K\u00f6rner kam im Dezember 1867 in Palermo an. Er war bereits f\u00fcr sein experimentelles Geschick und sein umfassendes Wissen \u00fcber aromatische Verbindungen bekannt, so sehr, dass er auf der Pariser Weltausstellung eine Medaille erhielt. Cannizzaro ernannte ihn zum ersten Pr\u00e4parator im Chemiekabinett, neben Emanuele Patern\u00f2 und Domenico Amato. <\/span> <\/span><\/p>\n K\u00f6rner musste sich erst einmal k\u00f6rperlich erholen und Italienisch lernen. Im Jahr 1869 ver\u00f6ffentlichte K\u00f6rner in Palermo seinen ersten Artikel auf Franz\u00f6sisch: <\/span>Synth\u00e8se d’une base isom\u00e8re \u00e0 la Toluidine<\/span><\/i>. Hier verwendete er zum ersten Mal Strukturformeln, um aromatische Isomere zu unterscheiden, indem er Annahmen \u00fcber die Position der Substituentengruppen im Benzol machte.<\/span> <\/span><\/p>\n Den wirklichen Durchbruch schaffte er jedoch mit einer im selben Jahr auf Italienisch ver\u00f6ffentlichten Denkschrift <\/span>Fatti per servire alla determinazione del luogo chimico nelle sostanze aromatiche<\/span><\/i>die Cannizzaro dringend ben\u00f6tigte, um den deutschen Chemikern zuvorzukommen und die Theorien von Kekul\u00e9 in Italien zu verbreiten. Der Text begann mit einer kraftvollen Aussage: <\/span>„Das Dogma der Unm\u00f6glichkeit, die atomistische Konstitution von K\u00f6rpern anzuerkennen, beginnt, aufgegeben zu werden.“<\/span><\/i> <\/span><\/p>\n K\u00f6rner befasste sich mit dem Problem der Isomere in aromatischen Verbindungen: Warum wurden aus Molek\u00fclen mit der gleichen Formel mehr Produkte erhalten? Er erkl\u00e4rte, dass in Benzol, das aus sechs in einem Ring angeordneten Kohlenstoffatomen besteht, die sechs Wasserstoffatome gleichwertige Positionen einnehmen m\u00fcssen. Dies f\u00fchrte dazu, dass es nur drei Arten von bisubstituierten Derivaten gab: ortho, meta und para, je nach der relativen Position der eingef\u00fcgten Gruppen. <\/span> <\/span><\/p>\n Um dies zu beweisen, entwickelte K\u00f6rner ausgekl\u00fcgelte Experimente und synthetisierte eine gro\u00dfe Anzahl von Derivaten. Er zeigte, dass drei Hydroxybenzoes\u00e4uren (Oxybenzoes\u00e4ure, Salicyls\u00e4ure und Paraoxybenzoes\u00e4ure), obwohl sie sich in der Position der Carboxylgruppe im Verh\u00e4ltnis zur OH-Gruppe unterscheiden, nach Entfernung der COOH immer dasselbe Phenol ergeben. Das bedeutete, dass die sechs Benzolpositionen alle gleichwertig waren und die Isomere sich nur aus der Beziehung zwischen den Substituenten ergaben, nicht aber aus „privilegierten“ Positionen im Ring. <\/span> <\/span><\/p>\n Mit Hilfe chemischer Substitutionen (wie der Substitution von OH-, NO\u2082- oder Cl-Gruppen) zeigte K\u00f6rner, dass man immer identische Verbindungen erh\u00e4lt, wenn sich die Gruppen an \u00e4quivalenten Positionen befinden. Damit kam er zu einer f\u00fcr die damalige Zeit \u00fcberraschenden Schlussfolgerung: Alle sechs Positionen des Benzolrings sind symmetrisch und austauschbar. Die Struktur des Benzols muss also hexagonal und regelm\u00e4\u00dfig sein, eine Erkenntnis, die die Hypothese von Kekul\u00e9 best\u00e4tigte. <\/span> <\/span><\/p>\n Die Arbeit von K\u00f6rner in Palermo war bahnbrechend. Er untermauerte nicht nur experimentell die Idee, dass Benzol sechs \u00e4quivalente Positionen hat, sondern schlug auch eine strenge Methodik zur Bestimmung der Position von Substituenten in aromatischen Derivaten vor. Dieser Ansatz, der auf molekularer Symmetrie und experimenteller \u00dcberpr\u00fcfung beruht, wurde zu einem Meilenstein in der organischen Chemie. <\/span> <\/span><\/p>\n