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Albert Niemann: Entdecker des Kokains

MAGAZIN

 
Albert Niemann

Entdecker des Kokains


Von Christoph Friedrich / Am 19. Januar 1861, vor 150 Jahren, starb der Apotheker Albert Niemann, der 1860 aus den Blättern der Cocapflanze das Alkaloid Kokain isolierte. Es wurde zur Muttersubstanz einer neuen Arzneimittelstoffklasse, der Lokalanaesthetika. Bereits 1859 hatte Niemann aus Dischwefeldichlorid und Ethylen Bis(2-chlorethyl)sulfid synthetisiert, das als Senfgas eine zweifelhafte Berühmtheit erlangen sollte.

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Friedrich Albert Emil Niemann wurde am 20. Mai 1834 in Goslar als Sohn des Rektors des dortigen Progymnasiums, Christoph Gotthilf Carl Niemann (1782–1865), und dessen Ehefrau Christiana Sophie Caroline, geborene Klee, geboren. Albert Niemann besuchte das Progymnasium seines Vaters, in dem auch seine Interessen für Naturwissenschaften geweckt wurden. Wie Rudolph Zaunick ausführt, wollte er über die Pharmazie zur Naturwissenschaft kommen (1). 1849 begann er daher seine Lehrzeit in der altehrwürdigen, 1332 gegründeten Göttinger Ratsapotheke bei Dr. Gerhard Jordan (1806–1875).




Die Cocapflanze Erythroxylum coca

Abbildung: Köhlers Medizinalpflanzen


Dieser förderte den wissbegierigen Lehrling, der sich bereits am 20. April 1852 nebenher an der Göttinger Universität immatrikulieren durfte. Er studierte insbesondere bei den Chemikern Friedrich Wöhler (1800–1882) und August Ludwig Wiggers (1803–1880), der als Generalinspektor sämtlicher Apotheken des Königreiches Hannover eine besondere Affinität zur Pharmazie besaß. Nach beendeter Lehrzeit konditionierte Niemann zunächst in der Krankenhaus-Apotheke in Linden bei Hannover und anschließend in der Hildebrandschen Ägidien-Apotheke.

 

Hochburg der Naturwissenschaften

 

1858 kehrte Albert Niemann zur Vorbereitung auf das pharmazeutische Examen nach Göttingen zurück und hörte dort weitere Vorlesungen (2). 1859 bestand er in Hannover seine Apothekerprüfung, aber bereits am 19. April 1858 hatte er sich erneut an der Göttinger Alma mater immatrikuliert (3), die damals als »Hochburg der Naturwissenschaften« galt. Neben weiteren Studien widmete er sich in Wöhlers Laboratorium seinen experimentellen Arbeiten.

 

Im März 1860 erschien in der Zeitschrift »Annalen der Chemie und Pharmacie« seine erste Publikation, in der er über die Reaktion von Dischwefeldichlorid (S2Cl2) mit Ethylen berichtet, bei der er eine neue Verbindung, Bis(2-chlorethyl)sulfid (C4H8Cl2S), erhielt. Auch wenn Niemann wohl wegen der ungenügenden Reinheit noch eine falsche Summenformel angab, so hat er doch ohne Frage Dichlordiethylsulfid dargestellt, das er als ein »dem Meerrettigöl gleichendes und mit einem ähnlichen, wenngleich nicht so heftigen penetranten Geruche begabtes Öl« charakterisierte. Dieser Stoff erhielt später von den Engländern die Bezeichnung »mustard gas« (Senfgas) und wurde am 12. Juli 1917 erstmals von den deutschen Truppen als Kampfstoff (Schwefellost, Gelbkreuz) im Ersten Weltkrieg bei Ypern eingesetzt.




Titelblatt von Niemanns Dissertation (6)

Niemann beschrieb bereits die physiologische Wirkung der Verbindung: »Die charakteristischs­te Eigenschaft dieses Öles ist zugleich eine sehr gefährliche. Sie besteht darin, daß selbst die geringste Spur, die zufällig auf irgendeine Stelle der Haut kommt, anfangs zwar keinen Schmerz hervorruft, nach Verlauf einiger Stunden aber eine Röthung derselben bewirkt und bis zum folgen­den Tage eine Brandblase hervorbringt, die sehr lange eitert und außerordentlich schwer heilt.« (4)

 

Obwohl Niemann beim Arbeiten große Vorsicht forderte, bezeichnet Zaunick ihn als erstes Opfer einer Senfgasvergiftung, denn er starb 27-jährig nach längerer Krankheit an einer »Lungenvereite­rung« (1). Niemanns Aufsatz fand große Be­ach­tung und wurde von Adolphe Wurtz (1817–1884) in den »Annales de chimie et de physique« referiert.

