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F: Betreff: Anfrage nach Informationen über die Wirkung von Dihydroxyaceton in Selbstbräunern
ich bin Schülerin der Jahrgangsstufe 12 des (…)-Gymnasiums (…). Zurzeit schreibe ich eine Facharbeit im Fach Chemie über die Wirkung von Dihydroxyaceton in Selbstbräunern und mögliche Risiken in der Anwendung. Ich wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie genauere Informationen zu den folgenden Themen für mich hätten:
- Mechanismus der Reaktion von Dihydroxyaceton (DHA) mit Aminosäuren der Haut
- Bei meinen Recherchen bin ich darauf gestoßen, dass DHA entlang dieser Reaktion ähnlich der Maillard-Reaktion zu sogenannten Melanoidinen reagiert. Diese werden jedoch immer nur als höhermolekulare braune Substanzen beschrieben. Was ist über die Struktur dieser Stoffe bekannt, was zeichnet Melanoidine aus, und warum sind sie braun?
- Aus verschiedenen Quellen konnte ich mir einen Teil des Reaktionsmechanismus herleiten. Ein erster Entwurf befindet sich im Anhang in der Datei "Maillard-ähnliche Reaktion.pdf". Ist dieser soweit richtig? Wie reagieren die Produkte zu den Melanoidinen weiter?
- Welche sind die optimalen Reaktionsbedingungen?
- Bekannte und vermutete Risiken bei der Verwendung von Selbstbräunern
- Kann aus Dihydroxyaceton unter Wärmeeinwirkung und hohem Wassergehalt Formaldehyd gebildet werden (siehe Anhang: "Spaltung von DHA.pdf")? Wie hoch ist die Gefahr durch Formaldehyd-Bildung einzuschätzen?
- Haben Selbstbräunungsmittel karzinogene Wirkung?
- Gibt es weitere Risiken (z.B. Austrocknung der Haut)?

A: Ich öffne prinzipiell keine Anhänge von Unbekannten. Sorry.
Dass Dihydroxyaceton in der Art reagiert, erscheint mir unwahrscheinlich. Denn DHA ist schließlich ein Stoff, der auch im Rahmen der Glykolyse in den Zellen vorkommt – zusammen mit freien Aminosäuren.
Außerdem liegt mein Interesse nicht bei der kosmetischen Chemie. Vielleicht fragen Sie einen Hersteller der Produkte.

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F: Betreff: Ich brauch dringend Hilfe zum Thema Aspirin
Ich komme jetzt in die 13. Klasse eines Gymnasiums und versuche derzeit meine Facharbeit zu machen. Leider habe ich schon im Vorfeld ein Problem: Ich finde einfach keine genauen Rezepte wie ich aus Weidenrinde Salicin isoliere, denn so weit ich jetzt schon informiert bin, kann man Salicin in Salicinalkohol spalten und dann zu Salicinsäure oxidieren. Oder aus Wintergrün Methylsalicylat zu extrahieren? Den weiteren Schritt der Hydrolyse habe ich bereits als Rezept. Gibts es solche Rezepte? Oder wissen Sie einen Rat?

A: Leider habe ich keine Rezepte dazu. Vielleicht kann Ihnen Ihr Mentor dazu verhelfen – was ich nach meinen Erfahrungen allerdings bezweifle… Auch ist mir keine Quelle für das amerikanische Wintergrün bekannt.

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F: Betreff: SO2-Nachweis bei Trockenfrüchten
Ich möchte eine Facharbeit schreiben, in welcher ich Wein und Trockenfrüchte auf deren SO2-Gehalt untersuche. Für den Wein habe ich da eine Versuchsanweisung, in welcher der Wein zuerst mit Stärke und H2SO4 versetz wird und anschließend mit Jodid/Jodat-Lösung bis zur Blaufärbung titriert wird. Bei den Trockenfrüchten habe ich versucht, durch kochen in dest. Wasser die Inhaltsstoffe – und damit auch das SO2 – „auszukochen“. Allerdings wurde bei der Titration dieser entstandenen Lösung direkt eine tiefe Blaufärbung sichtbar. Können Sie mir einen Tipp geben, wie ich besser vorgehen könnte? Ist es möglich, die Früchte in z.B. HCl aufzulösen und diese anschließend mit NaOH zu neutralisieren und dann zu titrieren? Oder stört dabei dann das entstehende Kochsalz bzw. die Na+/Cl- Ionen?

A: Wenn Sie SO₂- oder sulfithaltiges Material kochen, wird Ihnen das gasförmige SO₂ immer abdampfen.
Beim Auskochen der Früchte haben Sie wahrscheinlich Ascorbinsäure mit extrahiert. Aber es können auch andere oxidationsempfindliche Substanzen vorhanden sein.
Zur Analytik befragen Sie ein chemisches Untersuchungsamt.

