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This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag
Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck
Society for the Advancement of Science under a Creative Commons
Attribution4.0 International License.
Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für
Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur
Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender
Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0
Lizenz.
leistung viel größer ist, nicht mit einschloß 9. So wurde die in
Abb. 1 dargestellte Abhängigkeit zwischen r und 4 71 r- Dr
erhalten, deren graphische Integration die ge-suchte
Integral-Dosisleistung D = 177 Röntgen • cm3 • sec"1 ergab. Da
jedes zerfallende Atom «"Co zwei Photo-nen mit den Energien 1,17
und 1,33 MeV aussendet, er-halten wir für die Emission der Quelle
von 100 mC Q — 2,5 • 102 • 3,7 • 107 • 1,6 • 10"° 1,48 • 104 erg •
sec'1. Dies ergibt mit der Dichte des Wassers d = l g - cm"3 die zu
bestimmende Größe Q/Dd = 84 erg/Grammröntgen.
An dieser Stelle sei eingeschaltet, daß das Resultat von einer
genauen Kenntnis der Aktivität der Strahlenquelle unabhängig wird,
wenn man die gleidie Strahlenquelle unter Heranziehung der
bekannten Dosisleistungs-Kon-stante des 60Co zur Eidrung der
Kammern benutzt. Die Genauigkeit der Bestimmung ist daher sehr
groß, wenn man, was auch geschah, jeden Wert der Kurve genau
mißt.
Andererseits bedarf der gewonnene Wert von 84 erg/ Grammröntgen
einer genauen Diskussion, um Mißver-ständnissen vorzubeugen. Er
bezieht sich, da ja der Ver-sudi in Wasser als absorbierendem
Medium durchgeführt wurde, auf Wasser. Die zahlenmäßige
Übereinstimmung mit dem für Luft als Absorber allgemein angegebenen
Wert von 84 erg/Grammröntgen ist ohne spezielle Be-deutung, ebenso
wie die Abweichung von dem für dünne Wasserschichten und harte
Strahlung meist angenomme-nen Wert von 93 erg/Grammröntgen. Es ist
ja leidit zu sehen, daß in einer großen Wassermasse wegen der
Streuung ein großer Bruchteil der Dosis von Photonen ge-ringer
Energie geliefert wird io, n. Für diese ergibt auch die Rechnung
kleinere Werte als 93 erg/Grammröntgen für Wasser i, so daß gute
Übereinstimmung nicht nur mit der allgemeinen Erwartung, sondern
auch mit scintil-lations-spektrometrischen Messungen der
Photonenenergie in der Umgebung einer 60Co-Quelle innerhalb einer
gro-ßen Wassermasse besteht12.
Die Messungen hatten die Unterstützung der Direk-tion des
Laboratoriums, Suchumi, Abckasien. Für an-regende Diskussion danke
idi Dr. L. H. G r a y , North wood, England.
9 G. R. W h i t e , Physic. Rev. 80, 154 [1950], 10 E. H a y w a
r d , Physic. Rev. 86, 493 [1952]. 11 L. V. S p e n c e r u. U. F a
n o , Physic. Rev. 81,
464 [1951], 12 M. M. W e i s s u. W. B e r n s t e i n , Physic.
Rev.
92, 1264 [1953].
Eine Rechenhilfe für die Auswertung strahlenbiologischer
Versuche
Von K. G. Z i m m e r
Forschungsabteilung der Universitäts-Frauenklinik,
Hamburg-Eppendorf
(Z. Naturforschg. 11 b, 57 [1956]; eingeg. am 26. Sept.
1955)
Immer wieder findet man in der strahlenbiologischen Literatur
umständliche oder angenäherte Beredinungen des mittleren
Durchmessers geometrischer Körper, z. B. um zu bestimmen, welcher
Teil der Bahn eines ionisieren-
den Teildiens im Mittel innerhalb des Körpers liegt, wenn dieser
einer isotropen Teilchen-Strahlung ausgesetzt ist. Dabei wird
übersehen, daß für konvexe Körper, d. h. für Körper, deren
Oberfläche von einer beliebig orien-tierten Geraden nicht mehr als
zweimal durdrquert wer-den kann, eine allgemeine und exakte Lösung
seit lan-gem bekannt ist. C a u c h y 1 - 2 hat gezeigt, daß
zwi-schen der Oberfläche O eines konvexen Körpers und sei-ner
mittleren Projektion P die Beziehung
O 4P
besteht. Einen Beweis hierfür mit modernen Mitteln hat kürzlidi
V o u k 3 gegeben. Mittels dieses Satzes erhält man leicht den
gesuchten mittleren Durchmesser D eines konvexen Körpers vom
Volumen V zu
D V/P = 4 ViO.
