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Nitroglycerin

Lebensretter und tödlicher Sprengstoff

24.01.2014  11:06 Uhr

Von Edith Schettler / Einer Untersuchung aus dem Jahr 2005 zufolge werden die meisten Patienten aufgrund einer Angina-pectoris-Diagnose in ein Krankenhaus eingewiesen. Der anfalls­artige heftige Schmerz ähnelt sehr den Symptomen eines akuten Herzinfarktes. Die Gabe von Nitroglycerin lindert die Angina pectoris innerhalb weniger Minuten, während sie bei einem Koronarinfarkt wirkungslos bleibt.

Nitroglycerin oder – chemisch korrekt nach IUPAC-Nomenklatur Propan-1,2,3- triyltrinitrat – ist eine instabile organische Flüssigkeit, die bereits bei relativ geringer Erschütterung in Kohlendioxid, Stickstoff, Stickstoffmonoxid und Wasser zerfällt. Die schlagartige Umwandlung der Flüssigkeit in ein Gasgemisch geht mit einer großen Volumenzunahme einher. Dies führt zu einer heftigen Druckwelle.

Gefährliche Forschung

Das musste auch der Erfinder des Nitroglycerins, der italienische Arzt und Chemiker Ascanio Sobrero (1812–1888) am eigenen Leib erfahren. Im Jahr 1847 führte er Experimente mit sogenannter Schießbaumwolle durch, einem Salpetersäureester der Cellulose. Diese Spezialbaumwolle hatten mehrere deutsche Forscher im Jahr zuvor unabhängig voneinander erstmals hergestellt. In einer Reihe von Versuchen wendete Sobrero das neu entdeckte Verfahren mithilfe von Nitriersäure, einem Gemisch aus Salpeter- und Schwefelsäure, auch auf andere organische Substanzen an. Aus wasserfreiem Glycerin und Nitriersäure synthetisierte er eine äußerst instabile Substanz, die er Pyroglycerin nannte. Bei diesen Experimenten zog er sich allerdings schwere Gesichtsverletzungen zu. Diese veranlassten ihn, die Forschungsreihen abzubrechen und seine Ergebnisse zunächst geheim zu halten.

 

In Paris, dem damaligen Zentrum der chemischen Forschung, lernte er im Jahr 1849 den jungen Chemiker Alfred Nobel (1833–1896) kennen, der sich sehr für die Erfindung des Italieners interessierte. Sobrero führte ihm im Labor sein Nitroglycerin vor, warnte Nobel jedoch eindringlich vor der Gefährlichkeit der Substanz.

 

Der Reiz des Risikos

Kurz nach diesem Zusammentreffen musste Nobel Paris verlassen, um seinen Vater in dessen Rüstungs­fabrik in Sankt Petersburg zu unterstützen. Damals bereitete sich Russland auf den Krimkrieg gegen die Türkei vor, der im Jahr 1853 ausbrach. Bis zum Ende des Krieges 1856 leitete Alfred Nobel Teile der Produktion in der Fabrik seines Vaters. Erst danach konnte er sich wieder seinen eigentlichen Interessen widmen. Das Nitroglycerin hatte auf den jungen Mann einen starken Eindruck gemacht. Sein Ziel war die Entwicklung eines Sprengstoffs, der bis zur Zündung chemisch und physikalisch stabil blieb.

 

Da Russland den Krimkrieg verloren hatte, blieben Rüstungsaufträge zunächst aus, und der Zar hatte keinen Bedarf an Sprengstoff für seine Armee. In dieser Situation ging Nobel nach Stockholm, um seine Methode weiter zu entwickeln und das Nitroglycerin sicherer zu machen. Schließlich wollte er es in großem Maßstab herstellen und verkaufen. Doch auch das schwedische Militär zeigte kein Interesse an dem Sprengstoff, die Generäle hielten ihn für zu gefährlich und wendeten sich schockiert ab. Aber Alfred Nobel gab nicht auf. In der Zeit der industriellen Revolution wurden Rohstoffe nicht nur intensiv abgebaut, sondern mussten auch transportiert werden. Nach und nach entstand ein Netz aus Schiffskanälen, Straßen und Schienenwegen. Noch fehlte Sprengstoff, um die Arbeit mit Hacke und Schaufel zu erleichtern.

 

Ein hoher Preis

Unter großen persönlichen Gefahren führte Nobel jahrelang viele erfolglose Experimente durch. Als schließlich sein Stockholmer Labor explodierte und fünf Menschen starben, darunter auch sein Bruder Emil, verboten ihm die schwedischen Behörden, in der Hauptstadt weiterhin mit Nitroglycerin zu arbeiten. Trotz der unausgereiften Technik baute er in Krümmel, in der Nähe von Hamburg, eine Sprengstofffabrik, in der er Nitroglycerin herstellte. Doch nach wie vor waren kleinere und größere Explosionen in den Fabriken und auf den Transportwegen an der Tagesordnung.

