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Einführende Literatur: Mor-425K26.3, Mor-618K33.10.
3.3 Vorversuche zu Harnstoff
Bildung und Zersetzung von Harnstoff, dem Diamid der Kohlensäure,
werden in unkatalysierten Reaktionen untersucht. Es zeigt sich, dass
Harnstoff keineswegs unbeständig ist und auch ohne Zutun eines Enzyms
zersetzlich wäre.
Harnstoffsynthese nach Wöhler
Harnstoff ist für die Wissenschaftsgeschichte von Bedeutung. Die erste
Synthese eines organischen Stoffes aus einer anorganischen Vorstufe
nämlich gelang Friedrich Wöhler 1828 mit der Darstellung des
„organischen“ Harnstoffs aus dem „anorganischen“ Ammoniumcyanat.
Diese Synthese öffnete die strikte Grenze zwischen organischer und
anorganischer Chemie und eröffnete das Feld der Biochemie. Die in-vitro-
Synthese widerlegte die damals gängige Theorie des Vitalismus, gemäß der
keine organischen Stoffe ohne die Einwirkung einer besonderen Lebenskraft
(vis vitalis) entstehen können.
Versuch 3.1
In einem Becherglas werden 1,5 g Kaliumcyanat und 1 g
Ammoniumchlorid in 10 mL destilliertem Wasser gelöst. Die Lösung
wird in einer Porzellanschale langsam bis fast(!) zur Trockene
eingedampft (so eine Art Brei). Der noch nicht erkaltete Kristallbrei wird
umgerührt und man lässt erkalten.
Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf. Zeichnen Sie die Lewis-Formeln der
Reaktanden.
Zersetzung von Harnstoff
Der folgende Versuch zeigt eine typische Situation: die Harnstoffhydrolyse
wird im Reagenzglas durch Hydroxid-Ionen in hoher Konzentration
katalysiert. Genau das kann ein Organismus nicht. Sie werden später lernen,
wie die Natur im aktiven Zentrum eines Enzyms Säure-Base-Katalyse bei
konstantem pH-Wert realisieren kann (das Grundprinzip ist, dass freies
Hydroxid durch metallgebundenes Hydroxid ersetzt wird).
Versuch 3.2
Der im vorhergehenden Versuch hergestellte Harnstoff wird durch
Zugabe von einigen Tropfen Natronlauge zersetzt. Vorsichtige
Geruchsprobe!
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