Da viele der in der Strahlenbiologie interessierenden Gebilde
konvexe Körper darstellen oder durch soldie wie zum Beispiel
Kugeln, Zylinder, Ellipsoide, Prismen oder Pyramiden gut angenähert
werden können, ermöglicht obige Beziehung eine schnelle und
einfache Durchführung vieler Rechnungen. Außerdem hat sie auch
Bedeutung zur Lösung gewisser Probleme der Dosimetrie, worüber an
anderer Stelle berichtet werden soll.
1 A. C a u c h y , Memoire sur la rectification des eour-bes et
la quadrature des surfaces courbes, Paris 1832.
2 A. C a u c h y , C. R. hebd. Seances Acad. Sei. 13, 1060
ri841].
3 V. V o u k , Nature [London] 162, 330 [1948],
Neue cyclische siliciumorganische Verbindungen durch thermische
Zersetzung von Si(CH3)4
Von G. F r i t z und B. R a a b e Institut für
Siliciumchemie
der Universität Marburg a. d. Lahn (Z. Naturforschg. 11 b, 57—59
[1956]; eingeg. am 3. Nov. 1955)
Unsere Untersudiungen über den thermischen Zerfall des
Si(C.,H5)4 und Si(CH3)4 lassen erkennen, daß bei der thermischen
Zersetzung dieser Verbindungen nicht nur eine Spaltung in Silicium,
Wasserstoff und einfache Kohlenwasserstoffe erfolgt, wie H e l m
und M a c k jr. i und W a r i n g 2 angeben, sondern daß sich eine
Anzahl verschiedenartigster Umsetzungsprodukte bildet. Zersetzt man
Si(CH.?)4 bei einem Druck von 100—200 mm Hg und einer Temperatur
von etwa 720° C 2—5 Min. in einem vorher sorgfältig evakuierten
Rotosilrohr, so bilden sich gasförmige, flüssige (verschiedener
Viskosität), kri-stalline und feste Produkte. Die festen Stoffe,
die mit den Flüssigkeiten aus dem Reaktionsgefäß herausgespült
werden, sind in organischen Lösungsmitteln teils löslidi, teils
unlöslich. Letztere haben gelb-braune Farbe. Die bei der
Zersetzungstemperatur gasförmigen und leicht-
1 D. F. H e 1 m u. E. M a c k jr., J. Amer. chem. Soc. 59, 60
[1937],
2 E. W a r i n g , Trans. Faradav Soc. 36, 1142 [1940], 3 Dow
Corning A.P. 2 511812; C 1951 I S. 653.
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Fraktion Nr.
Sdp.
mmHg
Elementaranalyse
Si c H [%] Si: C: H
Mol. Gew. gef.
Verbindung
173
173
100
100
40,5
39,8
41,4 42,2
50 49,9 48,9
47,4 47,8
10,8 10.3 9,9
10.4 10,0
1:2,88:7,46
1:2,87:6,96
1:2,67:6,96 1:2,64:6,6
211 210 214
267 274
Si;jCijH'24
Si3C8H22
Si4CiiH28 (Si4Cl,i,7H.27,H)
Tab. 1. Produkte aus Si(CH.,
flüditigen Verbindungen bestehen aus H.„ CH4, SiH4, C2H4 und
C.,H6. SiH4 und C.,H6 treten nur in geringen Mengen auf, sind aber
völlig eindeutig nachzuweisen. Daneben werden in geringen Mengen
einfache silicium-organische Verbindungen mit SiH-Bindungen, wie z.
B. (CH3).,SiH.„ gebildet, die auf Grund ihres unangeneh-men
Geruches, der Reduktion von AgN03 und der H.,-Entwiddung mit Laugen
sicher nachzuweisen sind. Etwa 40% des eingesetzten Si(CH3)4
verlassen in Form höher-siedender Flüssigkeiten, nicht
destillierbarer Öle, pech-artiger und fester Produkte das
Reaktionsgefäß. Diese besitzen teils nodi reduzierende
Eigenschaften, die auf Si—Si oder SiH-Bindungen hinweisen. Im
wesentlichen aber bauen sich diese Stoffe aus Si—C—Si-Ketten oder
Ringen auf. Unter diesen Umsetzungsprodukten befindet sich ein
fester spröder gelblidier Stoff, der um 60° C er-weicht und beim
Sdimelzen ein klares gelbliches zähflüs-siges Öl bildet. Dieses
Produkt besitzt einen Silicium-gehalt von 44% und enthält neben
Silicium nur Kohlen-stoff und Wasserstoff.
Aus diesem beim Zerfall des Si(CH3)4 sich bildenden Stoffgemisch
war es uns möglidi, die in Tab. 1 ange-führten cyclisdien Produkte
zu isolieren.
