Table Of ContentGUnther Ohloff
Riechstoffe
und Geruchssinn
Die molekulare Welt der DUfte
Mit 19 Abbildungen und 16 Tabellen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Professor Dr. Gunther Ohloff
Firmenich SA
Postfach 239
CH-1211 Genf 8
ISBN 978-3-540-52560-8 ISBN 978-3-662-09768-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-09768-7
CIP-Titelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Ohloff, Gunther:
Riechstoffe und Geruchssinn : die molekulare Welt der Dufte 1 Gunther Ohloff.
Berlin; Heidelberg; New York ; London; Paris; Tokyo; Hong Kong: Springer, 1990
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1990
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2151/3020 54321
fUr Asta
" ... das Buchleinschreiben ist eine Passion,
die mir nicht gar zu ferne liegt.
Undjetzt, da ich mich vom Amt befreit habe,
hat der Gedanke wieder
etwas kostlich Lockendes for mich:
einmal in MulJe und bei guter Laune
ein Buch zu schreiben, nein:
ein Buchlein,
eine kleine Schrift
for Freunde und
Gesinnungskameraden. "
Hermann Hesse:
Das Glasperlenspiel
In diesem Sinne
allen Kollegen und Freunden
des guten Geruchs
Vorwort
• BewuBt oder unbewuBt werden wir tiiglich von unserem Geruchssinn geleitet.
Er kontrolliert die Nahrungsaufnahme, steuert unser GefGhlsleben und
hilft uns bei der .Suche nach der verlorenen Zeit':
• GeruchseindrOcke haben die Menschheit seit grauer Vorzeit in ihren Bann ge-
zogen. Aus dem Mythos Duft entwickelten sich Riten und Symbole. Be
deutende Zeugnisse davon reichen bis we it ins Altertum zurOck. Am An
fang standen Rauchopferdurch Verbrennen von Harzen, Holzern, Rin
den und anderen aromatischen Pflanzenteilen. Duftsignale hatten eine
kultisch-magische Bedeutung und wurden zu Ehren der Gotter dar
gebracht. Wohlgeruch sollte Lebende und Tote vor Unbilden schOtzen,
Gesunde stiirken und Kranke heilen, sowie den Menschen mit seinen
Ahnen verbinden oder ganz einfach seine Sinne erfreuen.
• Weihrauch und Myrrhe gehoren zu den iiltesten Duftstoffen der Menschheit.
FOnftausend Jahre alten Schrifttafeln der Assyrer entnehmen wir, daB
in Ninive am Tigris dem Sonnengott Weihrauch geopfert wurde.
Wiihrend der Regierungszeit von Hammurabiverbrannte man im Bel
tempel zu Babylon jiihrlich eintausend Talente (29 000 kg) dieses Har
zes. Bereits zurZeit der Pharaonen (5000 v.Chr.) bereiteten die Agypter
ihre Rauchopfer aus einem Gemisch verschiedener Harze, wie Myrrhe,
Weihrauch und Opoponax, oft unter Zugabe von Zimtrinde und anderen
Duftspendern. Wohlriechende Edelholzer besaBen eine iihnliche
Symbolkraft. So wird das Zedernholz schon im Gilgamesch-Epos
(3200 v. Chr.), der iiltesten Aufzeichnung Ober die Entstehungs
geschichte der Menschheit, erwiihnt. Die Agypter verfOgten zu jener
Zeitbereits Oberdie Technologie zurGewinnung von Zedernholzol-es
gehort zu den sieben Sorten etherischer Ole, die den Pharaonen als
Bindemittel von Asphalt und wohlriechenden Harzen fOr im Totenkult
verwendete Einbalsamierungsmittel diente. Zedernholz galt als unver
weslich. Dank seines hohen Duftwertes steht Sandelholz dem Ze
dernholz nicht nacho Sandelholz, einer der iiltesten Rohstoffe der Par
fGmerie, ist nachweislich seit 4000 Jahren in menschlichem Gebrauch.
