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12. April 2018

NMR-Praktikum: Untersuchen, was drin ist!

Modul "Das Parfum" beim NMR-Praktikum am Institut für Organische Chemie (IOC) / KIT

Untersuchung der Proben aus dem Spektrometer; NMR-Praktikum am IOC / KIT

Verschiedene Vanille-Aromen, darunter auch selbst synthetisiertes Vanillin, haben die Hectorainerinnen und Hectorianer des Moduls "Das Parfum" beim NMR-Praktikum am Institut für organische Chemie (IOC) des Karlsruher Instituts für Technologie untersucht. Möglich wurde dies durch die Unterstützung von Mara Silber. Die ehemalige Hectorianerin aus dem Kurs KA02 promoviert am IOC und betreut in diesem Jahr ebenfalls ein Projekt in der Kooperationsphase. Nathalie Niederbudde und Philipp Huber untersuchen verschiedene Rotweine auf den Histamin-Gehalt und haben dabei unter anderen die NMR-Spektroskopie eingesetzt. Somit stehen an diesem Nachmittag gleich drei fach- und sachkundige Betreuer zur Verfügung, die die 9.- und 10. Klässler bei der Auswertung der Spektren unterstützen.

Die zu untersuchenden Proben, Vanilleschoten, verschiedene Vanillezuckerproben, das aus Ligninsulfonsäure selbst synthetisierte Vanillin, hat Kursleiter Thomas Knecht bereits einige Tage vorher vorbei gebracht, so dass die Untersuchungsergebnisse nun vorliegen. Nach einer kurzen theoretischen Einführung geht es gleich in die Anwendung. Anhand zweier vorgegebner NMR-Spektren identifizieren die Hectorianerinnen und Hectorianer die Proben Ethylvanillin und Vanillin und weisen die einzelnen Peaks den Wasserstoffatomen im Molekül zu. Mit Hilfe des zweidimensionalen HSQC-Spektrums können zudem die Wasserstoff-Peaks einzelnen Kohlenstoffatomen zugeordnet werden.

Einführung ins Praktikum
Auswertung von NMR-Spektren

Dann wird es spannend: Wie werden die eigenen Ergebnisse aussehen? Enthält der teurere "Bourbon-Vanillezucker" tatsächlich echte Vanille? Und wird in einem Produkt, z. B. dem "Grüntee mit Vanillearoma", den Mara noch mitgebracht hat, womöglich der künstliche Aromastoff Ethylvanillin enthalten sein? Nathalie und Philipp holen die Proben aus einem der drei NMR-Spektrometer, die in dem abgeschirmten Untersuchungsraum stehen. Die in Glasröhrchen eingeschmolzenen Proben sehen unverändert aus. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt am Computer. Mit Hilfe einer geeigneten Software werden die Wasserstoff- und C13-Spektren der verschiedenen Proben untersucht und analysiert.

Probennahme aus dem NMR
Vergleich der Spektren
Analyse der Daten

Und die Ergebnisse: "Wir konnten keine Unregelmäßigkeiten entdecken", erklärt Dan. "Schade eigentlich, aber irgendwie auch beruhigend - schließlich ist es wichtig, dass die Lebensmittelinhaltsstoffe korrekt deklariert werden" findet Lucie und trifft damit auf große Zustimmung. "In jeden Fall war es toll, dass wir unsere eigenen Proben hier untersuchen durften."

"Ich habe so viel aus meiner Zeit im Hector-Seminar mitgenommen - da war es für mich selbstverständlich, dass ich etwas davon zurückgeben möchte", erklärt Mara Silber ihr Engagement. Ein Angebot, auf das Kursleiterin Anke Richert gerne zurückgreift: "Für die nächste Kooperationsphase, die im Herbst 2018 beginnt, suchen wir wieder spannende Projekte, darunter auch Bio-/Chemie". Mara Silber wäre nicht abgeneigt.

> Mehr zur Kooperationsphase im Hector-Seminar

Fotos: A. Richert