Die in Tab. 1 angegebenen Fraktionen 1 und 2 destil-lieren
gemeinsam aus dem Reaktionsgemisdi heraus, las-sen sich aber leidit
voneinander abtrennen, weil Frak-tion 2 bei Zimmertemperatur sdiön
ausgebildete, weiße, nadeiförmige Kristalle bildet, während
Fraktion 1 bei Zimmertemperatur eine völlig klare Flüssigkeit
darstellt, die erst bei etwa — 5 7 ° C zähflüssig wird. Diese
flüssige Fraktion läßt sich im Hochvakuum bei Zimmertempera-tur von
den Kristallen durdi Abpumpen trennen. Die in Tab. 1 für Fraktion 1
angegebenen analytisdien Werte (Spalte 3) und durch
Gefrierpunkterniedrigung in Cyclo-hexan gemessenen Mol.-Gew.
(Spalte 4) ergeben, daß drei Siliciumatome im Molekül enthalten
sind. Da die als Fraktion 1 bezeichnete Flüssigkeit nur in geringem
Maße mit Laugen Wasserstoff entwickelt, steht fest, daß sich die
Verbindung im wesentlichen aus Si—C—Si-Bin-dungen aufbauen muß. Der
mit Laugen aus Fraktion 1 sich ergebende Wasserstoffwert ist so
klein, daß er mit Sicherheit keiner Si—H- oder Si—Si-Bindung
innerhalb einer reinen Verbindung zugeordnet sein kann. Der
Sach-verhalt ist so zu verstehen, daß in Fraktion 1 zwei Kom-
ponenten mit etwa gleichem Mol.-Gew. vorliegen (drei Si-Atome im
Molekül), von denen eine eine SiH- oder Si—Si-Bindung enthält,
während in der zweiten Sub-stanz diese beiden Bindungen nidit
vorkommen. Der ge-sättigten Verbindung entspricht die Formel
Si3C9H.,4.
(CH3),
/ S \ H >C CH,
SLC0H„
(CH3),Si Si (CH,)-.
H>
Ber. Mol.-Gew. 216; C 50 Si 38,9 H l l , l % . Gef. Mol.-Gew.
214; C 50 Si 39,8 H 10,8%.
Diese Verbindung läßt sidi mit Atomkalotten (nach S t u a r t
und B r i e g l e b ) völlig spannungsfrei auf-bauen.
Der reduzierende Anteil der Fraktion 1 könnte die Verbindung
Si3C8H.,1> (Formel II) sein, die mit Formel I in ihrem Aufbau
übereinstimmt und die nur an Stelle einer CH3-Gruppe an einem
Silicium ein H-Atom trägt.
Si„CRH_ Ber. Mol.-Gew. 202; C 47,5 Si 41,5 H 10,9%.
H \ /
H,C
(CH3)„ Si
>Si< /CH;,
\ CH,
Si (CH,); II
H-,
Eine SiH-Bindung ist in dieser Substanz auch deshalb sehr viel
wahrscheinlicher als eine Si—Si-Bindung, da in anderen von uns
aufgefundenen Zerfallsprodukten des Si(CH3)4 häufiger
SiH-Bindungen, aber offenbar nie Si—Si-Bindungen vorkommen.
Die analytischen Daten und gemessenen Mol.-Gew. eines weiteren
Stoffes (Fraktion 2) finden sich in der zweiten Zeile der Tab. 1.
Die Substanz kristallisiert nach der Destillation sofort und bildet
weiße, gut ausgebildete Nadeln, schmilzt bei 106° C, ist löslich in
Benzol, Cyclo-
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hexan, Pentan und Äthanol, aber unlöslich in Wasser. Die
Kristalle sublimieren im Hochvakuum langsam zwi-schen 50 und 60° C.
Mit Laugen zeigen sie keine Gas-entwicklung, und sie reduzieren
kein AgN03 . Sie sind also frei von SiH- oder Si—Si-Bindungen. Den
analyti-sdien Daten und dem Mol.-Gew. nach (Spalte 3 und 4 Tab. 1)
enthält die Substanz vier Siliciumatome im Mole-kül, und es kommt
ihr die Summenformel Si4CnH. )g zu.
Si4CnH.,8 Ber. Mol.-Gew. 272; C 48,5 Si41,2 H 10,3%. Gef.
Mol.-Gew. 270; C 47,8 Si 41,4 H 10,4%.
Die im Molekül vorliegende Anzahl der C- und H-Atome ermöglidit
bei Ausschluß von Si—Si- oder Si—H-Bindungen keine kettenförmige
Anordnung der Atome im Molekül. Das Molekül kann nur ringförmig
aufge-baut sein, wie es in Formel III die Strukturformel
wie-dergibt.