In der Bibel wird dem Sandelholz eine hohe Prioritat als Gastgeschenk
eingeriiumt. Eines der iiltesten Zitate berichtet von dem Besuch der
Konigin von Saba, die Salomo mit •... sehr viet Sandelholz und Edel
gestein" verwohnte. Das Sandelholz ist von den ostlichen Kulturen, wie
etwa der indischen, seit alters her gepriesen worden und bis zurGegen
wart unlosbar mit dem sozialen Leben, den religiosen Riten und dem
kunsthandwerklichen Konnen dieser Volker verknOpft.
• Von der anonymen Oberlieferung ging der Geruch in den Sprachschatz der
Dichter, Philosophen und Arzte Ober. Homer berichtet, an welchen
Duftnuancen sich die griechischen Gotterergotzten. Die Odyssee IOftet
das Geheimnis des "Bouquet der Venus", das Aphrodite unwidersteh
lich machte. Circe hielt Odysseus mit Hilfe verfOhrerischer Duftstoffe
gefangen, unddie Obernatorliche Schonheitder Helena-fOrGriechen
wie TrojanergleichermaBen verhangnisvoll-soll auf kosmetischen Ge
heimnissen basieren.lhre Rezepte vermittelte Helenaihren Bewunde
rinnen, was nach der Sage die BegrOndung der hochstehenden griechi
schen ParfOmerie ausgelost haben 5011. In der Kunst der Zubereitung
olivenolhaltiger AuszOge von wohlriechenden Pflanzenteilen haben es
die Griechen zurwahren Meisterschaft gebracht. Fettextraktionen von
BIOtendOften durch die heute noch praktizierte "Enfleurage"warbereits
zu Homers Zeiten bekannt. Aber auch Tinkturen, Lotionen und Essen
zen sowie Salben und Pasten, speziell fOr jeden Korperteil, war ihnen
nach Antiphanes nicht fremd.
• Die bedeutendsten Schriftstellerdes klassischen Altertums wie Herodot, Horaz,
Ovid, Plinius und besonders Martial haben sich nicht gescheut, die
Schonheitspflege und ihre duftenden Mittel zu preisen. Nach dem Buch
der DOfte von Theophrastuswar in Athen neben Rose und Lilie das Veil
chen die beliebteste Geruchsqualitat. Die Romer bevorzugten Safran.
Balsamische GerOche waren nach Martia/Mannersache. Zu den klas
sischen DOften zahlen ebenfalls Narzisse, Iris, Kalmus, Zimt, Costus,
Vetiver, Quittenessenz, Thymian-oder Majoranpomaden neben dem
biblischen Nardenol. In seiner Naturgeschichte erwahnt Plinius d.A.
eine Salbe, die 27 solcher Ingredienzen enthielt. Megallus und Peron
sind uns als berOhmte Athener Parfumeure Oberliefert worden, Martial
in Rom zahlteCosmus und Nicero zu den wichtigsten "Unguentarjj".
Wahrend die sinnesfrohen Griechen Wohlgeruch wohldosiert einzu
setzen wuBten, betrieben die Romer eine verschwenderische Duft
kultur. Catullus, den Duftorgien verfallen, wollte .nur noch Nase sein':
Es gab aber auch kritische und mahnende Stimrnen. "Duftstoffesinddie
OberflOssigsten Luxusartikel", mahnte Plinius d.A. Die solonische Ge
setzgebung gar untersagte den griechischen Mannern die ParfO
mierung. Aristoteles wiederum hob den asthetischen Aspekt des Ge
ruchssinnes hervor: .Angenehme DOfte tragen zum Wohlbefinden des
Menschen bet'. Und Anakreon empfiehlt: "Das Auftragen lieblicher
DOfte aufd as Haupt ist das beste Rezept gegen Krankheit': Tatsachlich
wurden im Altertum Geruchsstoffe in groBer Mannigfaltigkeit fOr
Heilzwecke benutzt, wovon uns Plinius d.A. in seiner "Naturalis historia"
und Dioscorides in den Schriften "De materia medica" ein beredtes
Zeugnis ablegen.
