A crash course in organic chemistry | Jakob Magolan

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TED


Bitte doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel unten, um das Video abzuspielen.

Übersetzung: Lisa Klein Lektorat: Andrea Hielscher
00:12
I'd like you to ask yourself,
0
12623
1432
Fragen Sie sich einmal:
00:14
what do you feel when you hear the words "organic chemistry?"
1
14973
3789
Was fühlen Sie, wenn Sie den Begriff “Organische Chemie” hören?
00:18
What comes to mind?
2
18786
1166
Was kommt Ihnen in den Sinn?
00:20
There is a course offered at nearly every university,
3
20763
3643
Es gibt einen Kurs an fast jeder Universität
00:24
and it's called Organic Chemistry,
4
24430
1889
mit dem Titel “Organische Chemie”,
00:26
and it is a grueling, heavy introduction to the subject,
5
26343
2769
eine strapaziöse, schwere Einführung in das Fach,
00:30
a flood of content that overwhelms students,
6
30252
2974
eine Flut an Stoff, die Studierende überwältigt.
00:33
and you have to ace it if you want to become a doctor or a dentist
7
33250
4190
Und man muss den Kurs bestehen,
wenn man Arzt, Zahnarzt oder Tierarzt werden will.
00:37
or a veterinarian.
8
37464
1362
00:38
And that is why so many students perceive this science like this ...
9
38850
3936
Daher betrachten viele Studierende dieses Fach ...
00:44
as an obstacle in their path,
10
44127
1970
als Hindernis.
00:46
and they fear it and they hate it
11
46121
2164
Sie fürchten und hassen es
00:48
and they call it a weed-out course.
12
48309
2143
und nennen es einen Ausmusterungskurs.
00:50
What a cruel thing for a subject to do to young people,
13
50476
2825
Grausam, dass ein Kurs das jungen Menschen antut,
00:53
weed them out.
14
53325
1189
sie ausmustert.
00:55
And this perception spread beyond college campuses long ago.
15
55538
3780
Diese Vorstellung hat sich längst an Hochschulen verbreitet.
00:59
There is a universal anxiety about these two words.
16
59342
3672
Es herrscht allgemeine Angst vor diesen beiden Wörtern.
01:04
I happen to love this science,
17
64963
2426
Zufällig liebe ich diese Wissenschaft
01:07
and I think this position in which we have placed it
18
67413
2500
und halte es für unentschuldbar,
01:09
is inexcusable.
19
69937
1741
dass wir sie in diese Ecke gestellt haben.
01:11
It's not good for science, and it's not good for society,
20
71702
3861
Das ist weder gut für die Wissenschaft noch für die Gesellschaft
01:15
and I don't think it has to be this way.
21
75587
2567
und es müsste nicht so sein.
01:18
And I don't mean that this class should be easier. It shouldn't.
22
78178
4682
Doch ich glaube nicht, dass das Fach einfacher sein sollte.
Nein.
01:23
But your perception of these two words
23
83819
3817
Aber unsere Vorstellung von diesen zwei Worten
01:28
should not be defined by the experiences of premed students
24
88884
4389
sollte sich nicht nach der Erfahrung von Medizinstudierenden richten,
die wirklich eine Phase voller Angst durchmachen.
01:33
who frankly are going through a very anxious time of their lives.
25
93297
3160
01:37
So I'm here today because I believe
26
97720
2455
Ich bin heute hier, weil ich glaube,
dass Basiswissen in organischer Chemie wertvoll ist,
01:40
that a basic knowledge of organic chemistry is valuable,
27
100199
2633
01:42
and I think that it can be made accessible to everybody,
28
102856
4612
dass es jedem zugänglich gemacht werden kann,
01:47
and I'd like to prove that to you today.
29
107492
2413
und das möchte ich Ihnen heute beweisen.
01:49
Would you let me try?
30
109929
1381
Darf ich es versuchen?
01:51
Audience: Yeah!
31
111334
1528
Zuschauer: Ja!
01:52
Jakob Magolan: All right, let's go for it.
32
112886
3063
Jakob Magolan: Alles klar, legen wir los.
01:55
(Laughter)
33
115973
1254
(Gelächter)
01:57
Here I have one of these overpriced EpiPens.
34
117251
2793
Hier habe ich einen dieser überteuerten EpiPens.
02:00
Inside it is a drug called epinephrine.
35
120540
2281
Darin ist das Medikament Epinephrin.
02:03
Epinephrine can restart the beat of my heart,
36
123250
3134
Es kann den Herzschlag wieder starten
oder eine lebensgefährliche allergische Reaktion stoppen.
