftfeldberechnung ein,
für die sie deutlich verbesserte Gleichungen und natürlich auch den Computer verwendeten, und das änderte alles.
Was mich 1947 von Hand drei Monate kostete, konnten sie im Bruchteil einer Sekunde erledigen und außerdem viel besser.
Das änderte die Konformationsanalyse völlig.
Man kann seine Berechnungen heute schneller durchführen, sehr viel schneller als ein Experiment.
Clark Still zeigt, wie man chemische Synthese auf genau diese Weise durchführen kann.
Anschließend berechnete Allinger alle diese Effekte neu und er überprüfte, ob sie gemäß den Kraftfeldern existierten.
Glücklicherweise ist die Antwort hierauf positiv.
Es besteht eine perfekte Korrelation zwischen unseren Ergebnissen
und den von Allinger mit seiner Art von Kraftfeld errechneten Ergebnissen.
Ich habe Ihnen nun erzählt, wie man diesen Nobelpreis gewinnt.
Man muss hart arbeiten, man braucht einen etwas exzentrischen Hintergrund, man muss in seinem Geschmack sehr katholisch sein,
man muss in alle Richtungen schauen, man muss viel lesen und man muss nachdenken.
Und das Denken, meine ich, ist das Wichtigste.
Das Denken ist etwas, was in der organischen Chemie zu wenig geschieht, und glücklicherweise habe ich noch 5 Minuten,
um Ihnen etwas darüber zu erzählen.
Wenn man sich die großen Fortschritte ansieht, die in der organischen Chemie seit dem Krieg erzielt wurden,
würde ich die Konformationsanalyse sicherlich dazuzählen wollen.
Dann gibt es da noch die Korrelation der Umlaufbahnen, über die wir im nächsten Vortrag etwas erfahren werden.
Sie ist sicher sehr wichtig.
Und dann gibt es noch die verschiedenen Reaktionen, die die synthetische Chemie völlig verändert haben.
Ich weiß, dass uns Herb Brown etwas über Hydroborierung und über Borhybride erzählen wird, das ist sicher richtig.
Wir könnten die Wittig-Reaktion anführen, das wäre auch richtig.
Sind wir damit jedoch am Ende?
Wir könnten auch über die Ziegler-Natta-Polymerisation reden, auch die hat die organische Chemie völlig verändert.
Doch heutzutage gibt es Pessimisten, und gestern habe ich einen getroffen:
Einen Journalisten, der behauptete, dass sich in der Chemie heutzutage nichts mehr tut.
Nun, was ich hierzu denke ist dies:
Über andere Zweige der Chemie kann ich mich nicht äußern,
doch ich verstehe ein wenig von metallorganischer Chemie und von organischer Chemie, und ich bin ein Feind solchen Geredes.
Und der Grund, das Problem der organischen Chemie ist,
dass wir nicht genug denken und dass unsere Professoren nicht genug Einbildungskraft haben.
Wenn Sie wieder zuhause sind, sollten Sie ihren Professoren sagen, dass sie nicht genug Einbildungskraft haben.
(Gelächter).
Dann werden sich die Dinge verbessern.
Nun, lassen Sie mich Ihnen beweisen, dass wir das Ende der interessanten und wunderbaren Dinge,
die in der organischen Chemie zu entdecken sind, nicht erreicht haben.
Sharpless hat vor ein paar Jahren verkündet, wie man die Effizienz der optischen Synthese, der asymmetrischen Synthese,
so sehr erhöhen kann, dass man fast diejenige von Enzymen erreichen kann, was in einigen Fällen auch tatsächlich erreicht wurde.
Er erreicht dies auf sehr einfache Weise mit Titan, vierwertigem Titan als Schlüssel der Synthese,
unter Verwendung von Diethyltartrat –so einfach ist das – als asymmetrischem, induzierendem Reagens,
und mit Tert-Butylhydroperoxid.
Und dann mischt er dies zusammen und man erhält diese wunderbaren Ergebnisse asymmetrischer Synthese.
Nach meiner Meinung wird dies, wenn nicht jemand etwas Besseres findet,
in der Synthese ebenso wichtig sein wie die Wittig-Reaktion.
Und wenn ich gebeten worden wäre, heute über Konformationsanalyse zu sprechen,
dann würde ich über unsere Arbeiten über die Oxydation gesättigter Kohlenwasserstoffe gesprochen haben.
Weil wir jetzt ein System entwickelt haben,
das auf eine sehr einfache Art und Weise gesättigte Kohlenwasserstoffe oxidieren wird, sehr selektiv und schneller,
als es Olefine oder aromatische Verbindungen oxidiert, und schneller als es Schwefelverbindungen oxidiert.
Es ist also ein sehr selektives System.
Die Erträge sind, wenn Sie gestatten, für wiedergewonnene Kohlenwasserstoffe mehr oder weniger quantitativ, denke ich.
Und ich möchte vermuten, dass zum Zeitpunkt unseres nächsten Treffens,
wenn ich darüber sprechen werde, einige sehr interessante Dinger geschehen sein werden.
Und das System basiert auf einem imaginären P450-Enzym, wie es der Fall war, bevor wir irgendwelche Porphyrine hatten.
Wie sah die Welt aus, als wir Porphyrine hatten,
als wir noch keinen Sauerstoff hatten, oder zumindest nur wenig, und natürlich Säure, jede Menge Säure.
Wir sagten:
Nun gut, wenn wir P450 imitieren wollen, benötigen wir einen Kohlenwasserstoff, Sauerstoff, Triplet-Sauerstoff,
sowie zwei Elektronen und zwei Protonen.
Dies gibt uns Alkohol und Wasser.
Das ist es, was die Natur mit P450 Enzymen tut.
Lassen Sie es uns imitieren, jedoch auf anaerobe Weise, präbiotische anaerobe Weise.
Wir nahmen also einfach Eisenpulver – so einfach war das – und Essigsäure und Pyridin,
mit etwas Wasser und einem Kohlenwasserstoff.
Mit diesem System erhält man hervorragende Erträge von oxidierten, gesättigten Kohlenwasserstoffen
mit einer Vorliebe für Angriffe auf CH2, so dass man vorzugsweise CH2 erhält.
Wir haben gezeigt, dass der Grund hierfür ein komplexes Eisenacetat ist, das durch das Eisenpulver reduziert wird
und das diese außerordentliche Eigenschaft hat, gesättigte Kohlenwasserstoffe selektiv zu oxidieren.
Sie können das reduzierende Eisen ersetzen, es ist nicht erforderlich.
Man kann auch Zink verwenden oder elektrochemisch vorgehen, was wichtiger ist.
Und mit Hilfe des komplexen Eisenacetats können Sie katalytische Durchsatzzahlen von 2000 oder 3000 erreichen.
Das sind sicherlich die Zahlen, die unsere Freunde in der Industrie gerne sehen.
Die Zahlen 1 oder 2 gefallen ihnen nicht:
Sie wollen 2000 und 3000 sehen.
Ich glaube also, dass dies wichtig sein wird.
Wie auch immer: Ich habe Ihnen davon erzählt.
Das ist mein fünfminütiger Beitrag zum Thema Kreativität.
Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.
(Applaus).