VIII
• Erste Ansatze zur Erforschung des Geruchssinnes finden sich bereits im
Altertum. So gelang Galenus, dem BegrOnderder Galenik und Leibarzt
Kaiser MarcAurels, die Entdeckung der Riechnerven. Die erste Theorie
Ober Struktur-Wirkungsbeziehungen von Riechstoffen verdanken wir
dem romischen Dichter und Naturphilosophen Titus Lucretius Carus
(97 - 55 v. Chr.). Nach seinem Werk .De rerum nafura· sollen ange
nehme Duftstoffe runde Gestalt aufweisen, wahrend stinkende Sub
stanzen scharfe, stachlige Partikel darstellen. Ein Geruch wird dadurch
ausgelost, daB MolekOle nur durch Schlitze des Sinnesorgans mit
komplementarer Form hindurchtreten konnen. Damit war vor Ober 2000
Jahren derWeg fOr die .SchIOssel-SchloB" -Theorie geebnet, mit derdie
Interaktion zwischen einem Enzym und seinem Substrat durch Emil
Fischer beschrieben wurde.
Jahr GrundstoB Erfinder
1855 Benzylalkohol S. Cannizzaro
1855 Phenylessigsaure S. Cannizzaro
1866 Cumarin W.H. Perkin
1870 Benzaldehyd F. W. Wilhelmi
1876 Salicylaldehyd K. Reimer
1876 Vanillin K. Reimer, F. Tiemann
1878 Zimtsaure W.H. Perkin
1883 Phenylacetaldehyd E. Erlenmeyer, A. Lipp
1884 Zimtaldehyd G. Peine
1885 a-Terpineol O. Wallach
1886 Methylsalicylat Schimmel & Co.
1890 Piperonal G. Ciamician, P. Silber
1891 Nitromoschus A. Baur
1893 Jonone F. Tiemann, P. KrOger
TABELLE: Industrielle Synthesen natOrlicher Riechstoffe im 19. Jahrhundert
• Mit der industriellen Entwicklung der Wasserdampfdestillation und der Herstel-
lung hochgradigen Alkohols (arabisch AI Koho/) durch die Araber
wurde das moderne Zeitalter der Riechstoffgewinnung eingelautet. Der
im 10. Jahrhundert lebende Arzt Avicenna fOhrte auf diese Weise Ro
senol und Rosenwasser von BIOten der von Arabern hochgeschatzten
Rosa centifolia ein, das bald in groBem Stil produziert und in aile Welt
exportiert wurde. Dank der neuen Technologie lie Ben sich etherische
Ole und Essenzen von bis dahin unbekannter Qualitat herstellen. Durch
Kombination dieser Zubereitungen kreierte man Parfums, die in ihrer
Art bis zum Ende des vorigen Jahrhunderts Bestand hatten. Diese fast
tausend Jahre wahrende Stagnation in der Kompositionstechnik
IX
konnte erst durch die stiirmische Entwicklung der organischen Chemie
Oberwunden werden, nachdem man durch gezielte Naturstoffanalyse
und wirkungsvolle Synthesemethoden die molekulare Basis der etheri
schen Ole in den Griff bekam. Zunachst wurden kristalline Naturstoffe
wie etwa Borneol, Campher, Cedrol, Anethol und Safrol in industriellem
MaBstab eingesetzt. Mit fortschreitender Entwicklung der Destillations
technik unter Vakuum oderdurch Derivatisierung lieBen sich auch bald
flOssige Verbindungen aus etherischen Olen in groBem Stil gewinnen.
Geraniol, Citronellol, Linalool, Citral, Zimtaldehyd und Eugenol stehen
fOr eine ganze Palette von natiirlichen Verbindungen, welche die
Parfumeure des vorigen Jahrhunderts inspirierten. Doch die varianten
reiche Entwicklung der modernen ParfOmerie setzte erst mit der Syn
these von Riechstoffen oder deren Ausgangsmaterialien (siehe
TABELLE Seite 7) ein. Sie erlaubten die Kreation von PhantasiedOften,
die bis in unsere Tage anhalt. So wurde Cumarin erstmals 1882 von
Houbigant fOr die ParfOmierung der Seife "Fougere Royale" einge
setzt. In Verbindung mit synthetischem Vanillin erzeugte Guerlain 1889
mit Hilfe von Cumarin in "Jicky" eine sOBlich orientalische Note. Beide
Produkte haben ihren Marktwert bis heute behalten. Jonone wurde
1894 von Roger & Gallet zur Komposition des klassischen Veilchen
parfums "Vera Violetta" eingefOhrt. Eine Kombination von Keton
moschus, Eugenol und Jononen bildet die Basis von Houbigants
"Ideal" (1896). Ais letztes Beispiel sei Amylsalicylat erwahnt, das den
Geruchscharakter des "Trefle Incarnat" (1898) von Piver pragt.