02:06
or it could stop a life-threatening allergic reaction.
37
126408
2565
02:08
An injection of this right here will do it.
38
128997
3364
Eine solche Injektion genügt dafür.
Sie ist wie der Zündschlüssel
02:13
It would be like turning the ignition switch
39
133076
2095
für die Kampf-oder-Flucht-Maschinerie des Körpers.
02:15
in my body's fight-or-flight machinery.
40
135195
2030
Herzfrequenz und Blutdruck steigen, die Muskeln werden durchblutet.
02:17
My heart rate, my blood pressure would go up so blood could rush to my muscles.
41
137249
3817
Die Pupillen weiten sich. Man spürt eine Welle der Kraft.
02:21
My pupils would dilate. I would feel a wave of strength.
42
141090
2936
02:24
Epinephrine has been the difference between life and death for many people.
43
144050
5150
Epinephrin bedeutet für viele Menschen den Unterschied zwischen Leben und Tod.
02:29
This is like a little miracle that you can hold in your fingers.
44
149224
3195
Es ist wie ein kleines Wunder, das man in der Hand hält.
02:33
Here is the chemical structure of epinephrine.
45
153459
3302
Hier ist die chemische Struktur von Ephinephrin.
02:37
This is what organic chemistry looks like.
46
157753
2207
So sieht organische Chemie aus.
02:39
It looks like lines and letters ...
47
159984
2261
Linien und Buchstaben.
02:43
No meaning to most people.
48
163362
1597
Für die meisten ohne Sinn.
02:45
I'd like to show you what I see when I look at that picture.
49
165740
2850
Ich zeige Ihnen jetzt, was ich auf dem Bild sehe.
02:49
I see a physical object
50
169645
1839
Ich sehe ein physisches Objekt,
02:53
that has depth and rotating parts,
51
173071
2350
das Tiefe und rotierende Teile hat
02:55
and it's moving.
52
175445
1229
und sich bewegt.
02:58
We call this a compound or a molecule,
53
178864
2104
Wir nennen das Verbindung oder Molekül
03:00
and it is 26 atoms that are stitched together by atomic bonds.
54
180992
5746
und es besteht aus 26 Atomen,
die durch atomare Bindungen verknüpft sind.
03:07
The unique arrangement of these atoms gives epinephrine its identity,
55
187443
4468
Die einzigartige Anordnung der Atome gibt Epinephrin seine Identität,
03:11
but nobody has ever actually seen one of these,
56
191935
2311
aber niemand hat diese Atome je gesehen,
03:14
because they're very small,
57
194270
1454
weil sie sehr klein sind.
03:15
so we're going to call this an artistic impression,
58
195748
3148
Also nennen wir das mal einen künstlerischen Eindruck,
03:18
and I want to explain to you how small this is.
59
198920
2230
und ich will erklären, wie klein das ist.
03:22
In here, I have less than half a milligram of it dissolved in water.
60
202618
4144
Hier habe ich weniger als ein halbes Milligramm davon in Wasser gelöst,
03:26
It's the mass of a grain of sand.
61
206786
1573
die Masse eines Sandkorns.
03:28
The number of epinephrine molecules in here is one quintillion.
62
208383
3936
Die Anzahl der Epinephrinmoleküle hier drin beträgt eine Trillion.
03:33
That's 18 zeroes.
63
213528
1459
Das sind 18 Nullen.
Die Zahl ist schwer darstellbar.
03:35
That number is hard to visualize.
64
215011
1572
03:37
Seven billion of us on this planet?
65
217336
2685
Sieben Milliarden Menschen auf diesem Planeten?
03:40
Maybe 400 billion stars in our galaxy?
66
220877
4755
Vielleicht 400 Milliarden Sterne in unserer Galaxie?
03:45
You're not even close.
67
225656
1151
Immer noch weit weg.
03:46
If you wanted to get into the right ballpark,
68
226831
2097
Zur ungefähren Orientierung
03:48
you'd have to imagine every grain of sand
69
228952
2717
müsste man sich jedes Sandkorn an jedem Strand,
03:51
on every beach, under all the oceans and lakes,
70
231693
3596
in allen Meeren und Seen vorstellen
03:55
and then shrink them all so they fit in here.
71
235313
2722
und sie dann schrumpfen, damit sie hier hineinpassen.
03:59
Epinephrine is so small we will never see it,
72
239821
2850
Epinephrin ist so klein, dass wir es nie sehen werden,
04:02
not through any microscope ever,
73
242695
2356
nicht einmal durch ein Mikroskop.