Endlich gelang Nobel im Jahr 1867 die Stabilisierung des Sprengstoffes mit Kieselgur. Die Mischung im Verhältnis 3:1 nannte er »Dynamit« – nach dem griechischen Wort für Kraft – und meldete sie zum Patent an. Er kombinierte das Dynamit mit einer Sprengkapsel, die er mit Schwarzpulver füllte und mit einer Lunte zünden konnte. Die Explo­sion des Schwarzpulvers brachte das Dynamit zur Detonation. Wann dies erfolgte, konnte durch die Länge der Lunte bestimmt werden.

 

Daraufhin gründete Nobel weltweit über 90 Dynamit-Fabriken, für die er detaillierte Sicherheitspläne entwickelte. Im ersten Jahr produzierten diese Werke 11 Tonnen Dynamit, nach zehn Jahren waren es schon über 5000 Tonnen.

 

Entdeckung für die Medizin

Bereits Sobrero hatte häufig über starke Kopfschmerzen bei seiner Arbeit im Labor geklagt. Auch bei Alfred Nobel und seinen Mitarbeiter führte der Umgang mit Nitroglycerin zu pochenden Schläfen, hochroten Köpfen und Kreislaufbeschwerden. Der Kontakt mit der Flüssigkeit beeinflusste ganz offensichtlich das Blutgefäßsystem der Forscher.

 

Der Londoner Arzt William Murrell (1853–1912) schlussfolgerte aus diesen Berichten, dass Nitroglycerin die Gefäße erweitert und möglicherweise auch zur Behandlung der Angina-pectoris-Anfälle geeignet sein könnte. Murrell war bereits bekannt, dass das Engegefühl im Brustkorb durch eine verminderte Durchblutung des Herzmuskels verursacht wurde. So begann er im Jahr 1879, seine Patienten mit Glyceroltrinitrat in einer öligen Lösung zu behandeln. Rasch verbreiteten sich Berichte über seine Erfolge, und die Behandlung mit Nitroglycerin wurde bald zum Therapiestandard der Angina pectoris.

 

In den 1940er-Jahren ergänzten die sogenannten Langzeitnitrate in Form der Nitratester von Isosorbid, Pentaerythrit, Erythrit und Mannit die Therapie. Ärzte setzen diese Arzneistoffe noch heute zur Langzeitbehandlung der Angina pectoris ein, während die Anwendung von Nitroglycerin auf die Therapie des akuten Anfalles beschränkt ist. Moderne Nitrat-Arzneimittel sind außerdem zur Behandlung der Herzinsuffizienz und des kardialen Lungenödems zugelassen.

 

Da Alfred Nobel in seinen letzten Jahren selbst an Angina pectoris litt, verordnete sein Arzt ihm Nitroglycerin. Nobel fürchtete jedoch starke Kopfschmerzen als Nebenwirkung und wehrte sich gegen die Einnahme. Kurz vor seinem Tod schrieb er: »Ist es nicht eine Ironie des Schicksals, daß man mir die Einnahme von Nitroglycerin verordnet. Sie nennen es zwar Trinitrin, aber doch nur, um Apotheker und Patienten nicht zu erschrecken.«

 

Universeller Botenstoff

Der Wirkmechanismus der Nitrate wurde erst sehr viel später geklärt. Vier Pharmakologen konnten zeigen, dass die Wirkung der Koronartherapeutika auf der Freisetzung von Stickstoffmonoxid (NO) beruht, das die Blutgefäße erweitert. Die drei Amerikaner Ferid Murad (geb. 1936), Robert F. Furchgott (1916–2009) und Louis J. Ignarro (geb. 1941) sowie der Honduraner Salvador Moncada (geb. 1944) bewiesen außerdem, dass der Körper selbst NO mithilfe des En­zyms NO-Synthase bildet und damit den Blutdruck reguliert. Für diese Erkenntnisse erhielten die US-amerikanischen Forscher im Jahr 1998 gemeinsam den Nobelpreis für Medizin. Moncada wurde bei der Preisvergabe nicht berücksichtigt, worauf die Fachwelt mit Unverständnis reagierte.

 

Dem eigentlichen Entdecker des Nitroglycerins, Ascanio Sobrero, zahlte Alfred Nobel eine lebenslange Rente. Nobels Vermögen floss zum überwiegenden Teil in die Stiftung, aus der noch heute jährlich an seinem Todestag, dem 10. Dezember, verdienstvolle Persönlichkeiten in Stockholm und Oslo Preise für herausragende Leistungen erhalten. /

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