(CH,)S / S i \
H-.CX X C H . I I
H;iC—Si—CH-,—Si—CH:i III I I
H , C \ CH-.
(CH»),
Diese Verbindung läßt sich zwanglos mit Hilfe des Atommodelles
aufbauen und stellt einen völlig symmetri-schen Körper dar, an dem
alle 6 CH3-Gruppen frei drehbar sind.
Der Aufbau des Modelles zeigt, daß zwei im Ring sich
gegenüberstehende Siliciumatome über —CH.,— verbun-den sind und daß
es aus räumlichen Gründen nicht mög-lich ist, diese beiden
Si-Valenzen an Stelle des —CH 2 — durch zwei CH3-Gruppen
abzusättigen. Nach dem Mo-dell dürfte die Verbindung Si4C12H32
(Formel IV) aus ste-
(CH3),
/ S \ H,C CH,
I I (CH3) Si Si (CH:i).) I V
I I H,C CH,
(CH:i);
rischen Gründen nicht möglich sein. In der Aufstellung der
Formel 3 fühlen wir uns auch
dadurch bestärkt, daß die lineare Verbindung Si4C13H.Jfi;
(CH,)3Si • CH2 • Si(CH3)2 • CH., • Si(CH3)2 CH., • Si(CH3)3 bei
187° C und 19 mm Hg destilliert und bei Zimmer-temperatur eine
Flüssigkeit darstellt3. Sie besitzt also Eigenschaften, die von
unserer kristallinen Verbindung (Sdimp. 106° C) der Zusammensetzung
Si 4 C n H 2 8 (For-mel III) sehr stark abweichen. Diese großen
Unterschiede können nur strukturell bedingt sein.
Neben dieser Substanz bildet sich beim Si(CH3)4-Zer-fall eine
weitere weiße kristalline Verbindung mit 5 Si-liciumatomen im
Molekül, deren Untersuchung aber noch nidit abgeschlossen ist.
Bei der Zersetzung des Si(CH3)4 entsteht audi ein einheitlich
aussehendes gelb-braunes festes Produkt, das in organischen
Lösungsmitteln unlöslich ist und deshalb von den öligen und
zähflüssigen Stoffen leicht abgetrennt werden kann, da sich diese
in Benzol lösen. Diese feste Substanz entwickelt mit wäßrigen und
alkoholischen Al-kalien keinen Wasserstoff. Sie ist also frei von
elementa-rem Silicium. In schmelzendem KOH läßt sie sich
auf-schließen und enthält neben etwa 47% Silicium nur Kohlenstoff
und Wasserstoff. Offenbar liegt auch hier eine neue cyclische
Silicium-Kohlenwasserstoff-Verbin-dung vor.
Über die Zersetzungsprodukte und den Zerfallsmecha-nismus des
Si(CH3)4 beabsichtigen wir, ausführlich in der Zeitschrift für
anorg. und allgem. Chemie zu berichten.
Der Osmium-Gehalt fixierter Speicheldrüsen-Zellen von
Chironomus
Von G. F. B a h r
Institut für Zellforschung und Genetik, Karolinska Institutet,
Stockholm, Schweden
(Z. Naturforschg. 11 b, 59—60 [1956]; eingeg. am 15. Nov.
1955)
In einer früheren Untersuchung 1 wurde ein Analysen-gang zur
Bestimmung des Osmiumgehaltes osmium-tetroxyd-fixierter Gewebe
angegeben. Die Ergebnisse und Erkenntnisse, die mit diesem
Verfahren für die Präpa-rationstechnik der Elektronenmikroskopie
gesammelt wurden2-3, sind inzwischen beschrieben worden. Gewisse
Objekte jedoch verlangen ein Arbeiten in Mikroskala.
Abb. 1. „Ente" aus Pyrexglas zur Bestimmung kleiner Mengen von
Osmium.
So z. B. Rattenparathyreoidea, Speicheldrüsen von Di-pteren,
Nebennieren kleiner Versuchstiere, Seeigeleier, um nur einige
Objekte zu nennen. Die in der Abb. 1 wiedergegebene „Ente" aus
Pyrexglas erlaubt, sehr kleine Mengen Osmium zu bestimmen. Das
prinzipielle Verfahren 1 ist beibehalten, lediglich etwas verkürzt
wor-den. Die Probe wird in einem kleinen Silbertiegel vom
1 G. F. B a h r , Z. Naturforschg. 10b, 156 [1955], 2 G. F. B a
h r , Naturwissenschaften 42, 121 [1955], 3 G. F. B a h r , Exp.
Cell Res. 7, 457 [1954],