04:05
but we know what it looks like,
74
245995
1549
Aber wir wissen, wie es aussieht,
04:07
because it shows itself through some sophisticated machines
75
247568
3809
weil es sich durch einige hochentwickelte Geräte
04:11
with fancy names
76
251401
2132
mit schicken Namen
04:13
like "nuclear magnetic resonance spectrometers."
77
253557
2405
wie ”Kernspinresonanzspektrometer” zeigt.
Sichtbar oder nicht, wir kennen das Molekül ziemlich gut.
04:17
So visible or not, we know this molecule very well.
78
257398
3271
04:20
We know it is made of four different types of atoms,
79
260693
2443
Wir wissen, dass es aus vier Atomarten besteht:
Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff.
04:23
hydrogen, carbon, oxygen and nitrogen.
80
263160
1913
04:25
These are the colors we typically use for them.
81
265097
2767
Hier die dafür üblichen Farben.
04:27
Everything in our universe is made of little spheres
82
267888
2627
Alles im Universum besteht aus kleinen Kugeln,
04:30
that we call atoms.
83
270539
1176
die wir Atome nennen.
04:31
There's about a hundred of these basic ingredients,
84
271739
2402
Es gibt ungefähr 100 dieser Basisstoffe,
die alle aus drei kleineren Partikeln bestehen:
04:34
and they're all made from three smaller particles:
85
274165
2359
04:36
protons, neutrons, electrons.
86
276548
1636
Protonen, Neutronen, Elektronen.
04:38
We arrange these atoms into this familiar table.
87
278208
2912
Wir ordnen die Atome in dieser bekannten Tabelle an.
04:42
We give them each a name and a number.
88
282755
2223
Jedes bekommt einen Namen und eine Zahl.
Aber im Leben brauchen wir nicht alle davon,
04:45
But life as we know it doesn't need all of these,
89
285002
2326
04:47
just a smaller subset, just these.
90
287352
2515
nur eine kleinere Teilmenge, diese hier.
04:50
And there are four atoms in particular that stand apart from the rest
91
290671
3303
Besonders vier Atome heben sich von den anderen
04:53
as the main building blocks of life,
92
293998
2033
als Hauptbausteine des Lebens ab,
04:56
and they are the same ones that are found in epinephrine:
93
296055
3366
und das sind dieselben wie in Epinephrin:
04:59
hydrogen, carbon, nitrogen and oxygen.
94
299445
3038
Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff.
05:04
Now what I tell you next is the most important part.
95
304512
2915
Jetzt kommt der wichtigste Teil.
05:08
When these atoms connect to form molecules,
96
308443
2856
Wenn sich diese Atome zu Molekülen verbinden,
05:11
they follow a set of rules.
97
311323
1729
folgen sie bestimmten Regeln.
05:13
Hydrogen makes one bond,
98
313076
2262
Wasserstoff geht eine Bindung ein,
05:15
oxygen always makes two,
99
315362
1746
Sauerstoff immer zwei,
Stickstoff drei
05:17
nitrogen makes three
100
317132
1432
05:18
and carbon makes four.
101
318588
1524
und Kohlenstoff vier.
05:20
That's it.
102
320857
1421
Das ist alles.
05:22
HONC -- one, two, three, four.
103
322302
1685
HONC -- eins, zwei, drei, vier.
05:25
If you can count to four, and you can misspell the word "honk,"
104
325962
3716
Wenn Sie bis vier zählen und das Wort “honk” falsch schreiben können,
05:29
you're going to remember this for the rest of your lives.
105
329702
2668
werden Sie sich Ihr Leben lang daran erinnern.
05:32
(Laughter)
106
332394
1652
(Gelächter)
Hier sind vier Schüsseln mit diesen Inhaltsstoffen.
05:34
Now here I have four bowls with these ingredients.
107
334070
2423
05:36
We can use these to build molecules.
108
336517
2764
Wir können sie benutzen, um Moleküle zu bauen.
05:40
Let's start with epinephrine.
109
340828
1579
Beginnen wir mit Epinephrin.
05:43
Now, these bonds between atoms, they're made of electrons.
110
343464
4181
Die Bindungen zwischen Atomen bestehen aus Elektronen.
Atome benutzen sie wie Arme, die sie nach ihren Nachbarn ausstrecken.
05:48
Atoms use electrons like arms to reach out and hold their neighbors.
111
348454
3293
Zwei Elektronen pro Bindung, wie ein Handschlag.
05:51
Two electrons in each bond, like a handshake,
112
351771
2122
05:53
and like a handshake, they are not permanent.
