Helt z4/26. ] Kurze Originalmi~t:eflungen. I 6 t April/Juni r944]

~iugert, beim Penicillin wie bet den Sulfonamiden etwa auf derselben Linie zu liegen.

Hygienische Untersuch~angsstelle des Wehr- kreises VII, den 23. Mai ~944- F. NARDI.

Experiment zur Assimilati[on der Kohlens~iure.

Seit man fiber Kohlens~iureassimilation experi- mentiert, weig man, dag die yon grfinen Pflanzen- zellen getrennte Chloroplastens~bstanz nicht mehr imstande ist, KohIensii~lre photochemisch zu redu- zieren. Wir haben elne photochemische Reaktion gefunden, die die abgetrennte Chloroplastensubstanz bewirken kann und bei tier wie bei tier Kohlens~iure- assimilation molekularer Sauerstoff abgespahen wird, die Reduktion des Chinons nach der Gleichung:

2 Chinon + 2 H20 = 2 Hydrochinon + O2.

Diese Gleich.ung soll nur die BiIanz, nlcht den Mechanismus der Reaktion zum Ausdruck bringen.

Versuch.

Zerkleinerte Spinatbl~itter werden durch ein Tuch gepregt; .die aus dem Spinatsaft abzentrifugierte Chloroplastensubstanz wlrd in m/2o Phosphatpuffer des PIt 6,3 suspendiert. 2 ccm der griinen Suspension, die etwa 7m, gr Chlorophyl1 enthalten, werden in den Hauptraum eines kegelfSr,migen Manometer- gef~iges gegeben. Der .Einsatz des Gef~ges bleibt leer; die Birne enth~ilt 2 mgr para-Benzochinon; der Gas- raum wlrd mit Argon gefiillt.

Gi.bt man das Chinon aus dem Einsatz in den Hauptraum, so geschieht im Dunkeln nichts; ins- besondere entsteht keine Kohlensgure. Belichtet man mit Licht des sichtbaren Spektralgebiets, so beginnt eine EntwickI~mg yon Sauerstoff, die unter unseren Versuchsbedingungen in etwa einer Stunde beendet war. 17occm Sauerstoff - - das s.ind etwa 800/0 der nach obiger Gleichung berechneten Sa~uerstoffmenge - - waren dann bei Einsatz yon 2 mgr Chinon er- schienen. Ohne Zusatz yon Chinon wurde bei Be- lichtung kein Sauerstoff entw,ickelt.

W~ihrend der Belichtung bleibt die Menge .des Chlorophylls konstant. Das Chlorophyll absorblert das Licht und iiefert dadurch die zur Reaktion not- wendige Energie. Ob es chemisch mlt dem Chlnon reagiert .und wieder zuriickgebil,det wird, k6nnen wir nicht sagen. Jedenfalls ko,mmt alas Chlorophyll in der Bilanz der Reaktion nicht vo¢. In dem beschriebenen Beispiel war das Verhgltnis Mole Sauerstoff/Mole ChlorophyI1 rund io : L

Kaiser-Wilhelm-Inst.itut fiir Zellphyslologie, den I i. Jqali x944.

OTTO WAI~BUP~G. WILtIEL3Z2 LU-TTGENS.

Die Deutung heterogener Dehydratisierungskatalysen durch den Austausch yon Wasserstoffatomen.

Bei der Untersuchung der Abspahung yon Wasser aus Isopropylalkohol an Bauxit-Katalysator I) in der Gasphase wurde festgestelh~): "

i. Die AdsorptionsvHirmen des Alkohols und des Wassers an den katalytisch aktiven Zentren besitzen mit etwa 3 ° und 25 kcal Mol ungefiihr gleiche GrSge (kalorimetrisch ermitt~lt).

2. Dutch intensive Entgasung bei 9000 C im

Hochvakuum verliert der fiir die Reaktion ,,einge- fahrene" Katalysator erhebliche Mengen Wasser- dampf. An dem so vorbehandelten Bauxit setzt die Reaktion (verfolgt bei i5o0 C am Anstieg des Pro- pylendruckes in statischer Arbeitsweise) erst nach einer Induktionsperiode yon einigen Minuten Dauer mit autokatalytischer B.eschleunlgung ein. Ein erheb- licher Anteil der adsorblerten Alkoholmolekiile blelbt unzersetzt und zerf~illt erst beim nachfolgenden Aus- heizen, zum Tell erst oberhalb 300 o C.

3. Vorbelegung des intensiv entgasten Bauxits mit Wasserdampf beseitigt die Induktionsperiode. Mit stufenweise steigender Vorbelegung wird der Anteil der bei der Reaktionstemperatur yon z5 o° unzersetzt bleibenden Alkoholmolekiile stufenweise geringer; der ganze Reaktionsverlauf n~ihert sich wieder dem Nor- malverlauf an dem ,,eingefahrenen" Katalysator.

Diese Ergebnisse lassen folgende Deutung zu:

Die katalytisch aktiven Zentren werden yon ober- fl~ichlichen OH-Gruppen des Bauxits (wahrscheinlich des y-Al~O,-Bestandteils) gebildet3). Die Adsorption des Alkohols - - nnd auch die des Wassers - - an diesen Zentren erfolgt durch Anlagerung der Hydro- xylgruppe mittels O ¢'~ H-Briickenbindungen (leicht gehemmte chemische Adsorption mit 8 bis z2 kcal/Mol Aktivierungsenergie). Augerdem tritt ein H-Atom einer der CHs-Gruppen des Alkohols mit einem be- nachbarten oxydischen Zentrum des Katalysators in Wechselwirkung. Die Reaktion erfolgt dutch Auf- trennung der gestrichelt durchschnittenen Bindun- gen unter Bildung eines Propylen- und eines Wasser- molekiils:

I I J --C ......... C C--

i

1 ............ [ ......

i

i.-at (.o\ o H H

I " , , o F -~ AI O

1 1 A1 A1

Nach Abtrennung der Reaktionsprodukte hat sich der Ubergang eines H-Atoms yon einem O-Atom der Katalysatoroberfl~iche zu einem benachbarten O-Atom vollzogen; hiervon abgesehen ist der urspiingliche Zu- stand des Katalysators wieder hergestellt.

Mit diesem Mechanismus lassen sich die obigen Versuchsergebnisse zwanglos erkl~ren. Die Bindungsart adsorbierter Alkohol- und Wassermolekeln ist im wesentlichen dieselbe, daher etwa gleiche Adsorptions- w~irmen. Intensive Entgasung des Katalysators ent- fernt die OH-Gruppen, es tritt eine Induktionsperiode und Selbstbeschteunigung auf, da dutch die Reaktion erst wieder OH-Gruppen an die Bauxitoberfl~che an- gelagert werden mfissen. Durch Vorbelegung mit Wasserdampf werden solche OH-Gruppen yon vorn- herein erzeugt.

Der oben skizzierte Zwischenzustand zeichnet sich dadurch aus, dag in ihm die Atome weitgehend die r~iumliche Anordnung eingenommen haben, die ihnen in den Reaktionsprodukten zukommt (FIiANcK-CON- DON-Prinzip in der Reaktionskinetik)4)s). Auf diese Weise erleichtert die AustauschmSglichkeit an der Katalysatoroberfl~iche den ,,Transport" eines H-Atoms