Mit Strenge, Intelligenz und Experimentierfreude gelang es Guglielmo K\u00f6rner, Palermo zu einem Knotenpunkt der modernen Chemie zu machen. Dank der Unterst\u00fctzung Cannizzaros und seines g\u00fcnstigen intellektuellen Umfelds ebneten seine Entdeckungen den Weg f\u00fcr die Strukturchemie und legten den Grundstein f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis des Verhaltens aromatischer Verbindungen, das auch heute noch f\u00fcr die pharmazeutische, industrielle und Materialchemie von grundlegender Bedeutung ist. <\/span> <\/span><\/p>\n Im 19. Jahrhundert verf\u00fcgten die Chemiker nicht \u00fcber die hochentwickelten Instrumente, die wir heute zur Bestimmung der Struktur von Molek\u00fclen verwenden, wie z.B. die NMR-Spektroskopie oder R\u00f6ntgenstrahlen. Sie mussten daher die Struktur der Molek\u00fcle einer Substanz allein durch die Beobachtung ihres chemischen Verhaltens ableiten, indem sie reine Proben (in kristalliner Form) mit anderen Substanzen umsetzten und dann die aus diesen Umwandlungen resultierenden Produkte analysierten.<\/span> <\/span><\/p>\n Eine der meistdiskutierten Fragen dieser Zeit war die Struktur von Benzol (C<\/span>6<\/span>H<\/span>6<\/span>): ein Molek\u00fcl, dessen Formel der von sehr reaktiven Verbindungen wie Olefinen \u00e4hnelte, das aber ein \u00fcberraschend stabiles Verhalten zeigte. Kekul\u00e9 hatte eine zyklische Struktur mit sechs Kohlenstoffatomen vorgeschlagen, und K\u00f6rner suchte nach einer M\u00f6glichkeit, diese Hypothese experimentell zu best\u00e4tigen. Zu diesem Zweck begann er mit einer konzeptionell einfachen, aber bedeutsamen Beobachtung:<\/span> <\/span><\/p>\n Wenn Benzol tats\u00e4chlich ein regelm\u00e4\u00dfiger, symmetrischer Ring ist, dann besetzen seine sechs Wasserstoffatome sechs gleichwertige Positionen. Wenn Sie ein Wasserstoffatom durch ein anderes Wasserstoffatom ersetzen, \u00e4ndert sich die Gesamtstruktur des Molek\u00fcls nicht weiter. Aber was passiert, wenn eines dieser Wasserstoffatome durch einen anderen Substituenten ersetzt wird? Bleiben die sechs Positionen in Gegenwart dieses Substituenten gleichwertig? Oder ver\u00e4ndert die Position, in der die neue Gruppe an den Ring gebunden ist, dessen chemisches Verhalten? <\/span><\/i> <\/span><\/p>\n Ausgehend von dieser Frage entwickelt K\u00f6rner das Konzept des <\/span>Ort<\/span><\/b> chemischer Ort<\/span><\/b>die Idee, dass in einem bereits teilweise substituierten Benzol nicht alle Ringpositionen gleichwertig sind. Es war bekannt, dass einige Benzolderivate trotz gleicher chemischer Formel unterschiedliche Eigenschaften hatten, die auf das Vorhandensein von Isomeren (Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Anordnung der Atome) zur\u00fcckzuf\u00fchren waren. K\u00f6rner erkannte, dass das Vorhandensein von nur einem Substituenten keine n\u00fctzlichen Informationen lieferte, da durch die Symmetrie des Rings alle verbleibenden Positionen gleichwertig waren<\/span> <\/span><\/p>\n Er beschloss dann, sich auf die Untersuchung von Benzolen mit mehreren Substituenten zu konzentrieren, indem er eine Gruppe nach der anderen hinzuf\u00fcgte und beobachtete, wie viele unterschiedliche Isomere sich bildeten. Wenn Benzol tats\u00e4chlich eine regelm\u00e4\u00dfige hexagonale Struktur h\u00e4tte, wie Kekul\u00e9 annahm, w\u00e4ren die Positionen, die f\u00fcr die Einf\u00fcgung einer zweiten und dritten Gruppe in einen bereits substituierten Ring zur Verf\u00fcgung stehen, nicht unendlich, sondern begrenzt und durch die Position der urspr\u00fcnglichen Substituenten bestimmbar