113
353917
2097
Und wie ein Handschlag dauern sie nicht.
Sie lassen ein Atom los und greifen ein anderes.
05:56
They can let go of one atom and grab another.
114
356038
2143
05:58
That's what we call a chemical reaction,
115
358205
1906
Es ist eine chemische Reaktion,
06:00
when atoms exchange partners and make new molecules.
116
360135
2861
wenn Atome Partner tauschen und neue Moleküle bilden.
06:03
The backbone of epinephrine is made mostly of carbon atoms,
117
363020
3585
Das Grundgerüst von Epinephrin bilden meist Kohlenstoffatome.
06:06
and that's common.
118
366629
1158
Das ist üblich.
06:07
Carbon is life's favorite structural building material,
119
367811
2683
Kohlenstoff ist der Lieblingsbaustoff des Lebens,
06:10
because it makes a good number of handshakes
120
370518
3173
weil er eine gute Anzahl an Handschlägen
06:13
with just the right grip strength.
121
373715
2008
mit der richtigen Griffstärke bietet.
06:15
That's why we define organic chemistry as the study of carbon molecules.
122
375747
3721
Darum definieren wir die organische Chemie als Wissenschaft der Kohlenstoffatome.
06:20
Now, if we build the smallest molecules we can think of that follow our rules,
123
380559
4963
Wenn wir die kleinsten vorstellbaren Moleküle bauen,
folgen sie unseren Regeln und markieren sie.
06:25
they highlight our rules, and they have familiar names:
124
385546
2572
Ihre Namen sind bekannt: Wasser, Ammoniak und Methan, H2O und NH3 und CH4.
06:28
water, ammonia and methane, H20 and NH3 and CH4.
125
388142
3785
06:33
The words "hydrogen," "oxygen" and "nitrogen" --
126
393739
2461
Die Wörter “Wasserstoff”, “Sauerstoff” und “Stickstoff” --
06:36
we use the same words
127
396224
2268
wir benennen damit auch die drei Moleküle,
06:38
to name these three molecules that have two atoms each.
128
398516
2651
die jeweils zwei Atome haben.
Sie folgen immer noch den Regeln,
06:41
They still follow the rules,
129
401191
1341
06:42
because they have one, two and three bonds between them.
130
402556
2668
weil sie eine, zwei und drei Bindungen untereinander haben.
06:45
That's why oxygen gets called O2.
131
405248
1725
Deshalb heißt Sauerstoff O2.
06:48
I can show you combustion.
132
408449
1945
Ich kann Ihnen die Verbrennung zeigen.
06:51
Here's carbon dioxide, CO2.
133
411323
2421
Hier ist Kohlenstoffdioxid, CO2.
06:53
Above it, let's place water and oxygen, and beside it, some flammable fuels.
134
413768
4904
Darüber setzen wir Wasser und Sauerstoff und daneben brennbare Treibstoffe.
Die Treibstoffe bestehen nur aus Wasserstoff und Kohlenstoff.
06:58
These fuels are made of just hydrogen and carbon.
135
418696
2302
Daher der Name Kohlenwasserstoffe. Wir sind sehr kreativ.
07:01
That's why we call them hydrocarbons. We're very creative.
136
421022
2716
07:03
(Laughter)
137
423762
1456
(Gelächter)
07:05
So when these crash into molecules of oxygen,
138
425242
2143
Wenn diese Moleküle mit Sauerstoffmolekülen kollidieren
07:07
as they do in your engine or in your barbecues,
139
427409
3714
wie in einem Motor oder im Grill,
geben sie Energie frei und bauen sich um.
07:12
they release energy and they reassemble,
140
432091
1993
Jedes Kohlenstoffatom endet mit zwei Sauerstoffen
07:14
and every carbon atom ends up at the center of a CO2 molecule,
141
434108
2992
im Zentrum eines CO2-Moleküls,
07:17
holding on to two oxygens,
142
437124
1242
07:18
and all the hydrogens end up as parts of waters,
143
438390
2449
und alle Wasserstoffe enden als Teile von Wasser.
07:20
and everybody follows the rules.
144
440863
1992
Jeder hält sich an die Regeln.
07:22
They are not optional,
145
442879
1318
Die sind fest.
07:24
and they're not optional for bigger molecules either,
146
444221
2478
Das gilt auch für größere Moleküle
07:26
like these three.
147
446723
1418
wie diese drei.
07:29
This is our favorite vitamin
148
449347
2175
Das ist unser Lieblingsvitamin
07:31
sitting next to our favorite drug,
149
451546
1650
daneben unsere Lieblingsdroge.