 

Entdeckung des Kokains

 

Seit 1859 Assistent Friedrich Wöhlers, beschäf­tigte sich Albert Niemann im Rahmen seiner Dissertation mit der Isolierung eines Alkaloids aus den Blättern der Cocapflanze Erythroxylum coca. Bereits der Apotheker Friedrich Gaedcke (1828–1890) hatte sich mit der Untersuchung von Cocablättern befasst und 1855 darüber publiziert (5). Zwar gelang es Gaedcke, einen kristallinen Stoff zu isolieren, den er »Erythroxylin« nannte, aber für identisch mit Teein hielt. Die geringen Mengen an Cocablättern – Gaedcke standen nur zwei Unzen (entspricht circa 60 Gramm) zur Verfügung – erlaubten es ihm noch nicht, nähere Ausführungen zu Eigenschaften und Zusammensetzung des Stoffes zu machen.




Wöhlers Laboratorium nach der Erweiterung von 1860, in dem Niemann seine Untersuchungen durchführte (Lithografie, erschienen im Verlag G. Steuber, Göttingen, Museum der Göttinger Chemie)

Als Entdecker gilt daher Niemann, der am 18. Juni 1860 seine Dissertation abschloss, die in Göttingen gedruckt wurde (6) und noch im gleichen Jahr auch im »Archiv der Pharmacie« erschien (7). Ein Auszug wurde ferner in der »Vierteljahresschrift für practische Pharmacie« abgedruckt (8).

 

Die Doktorarbeit

 

Niemann sah sich mit seiner Arbeit in einer Reihe von Alkaloidforschern, wie er einleitend ausführt: »Seitdem durch die im Jahre 1804 durch Sertuerner erfolgte Entdeckung des Morphins im Opium der erste Beweis von der Existenz organischer Salzbasen in den Pflanzen, als Produkte des vegetabilischen Lebens, geliefert und erwiesen war, dass das Opium seine physiologischen Wirkungen vorzugsweise dem Gehalte an Morphin verdanke, hat man es oft versucht, auch in anderen heftig und eigenthümlich auf den Organismus wirkenden Pflanzentheilen ähnliche Körper aufzusuchen. [. . .] Diese Untersuchungen, namentlich in Frankreich von Pelletier und Caventou sowie von Robiquet ausgeführt, wurden in der That durch positive Resultate gekrönt.« (8)




Bildnis Friedrich Wöhlers von Hoffmann, Fotografische Gesellschaft Berlin, Museum der Göttinger Chemie

Obwohl Niemann auch vor der »übereilten Annahme« warnt, »die Wirkung, welche irgendeine Pflanze auf den thierischen Organismus ausübe, in allen Fällen von ihr eigenthümlichen, stickstoffhaltigen, basischen Körpern abhängig zu halten«, betont er, dass mit der Isolierung der Alkaloide die Materia medica durch eine »Reihe der schätzbarsten Arzneimittel« bereichert worden sei. Über seine eigenen Untersuchungen berichtet er: »Ich war daher hoch erfreut als mich Herr O.-Med.-Rath Woehler zu dieser Untersuchung aufforderte und mir dazu eine reichliche Menge echter, unverdorbener Cocablätter zur Verfügung stellte, die auf seinen Wunsch unter gütiger Vermittlung des Directors der geologischen Reichsanstalt in Wien [. . .] Herr Dr. Scherzer auf der Weltfahrt der K. K. österreichischen Fregatte Novara in Lima anzuschaffen und nach Europa mitzubringen die grosse Gefälligkeit hatte. Der leitende Gesichtspunkt bei dieser Arbeit [. . .] war vorzugsweise der, den muthmaasslich wirksamen Bestandtheil in derselben zu ermitteln. Da sich bei der Lösung dieser mir gestellten Aufgabe oft erhebliche Schwierigkeiten in den Weg stellten, überhaupt die Analyse von Pflanzentheilen noch so wenig ausgebildet ist, so umfasst die vorliegende Arbeit [. . .] vorzugsweise die Beschreibung eines neuen Alkaloides und einiger als Wichtigkeit untergeordneter Bestandtheile, deren weiteres Studium mich noch länger beschäftigen wird.« (8)




Blätter der Cocapflanze aus Niemanns Dissertation (6)

In seiner 53 Seiten umfassenden Dissertation schildert Niemann zunächst die botanischen Verhältnisse (Abstammung, geographische Verbreitung und den allgemeinen Charakter zur Pflanzengattung), um dann auf »Cultur, Gebrauch und Wirkung der Blätter« einzugehen. Der zweite Hauptteil der Dissertation beschäftigt sich dann mit der chemischen Untersuchung der Cocablätter, wobei er als Vorarbeiten auch die Studien des Apothekers Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroders (1798–1854) erwähnt, der aber aufgrund der geringeren Menge von 1 Gramm Cocablättern nur feststellte, dass »möglicherweise noch ein stickstoffhaltiger Pflanzenstoff« darin enthalten sei. Niemann standen im Unterschied zu seinen Vorgängern 200 Gramm zerschnittene Cocablätter zur Analyse zur Verfügung. Neben der Isolierung schildert er die Eigenschaften des Kokains, die Darstellung von Salzen sowie dessen Verhalten gegenüber Reagenzien. Auch über die Bestimmung des Atomgewichts, die Zusammensetzung des Kokains sowie über weitere Inhaltsstoffe (Pflanzenwachs, Gerbsäure) berichtet er.