• Das vorliegende Buch soli dem interessierten Naturwissenschaftler ein Bild vom
gegenwartigen Stand der Forschung auf dem Gebiet derGeruchswahr
nehmung und seiner Stimulantien vermitteln. Die Olfaktion ist ein kom
plexes Arbeitsgebiet von multidisziplinarer Dimension. Ihre wissen
schaftliche Basis wird im wesentlichen von der Neurophysiologie, der
Biochemie, der organischen Chemie und der Psychologie mit vielen
ihrer Nebendisziplinen gebildet. Randgebiete wie Pheromon-und Ver
haltensforschung der Tiere haben wesentliche Beitrage zum Ver
standnis des menschlichen Geruchssinnes geleistet. In diesem AbriB
mochte der Autor ganz besonders den Chemiker ansprechen. Ihm
sollen durch ausgewahlte Beispiele die molekulare Basis des Geruchs,
Beziehungen zwischen Struktur und biologischer Aktivitat sowie die
Vielfalt der Strukturchemie dieses faszinierenden Arbeitsgebietes vor
Augen gefOhrt werden.
x
• Das Manuskript zu diesem Buch wurde von
Angelika Kolb-Fichtler auf einem Com-
puter der Marke Macintosh (SE, dann II, ~
IIx plus externe Speicherkapazitat) ~
angefertigt, wozu sie hauptsachlich die
Programme (aile in englischer Version)
WriteNow (2.0) und Word (3.0 und 4.0)
fOr die Textverarbeitung, ChemDraw
(2.0 bis 2.1.3) fOr die Strukturformeln,
Freehand (2.0) fOr Grafiken sowie
PageMaker(3.0 und 3.5) fOr das Layout benutzte. Das Arbeiten an der
Kapazitatsgrenze des Computers und zahlreiche technische Probleme
(apropos: ein herzlicher Dank auch an Mac/ntelligence SA, vor allem an
Michel Frossard) hat Frau Kolb-Fichtler mit Kompetenz und be
wundernswerter Geduld gemeistert. Auch ihr EinfOhlungsvermogen in
Sprache und grafische Details waren fOrdie Ausgestaltung des Werkes
von unschatzbarem Wert. Weitere technische Hilfe wurde von Gertrud
Lingesleben und Renate von Szedressy geleistet. Die Danksagung
geht auch an viele Kolleginnen und Kollegen, die den Autor mit
Hinweisen, Diskussionen, Korrekturen und eigenen Ergebnissen unter
stOtzt haben. Einen besonderen Verdienst hatten: Sina Escher, Regula
Nat; Andre Boschung, Edouard Demole, Charles Fehr, Ivon Flament,
Wolfgang Giersch, Dieter Kastner, Bruno Maurer, Ferdinand Nat,
Wilhelm Pickenhagen, Philippe Sauvegrain, Alan F. Thomas, Karl
Heinz Schulte-Elte und Beat Winter. Stimulierende Bemerkungen zur
Biochemie der Olfaktion verdankt der Autor Christopher Walsh.
Erwahnenswert ist auch die verstandnisvolle Zusammenarbeit mit dem
Verlag und ganz besonders mit Peter Enders. Roger Firmenich als
engagierter Riechstoffchemiker und weitsichtiger Unternehmer hat
dem Autor vor 27 Jahren die Chance gegeben, in Genf eine For
schungsgruppe aufzubauen, deren Ergebnisse im wesentlichen den
Inhalt dieses Buches bestimmen. Das Vorwort schlie Ben m6chte der
Autor mit einem warmen Gedenken an seinen Lehrer Heinrich Wien
haus (1882 - 1959), der dem oft ungeduldigen SchOler seine bedeu
tenden Materialkenntnisse und den groBen Enthusiasmus fOr die
Riechstoffchemie vermittelt hat.
Genf, im Dezember 1989 Gunther Ohloff
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