07:33
(Laughter)
150
453220
1246
(Gelächter)
07:34
and morphine is one of the most important stories in medical history.
151
454490
3739
Morphium ist eine der wichtigsten Substanzen der Medizingeschichte,
07:38
It marks medicine's first real triumph over physical pain,
152
458253
2912
der erste Triumph der Medizin über physischen Schmerz.
07:41
and every molecule has a story,
153
461189
2004
Jedes Molekül hat eine Geschichte.
07:43
and they are all published.
154
463217
1584
Alle sind veröffentlicht.
07:44
They're written by scientists, and they're read by other scientists,
155
464825
3466
Sie werden von Wissenschaftlern geschrieben und gelesen,
07:48
so we have handy representations to do this quickly on paper,
156
468315
3075
also können wir sie schnell und praktisch zu Papier bringen.
07:51
and I need to teach you how to do that.
157
471414
1859
Ich zeige Ihnen, wie.
Wir legen Epinephrin flach auf ein Blatt,
07:53
So we lay epinephrine flat on a page,
158
473297
2775
ersetzen alle Kugeln mit einfachen Buchstaben.
07:56
and then we replace all the spheres with simple letters,
159
476096
2680
07:58
and then the bonds that lie in the plane of the page,
160
478800
2495
Die Bindungen, die in der Ebene des Papiers liegen,
08:01
they just become regular lines,
161
481319
1809
werden einfach normale Linien,
die Bindungen, die nach vorne und hinten zeigen,
08:03
and the bonds that point forwards and backwards,
162
483152
2253
08:05
they become little triangles,
163
485429
1398
werden kleine Dreiecke,
08:06
either solid or dashed to indicate depth.
164
486851
2139
gefüllt oder gestrichelt, um Tiefe anzudeuten.
08:09
We don't actually draw these carbons.
165
489330
2231
Wir sparen Zeit, wenn wir die Kohlenstoffatome nicht zeichnen,
08:11
We save time by just hiding them.
166
491585
2811
sondern einfach verstecken.
08:14
They're represented by corners between the bonds,
167
494897
3136
Sie werden durch die Ecken zwischen den Bindungen dargestellt.
08:18
and we also hide every hydrogen that's bonded to a carbon.
168
498057
3633
Wir verstecken auch jeden Wasserstoff, der an einem Kohlenstoff hängt.
08:22
We know they're there
169
502583
1158
Wir wissen, dass er da ist,
08:23
whenever a carbon is showing us any fewer than four bonds.
170
503765
2898
wenn uns ein Kohlenstoff weniger als vier Bindungen zeigt.
08:27
The last thing that's done is the bonds between OH and NH.
171
507853
2936
Zuletzt machen wir noch die Bindungen zwischen OH und NH.
Wir lassen sie wegen der Übersichtlichkeit weg.
08:31
We just get rid of those to make it cleaner,
172
511432
2088
08:33
and that's all there is to it.
173
513544
1477
Das ist alles.
So zeichnet man professionell Moleküle.
08:35
This is the professional way to draw molecules.
174
515045
2580
08:37
This is what you see on Wikipedia pages.
175
517649
2411
Das sieht man auf Wikipedia-Seiten.
08:42
It takes a little bit of practice, but I think everyone here could do it,
176
522793
3762
Es braucht etwas Übung, aber ich denke, jeder hier könnte es.
08:46
but for today, this is epinephrine.
177
526579
2726
Aber heute: Das ist Epinephrin.
08:49
This is also called adrenaline. They're one and the same.
178
529886
2928
Es heißt auch Adrenalin. Das ist ein und dasselbe.
08:52
It's made by your adrenal glands.
179
532838
1612
Es wird in der Nebenniere gebildet.
08:54
You have this molecule swimming through your body right now.
180
534474
2952
Das Molekül schwimmt gerade durch Ihren Körper.
08:57
It's a natural molecule.
181
537450
1690
Es ist ein natürliches Molekül.
08:59
This EpiPen would just give you a quick quintillion more of them.
182
539164
4244
Dieser EpiPen würde Ihnen nur eine schnelle Trillion mehr davon geben.
09:03
(Laughter)
183
543432
1650
(Gelächter)
09:05
We can extract epinephrine
184
545106
3191
Wir können Epinephrin
aus der Nebenniere von Schafen und Rindern extrahieren,
09:08
from the adrenal glands of sheep or cattle,
185
548321
3420
09:11
but that's not where this stuff comes from.