 

Friedrich Wöhler bemerkt in seinem Gutachten: »Die Abhandlung des Hn. A. Niemann ‚über eine neue organische Base in den Cocablättern‘ ist eine ganz bedeutende Arbeit. Die Aufgabe, die ich ihm gestellt hatte, war allerdings dankbar genug und ließ fast mit Gewißheit die Entdeckung voraussehen, die Hr. Niemann gemacht hat.« Wöhler betont zugleich die Publikationswürdigkeit der Ergebnisse, die in verschiedenen Zeitschriften bekannt gemacht wurden.




Erste Seite des handschriftlichen Lebenslaufs von Albert Niemann, Curriculum vitae in (2)

Aber auch die weitere Bedeutung dieser Entdeckung spricht er in seinem Gutachten an: »Es bleibt nun noch die zweite wichtige Frage bei dieser Arbeit zu beantworten, die Frage, ob das Cocaïn, wie übrigens nicht zu zweifeln ist, wirklich den specifisch wirksamen Bestandtheil der Cocablätter ausmacht, worüber demnächst Versuche an Thieren und Menschen vorgenommen werden sollen, Versuche, die vielleicht auch für die practische Medizin wichtige Resultate geben können.« (9)

 

Schnell wurden Niemanns Untersuchungen in Frankreich und Deutschland bekannt, und schon 1862 gelangte Kokain durch die Firma E. Merck in den Handel.

 

Eine schwere Krankheit, die schließlich in Folge einer »Lungenvereiterung« zum Tode führte, verhinderte, dass Niemann die Arbeiten fortführen konnte. Wöhler beauftragte seinen Schüler Wilhelm Lossen (1838–1906) mit weiteren Studien (10). Dieser leistete einen ersten Beitrag zur Konstitutionsaufklärung, indem er feststellte, dass Kokain bei der Umsetzung mit Salzsäure unter Aufnahme von zwei Molekülen Wasser in Benzoesäure und eine neue organische Base, die Wöhler »Ecgonin« nannte, zerfiel (11). Erst 1898 gelang es Richard Willstätter (1872–1942), die Struktur des Kokains zu ermitteln. Auf Anregung von Siegmund Freud (1856–1939) hatte Carl Koller (1857–1944) 1884 Kokain erstmals für die Durchführung schmerzloser Eingriffe am Auge angewendet. Noch im gleichen Jahr fand die Kokain-Anaesthesie auch Eingang in die Rhinologie und Laryngologie. In der Arzneimittelforschung diente Kokain als Ausgangspunkt für die Entwicklung synthetischer Lokalanaesthetika, die keine Suchtwirkung besitzen, aber aufgrund der lokalen Ausschaltung von Schmerzen einen bedeutenden therapeutischen Fortschritt ermöglichten (12). Die Forschungen des vor 150 Jahren sehr jung verstorbenen Albert Niemann haben dazu den Anstoß gegeben. /


Quellen und Literatur

  1. Zaunick, R., Albert Niemann, der Entdecker des Kokains, in: Die Pharmazie 4 (1949), S. 475–478.
  2. Zekert, O., Berühmte Apotheker, Stuttgart 1962, S. 52–54 und Curiculum vitae, in: Universitätsarchiv Göttingen (UAG) Promotionsakte Phil. 143, S. 116–118.
  3. Persönliche Mitteilung von Dr. Ulrich Schmitt, Museum der Göttinger Chemie vom 6.1.2011.
  4. Niemann, A., Ueber die Einwirkung des braunen Chlorschwefels auf Laylgas, in: Annalen der Chemie und Pharmazie 113 (1860), S. 288–292.
  5. Gaedcke, F., Ueber das Erythroxylin, dargestellt aus den Blättern des in Südamerika cultivirten Strauches Erythroxilon coca Lam., in: Archiv der Pharmacie 132 (1855), S. 141–150.
  6. Niemann, A., Ueber eine neue organische Base in den Cocablättern, Dissertation, Göttingen 1860.
  7. Niemann, A., Ueber eine eine neue organische Base in den Cocablättern, in: Archiv der Pharmacie 153 (1860), S. 129–155 und 291–308.
  8. Niemann, A., Ueber eine eine neue organische Base in den Cocablättern, in: Vierteljahresschrift für practische Pharmazie 9 (1860), S. 489–493.
  9. Gutachten Friedrich Wöhler für die Dissertation von A. Niemann vom 28.03.1860, in: UAG Promotionsakte Phil. 143, S. 117f.
  10. Wöhler, F. u. Lossen, W., Fortsetzung der Untersuchungen über die Coca und das Cocain, in: Annalen der Chemie und Pharmacie 121 (1862), S. 372–375.
  11. Lossen, W., Ueber das Cocain. Inaugural-Dissertation, Göttingen 1862.
  12. Müller-Jahncke, W.-D., Friedrich, C. und Meyer, U., Arzneimittelgeschichte, Stuttgart 2005, S. 148f.

Anschrift des Verfassers:

Prof. Dr. Christoph Friedrich

Institut für Geschichte der Pharmazie

Roter Graben 10

35032 Marburg

ch.friedrich@staff.uni-marburg.de


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Beitrag erschienen in Ausgabe 03/2011

 

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