Louis Pasteur - die Geschichte einer Entdeckung

Geheimnisvolle Kristalle

Unermüdlich arbeitete der erst 25-jährige Louis Pasteur in seinem Labor in Paris.

Paris im Jahre 1848: In einem kleinen Labor der Ecole Normale arbeitet der junge Louis Pasteur. Er ist 25 Jahre alt und hat erst vor einem Jahr seinen Doktor in Chemie und Physik gemacht. Pasteur erforscht, wie die Form von Kristallen mit ihrer molekularen Struktur zusammenhängt.

Das Rätsel der Weinsäure

Mit großer Ausdauer betrachtete Pasteur die Kristalle am Mikroskop.

Dazu untersucht er die Salze der Weinsäure und der Paraweinsäure, die chemisch exakt gleich zusammengesetzt sind. Auch ihre Kristalle sehen auf den ersten Blick absolut identisch aus. Dennoch weisen sie einen ganz entscheidenden Unterschied auf: Das Salz der Weinsäure dreht die Schwingungsebene von polarisiertem Licht, das Salz der Paraweinsäure dagegen nicht - es ist optisch inaktiv.

An diesem Phänomen rätselt Pasteur lange herum: Wie kann es sein, dass zwei Verbindungen völlig gleich sind und dennoch diesen wichtigen Unterschied aufweisen? Schließlich hat er eine Idee:

Bei allen Kristallen der Weinsäure zeigt eine kleine Fläche nach rechts - sie sind also unsymmetrisch.

Das Salz der Weinsäure dreht die Schwingungsebene von polarisiertem Licht. Das ist eine ganz charakteristische Eigenschaft von unsymmetrischen Verbindungen. Und tatsächlich: An der Seite der Kristalle entdeckt er eine kleine Fläche. Sie zeigt bei allen Kristallen des Salzes in eine Richtung - und zwar immer nach rechts. Die Verbindung ist also unsymmetrisch.

Der kleine Unterschied

Da das Salz der Paraweinsäure die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes nicht dreht, glaubt Pasteur, dass seine Kristalle symmetrisch sind. Voller Zuversicht stürzt er sich auf die Untersuchung des zweiten Salzes. Aber seine Vermutung bestätigt sich nicht: Auch die Kristalle der Paraweinsäure sind unsymmetrisch. Und nicht nur das: Sie sehen den Kristallen des ersten Salzes zwar sehr ähnlich, sind mit diesen jedoch nicht völlig identisch. Bei der Paraweinsäure geht die kleine Fläche bei einigen Kristallen nach links, bei den anderen nach rechts.

Bild und Spiegelbild

Die Kristalle links waren exakt das Spiegelbild der Kristalle rechts.

Pasteur sortiert die Kristalle: Die mit der Fläche nach links schiebt er auf die eine Seite, die mit der Fläche nach rechts auf die andere. Dann zeichnet er die Kristalle auf einem Blatt Papier auf. Das Ergebnis ist überraschend: Die eine Sorte der Kristalle ist exakt das Spiegelbild der anderen. Und von beiden Sorten sind jeweils gleich viele Kristalle in dem Salz enthalten. Aber das ist noch nicht alles: Pasteur stellt fest, dass die einen Kristalle die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes nach links drehen, während die anderen das Licht genau so stark nach rechts drehen! Also heben sie ihre Drehung gegenseitig auf! Das war also der Grund dafür, dass das Salz der Paraweinsäure das Licht nicht drehte und optisch inaktiv war.

Wo liegt der Nutzen?

Louis Pasteur hatte das Phänomen von Bild und Spiegelbild in der Chemie entdeckt. Aber es dauerte noch über 40 Jahre, bis es Chemikern gelang, diese neue Erkenntnis auch zu nutzen. Heute entwickeln Forscher immer neue Methoden, mit denen es ihnen gelingt, entweder Bild oder Spiegelbild eines Moleküls herzustellen. Für die Produktion von Medikamenten ist das von großer Bedeutung.