186
551765
2334
aber da stammt das Zeug nicht her.
09:14
We make this epinephrine in a factory
187
554123
2868
Dieses Epinephrin entsteht in einer Fabrik
durch Zusammenstecken kleinerer Moleküle hauptsächlich aus Erdöl.
09:17
by stitching together smaller molecules that come mostly from petroleum.
188
557015
5239
09:23
And this is 100 percent synthetic.
189
563322
1709
Es ist 100 Prozent synthetisch.
09:25
And that word, "synthetic," makes some of us uncomfortable.
190
565862
3253
Das Wort “synthetisch” verursacht einigen Unbehagen.
09:29
It's not like the word "natural," which makes us feel safe.
191
569964
3295
Es klingt nicht wie “natürlich”, was sich sicher anfühlt.
09:33
But these two molecules, they cannot be distinguished.
192
573283
3642
Aber die zwei Moleküle sind nicht unterscheidbar.
09:38
We're not talking about two cars that are coming off an assembly line here.
193
578263
3896
Wir reden hier nicht über zwei Autos, die vom Fließband kommen.
09:42
A car can have a scratch on it,
194
582183
2041
Ein Auto kann ein Kratzer haben,
aber man kann kein Atom verkratzen.
09:44
and you can't scratch an atom.
195
584248
1855
09:46
These two are identical in a surreal, almost mathematical sense.
196
586127
4548
Diese zwei sind auf surreale, fast mathematische Art identisch.
09:50
At this atomic scale, math practically touches reality.
197
590699
3101
Im atomaren Maßstab berührt die Mathematik praktisch die Realität.
09:54
And a molecule of epinephrine ...
198
594128
1619
Ein Epinephrinmolekül
09:56
it has no memory of its origin.
199
596779
1699
weiß nicht, wo es herkommt.
09:58
It just is what it is,
200
598502
1405
Es ist einfach, was es ist.
09:59
and once you have it,
201
599931
1151
Wenn man es hat,
spielen die Wörter “natürlich” und “synthetisch” keine Rolle.
10:01
the words "natural" and "synthetic," they don't matter,
202
601106
4411
10:06
and nature synthesizes this molecule just like we do,
203
606284
3212
Die Natur synthetisiert dieses Molekül genauso wie wir,
10:09
except nature is much better at this than we are.
204
609520
2287
doch sie kann es viel besser.
10:11
Before there was life on earth,
205
611831
2378
Bevor es Leben auf der Erde gab,
10:14
all the molecules were small, simple:
206
614233
3007
waren alle Moleküle klein und einfach:
10:17
carbon dioxide, water, nitrogen,
207
617264
1651
Kohlenstoffdioxid, Wasser, Stickstoff,
nur einfache Dinge.
10:20
just simple things.
208
620018
1150
Das änderte sich mit der Entstehung des Lebens.
10:21
The emergence of life changed that.
209
621192
1948
10:23
Life brought biosynthetic factories that are powered by sunlight,
210
623164
3236
Es brachte von der Sonne betriebene biosynthetische Fabriken.
10:26
and inside these factories, small molecules crash into each other
211
626424
3515
In ihrem Inneren kollidieren kleine Moleküle
10:29
and become large ones: carbohydrates, proteins, nucleic acids,
212
629963
3308
und werden zu größeren: Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren,
10:33
multitudes of spectacular creations.
213
633295
2453
eine Vielzahl spektakulärer Kreationen.
10:37
Nature is the original organic chemist,
214
637613
2325
Die Natur ist die ursprüngliche organische Chemikerin.
10:40
and her construction also fills our sky with the oxygen gas we breathe,
215
640932
3423
Ihre Baukunst füllt auch den Himmel
mit dem hochenergetischen Sauerstoff, den wir atmen.
10:44
this high-energy oxygen.
216
644379
1468
10:47
All of these molecules are infused with the energy of the sun.
217
647597
3261
All diese Moleküle sind voller Sonnenenergie.
10:50
They store it like batteries.
218
650882
1468
Sie speichern sie wie Batterien.
10:52
So nature is made of chemicals.
219
652810
2842
Die Natur besteht also aus Chemikalien.
Vielleicht helfen Sie mir, das Wort “chemisch” zurückzubekommen,
10:56
Maybe you guys can help me to reclaim this word, "chemical,"
220
656251
2937
10:59
because it has been stolen from us.
221
659212
2499
denn es wurde uns gestohlen.
11:01
It doesn't mean toxic, and it doesn't mean harmful,
222
661735
2699
Es bedeutet nicht giftig oder schädlich.
