Prof. H. Schildknecht

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Schildknecht, Hermann (Prof.); Studium der Chemie an der Universität Erlangen; 1953 Promotion (E. Buchta); 1959 Habilitation für das Fach Chemie; 1963 a.o. Professor für Organische Chemie; 1964 ord. Professor an der Universität Heidelberg und Direktor des Organisch-Chemischen Instituts.

Seine Forschung:

Neben der Liebe zur Natur muß ein Naturstoffchemiker auch ein begabter Analytiker sein. So wurde bereits 1953 im Arbeitskreis SCHILDKNECHT das "Normale Erstarren" entwickelt, mit dem es u.a. gelang, hochverdünnte Lösungen der Phytoncide, etwa die Wirkstoffe der Waldluft oder die der Heilwässer, so zu konzentrieren, daß sie in Substanz gefaßt werden konnten. Es gelang, die Abwehrstoffe von Sorbus aucuparia als Blausäure, neben Benzaldehyd auch von Prunus padus und von Cochlearia armoracia als Kohlenoxysulfid, zu identifizieren. Die flüchtigen Chinone der Tenebrioniden wurden genauso elegant durch das normale Erstarren isoliert wie die aliphatischen Aldehyde der Wanzen. Dies führte zu einem Evolutionsschema in dem die Pygidialwehrblasen aller Laufkäfer zusammengefaßt sind, wie sich dann auch eine Chemische Evolution bei Betrachtung der in den Wehrorganen entdeckten längerkettigen und ungesättigten Carbonsäuren bzw. Ameisensäure, Phenole und Chinone ergab. Die Spitze bilden die Brachyniden, die in ihren 1 mg schweren Blasen eine Lösung von Hydrochinonen in bis zu 28-proz. Hydroperoxid speichern.