gewesen. <\/span> <\/span><\/p>\n Obwohl K\u00f6rner die genaue Formel der von ihm untersuchten Verbindungen noch nicht kannte, stellte er fest, dass es bei zwei Substituenten am Ring drei Konfigurationen gibt, die heute als <\/span>ortho,<\/span><\/i> meta<\/span><\/i> e <\/span>para<\/span><\/i>:<\/span> <\/span><\/p>\n Die Position der Substituenten war zwar nicht direkt beobachtbar, konnte aber aus der Anzahl der Isomere abgeleitet werden, die durch die Einf\u00fcgung einer dritten Gruppe entstanden. K\u00f6rner verfolgte genau diesen Ansatz: Er lie\u00df disubstituierte Benzole reagieren, um trisubstituierte Benzole zu erhalten, indem er eine zus\u00e4tzliche funktionelle Gruppe einf\u00fchrte. Je nach Position der ersten beiden Gruppen erhielt er unterschiedliche Strukturen, und durch einfaches Ausz\u00e4hlen konnte er die Anordnung der urspr\u00fcnglichen Substituenten ermitteln. <\/p>\n Die beiden Substituenten befinden sich nebeneinander. Die dritte Gruppe kann sich in vier verschiedenen Positionen befinden, wodurch vier trisubstituierte Isomere entstehen. <\/p>\n Die beiden Substituenten am Ring sind durch ein Kohlenstoffatom getrennt. Auch hier kann die dritte Gruppe vier verschiedene Positionen einnehmen, wodurch vier trisubstituierte Isomere entstehen, die sich von den vorherigen unterscheiden! <\/p>\n Die Substituenten befinden sich auf gegen\u00fcberliegenden Seiten des Rings. Aufgrund der Symmetrie kann die dritte Gruppe nur zwei verschiedene Positionen einnehmen, wodurch nur zwei Isomere entstehen. <\/p>\n Auf dem Papier war K\u00f6rners Strategie einwandfrei, aber in der Praxis verliefen die Reaktionen nicht immer wie geplant. Je nach Art des bereits vorhandenen Substituenten (hier durch rote oder blaue Kugeln dargestellt) wurden Isomere in unterschiedlichen Mengen erhalten, oder es wurden sogar einige \u00fcberhaupt nicht gebildet. Diese Komplexit\u00e4t wurde erst in sp\u00e4teren Jahren von Chemikern entdeckt. Dank dieser Strategie und der Isolierung und Charakterisierung von mehr als 400 trisubstituierten aromatischen Ringen konnte K\u00f6rner jedoch experimentell nachweisen, dass die sechs Wasserstoffatome des Benzols nicht immer gleichwertig sind, wenn der Ring bereits teilweise substituiert ist. <\/p>\n Seine Analyse erm\u00f6glichte eine systematische und rigorose Unterscheidung der verschiedenen Konfigurationen von Substituenten am Benzolring und best\u00e4tigte experimentell Kekul\u00e9s Hypothese \u00fcber die zyklische und symmetrische Struktur des Benzols.<\/p>\n Der so genannte„chemische Locus<\/strong>“ stellt somit eine der ersten systematischen Anwendungen von Logik und molekularer Symmetrie zur Bestimmung der Struktur von Substanzen dar. Ein au\u00dfergew\u00f6hnliches Beispiel daf\u00fcr, wie die Chemie, auch ohne Molek\u00fcle direkt zu sehen, ihre Geometrie durch die Beobachtung ihres Verhaltens enth\u00fcllen kann. <\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Zusammen mit Cannizzaro in Palermo wies K\u00f6rner die Struktur von Benzol nach und definierte den Begriff des chemischen Ortes.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":2450,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[21],"tags":[],"class_list":["post-2444","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-rundgang"],"yoast_head":"\nBestimmung des ‚Chemiestandorts‘<\/h2>\n
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<\/p>\nGartenkiste (1,2)<\/h3>\n
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<\/p>\nFall Abs. (1,4)<\/h3>\n
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