11:04
and it doesn't mean man-made or unnatural.
223
664458
2635
Es bedeutet auch nicht menschengemacht oder unnatürlich.
11:07
It just means "stuff," OK?
224
667117
3253
Es bedeutet einfach nur “Zeug”, okay?
11:10
(Laughter)
225
670394
1521
(Gelächter)
11:11
You can't have chemical-free lump charcoal.
226
671939
4036
Es gibt keine chemiefreie Grillkohle.
11:15
That is ridiculous.
227
675999
1210
Das ist lächerlich.
11:17
(Laughter)
228
677233
1001
(Gelächter)
11:18
And I'd like to do one more word.
229
678258
1833
Und noch etwas.
11:20
The word "natural" doesn't mean "safe,"
230
680932
2675
Das Wort “natürlich” bedeutet nicht “sicher”.
11:23
and you all know that.
231
683631
2508
Sie alle wissen das.
11:26
Plenty of nature's chemicals are quite toxic,
232
686163
4483
Viele Chemikalien der Natur sind ziemlich giftig,
11:30
and others are delicious,
233
690670
2603
andere sind lecker
11:33
and some are both ...
234
693297
1922
und manche sind beides --
11:35
(Laughter)
235
695243
1371
(Gelächter)
11:36
toxic and delicious.
236
696638
1690
giftig und lecker.
11:38
The only way to tell whether something is harmful
237
698813
2778
Der einzige Weg, um festzustellen, ob etwas gefährlich ist,
11:41
is to test it,
238
701615
1872
ist, es zu testen.
11:43
and I don't mean you guys.
239
703511
2158
Ich meine nicht Sie.
11:45
Professional toxicologists: we have these people.
240
705693
2809
sondern professionelle Toxikologen, diese Leute gibt es.
11:48
They're well-trained,
241
708526
1514
Sie sind gut ausgebildet.
11:50
and you should trust them like I do.
242
710064
2002
Sie sollten ihnen vertrauen, so wie ich.
11:52
So nature's molecules are everywhere,
243
712893
1770
Die Moleküle der Natur sind überall,
11:54
including the ones that have decomposed
244
714687
1873
auch die, die sich in dieses schwarze Gemisch zersetzt haben,
11:56
into these black mixtures that we call petroleum.
245
716584
2310
das wir Erdöl nennen.
11:58
We refine these molecules.
246
718918
2230
Wir raffinieren diese Moleküle.
12:01
There's nothing unnatural about them.
247
721695
1819
Es ist nichts Unnatürliches an ihnen.
12:03
We purify them.
248
723538
1150
Wir reinigen sie.
Wir sind abhängig von ihnen zur Energiegewinnung.
12:06
Now, our dependence on them for energy --
249
726228
2968
Das heißt, jeder dieser Kohlenstoffe wird in ein CO2-Molekül verwandelt.
12:09
that means that every one of those carbons gets converted into a molecule of CO2.
250
729220
4009
Dieses Treibhausgas bringt unser Klima durcheinander.
12:13
That's a greenhouse gas that is messing up our climate.
251
733253
2944
12:16
Maybe knowing this chemistry will make that reality easier to accept
252
736221
3691
Das Wissen darüber macht es vielleicht einigen Menschen einfacher,
12:19
for some people, I don't know,
253
739936
1470
die Realität zu akzeptieren,
12:21
but these molecules are not just fossil fuels.
254
741430
2283
aber diese Moleküle sind nicht einfach fossile Treibstoffe.
12:24
They're also the cheapest available raw materials
255
744523
2642
Sie sind auch die günstigsten verfügbaren Rohmaterialien,
12:27
for doing something that we call synthesis.
256
747189
2334
um die sogenannte Synthese durchzuführen.
12:30
We're using them like pieces of LEGO.
257
750195
2102
Wir nutzen sie wie Legosteine.
Wir können sie sehr kontrolliert verbinden oder auseinanderbrechen.
12:33
We have learned how to connect them or break them apart with great control.
258
753083
4287
12:37
I have done a lot of this myself,
259
757394
1606
Ich habe das oft selbst gemacht
und finde es immer noch erstaunlich, dass es überhaupt geht.
12:39
and I still think it's amazing it's even possible.
260
759024
2349
12:41
What we do is kind of like assembling LEGO
261
761397
3302
Es ist fast wie Bauen mit Lego,
12:44
by dumping boxes of it into washing machines,
262
764723
3032
indem wir Boxen davon in Waschmaschinen werfen,
12:47
but it works.
263
767779
1305
aber es funktioniert.