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F: Betreff: Frage zur Fotosynthese bei der Aloe Vera - Pflanze
Ich arbeite gerade an meiner Facharbeit über das Thema "Aloe Vera". In einem Punkt komme ich aber leider nicht weiter: Zwar weiß ich, dass die Aloe Vera - Pflanze keine "gewöhnliche" Fotosynthese betreibt, aber welche Art der Energiegewinnung stattdessen stattfindet kann ich einfach nicht herausfinden. Ich bin auf den Hinweis gestoßen, dass sie Aloe Vera tagsüber Licht-Fotosynthese betreibt und nachts ein Ionenaustausch stattfindet. Was kann ich mir darunter vorstellen? Wie läuft die Energiegewinnung im Detail ab? Gibt es eine Art Nachweisversuch, den Sie mir für den praktischen Teil meiner Facharbeit empfehlen können?
Ihre Antwort wäre mir eine große Hilfe, da ich bei meiner Arbeit einfach nicht mehr vorankomme. Vielen Dank im Voraus!
Mit freundlichen Grüßen, Katharina

A: Zuerst einmal: Die Geschichte mit dem nächtlichen Ionenaustausch kann ich nicht nachvollziehen.

Jede Pflanze betreibt nur tagsüber Fotosynthese. So ist das nun einmal. Foto heißt schließlich Licht. Gleichzeitig zur Fotosynthese findet auch die Atmung statt. Es gibt aber eine Reihe von Mechanismen vor allem von Pflanzen in Wüsten, die eine spezielle Chemie betreiben. Eine bekannte, zugleich gut untersuchte Pflanze, die das macht, ist der Talerbaum (Crassula). Man spricht deshalb hier vom CAM-Stoffwechsel. Das steht für Crassulacean Acid Metabolism.

CAM-Pflanzen atmen vorrangig nur in der Nacht und fixieren das dabei gebildete CO₂ über spezielle Substanzen, vor allem Malat (Äpfelsäure). Z. B. wird CO₂ an Phospho-enol-pyruvat gebunden; das gebildete Oxalacetat wird mit dem Fotosynthese I-Produkt NADH/H⁺ zu Malat reduziert. Sukkulente Pflanzen können nämlich am Tage nur wenig CO₂ aufnehmen, da ihre Spaltöffnungen geschlossen bleiben, um ihren Wasserverlust gering zu halten. Dieses CO₂ wird am Tage wieder freigesetzt und zusammen mit Wasser in der bekannten Fotosynthese-II/Dunkelreaktion (Calvin-Cyclus) zu Glucose umgebaut. Der entstehende Sauerstoff hilft bei der Atmung.

Als Experiment: Messen Sie den pH-Wert des Zellsafts von Aloe abends nach langer Bestrahlung und morgens nach Dunkelheit. Denn durch die Säurebildung wird der Zellsaft nachts saurer. Vielleicht ist hier der Ionenaustausch zu verstehen.

F: Betreff: Danke!
Vielen, vielen Dank für die schnelle Antwort. Sie haben mir sehr geholfen!
Da ein Eintrag in das Gästebuch leider nicht mehr möglich ist, will ich auf diesem Weg nochmal DANKE sagen für Ihre Hilfe. Ich finde es wirklich einfach toll, dass Sie sich die Mühe machen und die Zeit nehmen, Ihre Fachkenntnisse mit anderen zu teilen und z.B. Schülern damit eine große Hilfe sind. Ein großes Lob auch für die sehr schnelle Beantwortung meiner Frage!

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F: Betreff: Somat

Vorgeschichte: Die Schülerin hat im Rahmen ihrer Facharbeit den Versuch zum Nachweis von Kupfer-Ionen in Geschirrspülmitteln durchgeführt. Die Firma, die Calgonit herstellt, hat abgestritten, dass sich in ihrem Geschirrspülmittel Kupfer-Ionen befinden. Darauf fragte die Schülerin bei mir nach. Ich selber habe etwas skeptisch reagiert – vor allem, weil die Vorschrift aus dem Jahre 1987 stammte und ich an nahm, dass durchaus Produktänderungen erfolgen können. Aber: Die Schülerin hatte Recht! Lesen Sie selbst:

sehr geehrter prof. dr. blume,
nach einer langen wartezeit habe ich heute eine e-mail vom calgonit-hersteller bekommen (da ich ja auch mit calgonit quantum den kupfer-versuch gemacht habe), in der drin steht, dass es tatsächlich kupferionen im calgonit quantum gibt, dass sie mir zu meiner exakten und richtigen analyse gratulieren und sich selbst eingestehen dass sie es übersehen haben, dass der blaue farbsoff kupferionen enthält!
auf diesem weg möchte ich mich bei ihnen für die tolle vesuchsanleitung danken, die mir bei meiner facharbeit sehr geholfen hat und dank der ich sogar etwas neues entdeckt habe!

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