Das Bild zeigt eine schematische Darstellung der Abwehrorgane der Brombardierkäfer mit den Chemikalien
Erst beim hörbaren Schuß wird heißes Giftgas aus Benzo- und Toluchinon von einem Überdruck an Sauerstoff ausgestoßen. Zusätzlich zu ihren Pygidialwehrblasen haben die Schwimmkäfer zur Abwehr größerer Feinde Nackendrüsen ausgebildet. Darin erzeugen die Dytisciden vor allem Steroide, z.B. Cortexon. Der 2,5 mg schwere Kurzflügler Stenus comma benutzt das im Hinterleib gespeicherte N-Ethyl-3-(2-methylbutyl)-piperidin zur schnellen Fortbewegung auf dem Wasser. Der Schlammschwimmer Ilybius fenestratus wehrt auch mit einem Alkaloid feindliche Kleinsäuger ab, so wie der Saftkugler Glomeris marginata. Der Schwimmkäfer Platambus marginata hält für diesen Zweck ein Diterpen bereit und der Taumelkäfer Gyrinus natator ein Norsesquiterpen, womit zugleich lästige Mikroorganismen bekämpft werden sollen. Untersuchungen über diese Chemische Ökologie wurden im Arbeitskreis SCHILDKNECHT durch Arbeiten über die Knotenameisen abgerundet, wo man Pflanzenwuchsstoffe, die auch als Hemmstoffe fungieren können, gefunden hat. Anorganische Verbindungen sind maßgeblich an der Stabilität der Spinnennetze beteiligt. Eine mehrstufige Kristallisation ist das "Zonenschmelzen", das zu extrem reinen Produkten führt. So konnte damit reinstes Primin gewonnen werden, das Gift aus Primula obconica. Durch "Elektronenbrenzen" hat man es als 2 Methoxy-n-pentyl-p-benzochinon erkannt. Bei diesem Verfahren wird die organische Verbindung mit tritiiertem Wasser einer spezifischen Aktivität von 5 Ci/ml inkubiert und somit von den solvatisierten Elektronen spezifisch fragmentiert. Die entstandenen ß-strahlenden Fragmente lassen sich nach chromatographischer Trennung noch in geringster Menge nachweisen. Chemisch identifiziert, gestatten sie Rücksschlüsse auf die Ausgangsverbindung, wie umfangreiche Versuche mit Aminosäuren, Estern, Lactonen, Säureamiden, Chinonen, Terpenen, Stickstoff- und Schwefelheterocyclen und Naturstoffen gezeigt haben. Primin wurde in ein Chemisches Herbarium aufgenommen, in das auch bald andere Reiz- und Abwehrstoffe höher organisierter Pflanzen gehören sollten. Es wurden Brennhaare von Urtica dioica, Laportea moroides und Jatropha urens analysiert und ihre biogenen Amine ermittelt. Beim Studium der Thymelaeaceae war es möglich, die komplexe Struktur des Mezereins, das Gift aus dem Seidelbast, als einen Ester der Phorbols zu ermitteln. Aus den Blättern der Robinie und besonders der Heidel- und Preiselbeere wurde das Phytoncid trans-2-Hexenal isoliert. Die Headspace-Analyse der Blüten der Edelkastanie ergab ein ganzes Muster an Verbindungen, angeführt vom Styrol. Umgekehrt kommt in den Wurzeln von Galium mollugo der 6-Hydroxy-2,2-dimethyl-2H-naphto [1,2-b]pyran-5-carbonsäuremethylester vor. Aus Fabaceae, Oxalidaceae, Malavaceae, Portulacaceae, Vitaceae und Smilaceae hat man 7 Turgorine gewonnen. Diese "Periodic Leaf Movement Factors" (PLMF) sind die endogen wirksamen Stoffe des Abwehrverhaltens schlafender und sensitiver Pflanzen. Zunächst hat man aus Mimosa pudica den PLMF 1, die 4-0-(ß-D-glucopyranosyl-6'-sulfat-)gallussäure isoliert, der auch als Synthesesubstanz im Biotest aktiv war. Mit einer GC-MS-Analyse konnten die Insektizide aus Crotolaria ochroleuca als 2-Methoxy-3,5-dimethylpyrazin und 2-Methoxy-3-isopropylpyrazin charakterisiert werden. Der gelbe Gerbstoff aus Cytinus hypocystis wurde aufgrund spektroskopischer Untersuchungen als cyclischer 4,6-Ester der 1,2,3-Tri-O-galloyl-ß-D-glucose mit 1',4',5',6'-Tetrahydro-4,5,6,6'-penta-hydroxy[1,1'-biphenyl]-2,2'dicarbonsäre erkannt.
Im Analdrüsenstinkstoff von Nerz (Mustela vison) und Iltis (Mustela putorius) war neben anderen schwefelhaltigen Komponenten ganz besonders das Mustelan, 2,2-Dimethylthietan, nachweisbar. Im Sekret der subcaudalen Drüsentasche des Dachses (Meles meles L.) wurden Propion-, iso-Butter-, iso-Valerian-, 2-Methylbutter-, Valerian-, iso-Capron-, Capryl- und 4 Methylnonansäure als Duftsignale erkannt. Im verhaltensaktiven Analbeutelsekret des nordamerikanischen Waschbären (Procyon lotor L.), gelang es mittels der GC-MS-Kopplung iso-Butter-, n-Butter-, 2-Methylbutter-, iso-Valerian-, iso-Capron- und größere Mengen an 3-Phenylpropion-säure nachzuweisen. Mit der gleichen Methode konnten die verhaltensaktiven Signalstoffe des Harns vom Iltisfrettchen (Mustela putorius furo) charakterisiert werden. In diesem Zusammenhang war das Sekret des Interdigialorgans vom Reh (Capreolus capreolus L.) interessant, worin 22 Komponenten nachgewiesen wurden. Am stärksten vertreten ist eine verzweigte Hexadecansäure, die Palmitin- und Palmitoleinsäure.
Für die Darstellung extrem reiner Lösungsmittel dient ganz besonders das vielstufige Kollonenkristalisieren. So erhält man damit physikalisch reines Benzol, das ohne nachweisbaren Rückstand verdampft und zur Extraktion des kohlenstoffhaltigen Chondriten Essebi diente. Nach Anreicherung durch Normales Erstarren und Eiszonenschmelzen waren einwandfrei neben den n-Alkanen von C15 - bis C35 Phenanthren und Anthracen, Acenaphtylen, Pyren und Benzpyren nachweisbar. Der Aromatengehalt lag bei 0,01 . Die Tennung von Mikromengen organischer Feststoffgemische durch einen triboelektrischen Effekt führte selbst zur Trennung von geometrischen Isomeren, wie das Beispiel cis-trans-Chinit zeigt.