12:49
We can make molecules that are exact copies of nature, like epinephrine,
264
769108
4213
Wir können exakte Kopien natürlicher Moleküle herstellen wie Epinephrin
12:53
or we can make creations of our own from scratch, like these two.
265
773345
3992
oder völlig neue Kreationen schaffen wie diese beiden.
12:57
One of these eases the symptoms of multiple sclerosis;
266
777361
4270
Eine lindert die Symptome von Multipler Sklerose,
13:01
the other one cures a type of blood cancer that we call T-cell lymphoma.
267
781655
3787
die andere heilt einen Typ von Blutkrebs, die T-Zell-Lymphome.
13:05
A molecule with the right size and shape, it's like a key in a lock,
268
785466
4232
Ein Molekül der richtigen Größe und Form ist wie ein Schlüssel in einem Schloss.
13:09
and when it fits, it interferes with the chemistry of a disease.
269
789722
3475
Wenn es passt, greift es in die Chemie einer Krankheit ein.
13:13
That's how drugs work.
270
793221
1293
So funktionieren Medikamente.
13:15
Natural or synthetic,
271
795580
1620
Natürliche oder synthetische.
Sie sind alle nur Moleküle, die zufällig zu etwas Wichtigem passen.
13:17
they're all just molecules that happen to fit snugly somewhere important.
272
797224
3460
13:20
But nature is much better at making them than we are,
273
800708
2680
Aber die Natur kann sie viel besser herstellen als wir,
13:23
so hers look more impressive than ours,
274
803412
2112
also sehen ihre auch beachtlicher aus
13:25
like this one.
275
805548
1578
wie dieses hier.
Es heißt Vancomycin.
13:27
This is called vancomycin.
276
807150
1945
Sie gab diesem majestätischen Biest zwei Chloratome
13:29
She gave this majestic beast two chlorine atoms
277
809119
3063
13:32
to wear like a pair of earrings.
278
812206
2185
wie ein Paar Ohrringe.
13:34
We found vancomycin in a puddle of mud in a jungle in Borneo in 1953.
279
814415
5167
Wir fanden Vancomycin 1953 in einer Matschpfütze im Dschungel von Borneo.
13:39
It's made by a bacteria.
280
819606
1816
Es wird von Bakterien produziert.
Wir können es nicht kostengünstig im Labor synthetisieren.
13:42
We can't synthesize this cost-efficiently in a lab.
281
822355
2746
13:45
It's too complicated for us, but we can harvest it from its natural source,
282
825798
4319
Das ist zu kompliziert, aber wir können es von der natürlichen Quelle ernten.
Und das tun wir, weil es eines der wirkungsvollsten Antibiotika ist.
13:50
and we do, because this is one of our most powerful antibiotics.
283
830141
4183
Jeden Tag berichtet die Literatur von neuen Molekülen.
13:54
And new molecules are reported in our literature every day.
284
834348
2955
13:57
We make them or we find them in every corner of this planet.
285
837327
3230
Wir machen oder finden sie in jeder Ecke dieses Planeten.
14:01
And that's where drugs come from,
286
841982
1691
Da kommen die Medikamente her.
14:03
and that's why your doctors have amazing powers ...
287
843697
2245
Darum haben die Ärzte so unglaubliche Macht,
14:05
(Laughter)
288
845966
1022
(Gelächter)
tödliche Infektionen und so weiter zu heilen.
14:07
to cure deadly infections and everything else.
289
847012
2206
14:09
Being a physician today is like being a knight in shining armor.
290
849242
3715
Heute sind Ärzte wie Ritter in schimmernder Rüstung.
14:13
They fight battles with courage and composure,
291
853948
2901
Sie schlagen Schlachten mit Mut und Gelassenheit,
14:16
but also with good equipment.
292
856873
1620
aber auch mit guter Ausstattung.
14:18
So let's not forget the role of the blacksmith in this picture,
293
858517
4018
Denken wir an die Rolle des Schmieds in diesem Bild,
14:22
because without the blacksmith, things would look a little different ...
294
862559
3463
denn ohne ihn sähen die Dinge etwas anders aus.
(Gelächter)
14:26
(Laughter)
295
866046
2093
Aber diese Wissenschaft ist größer als die Medizin.
14:28
But this science is bigger than medicine.
296
868163
2333
14:30
It is oils and solvents and flavors, fabrics, all plastics,
297
870520
6219
Sie bedeutet Öle, Lösungsmittel, Aromen, Stoffe, alle Plastikarten,
14:36
the cushions that you're sitting on right now --
298
876763
2270
die Kissen, auf denen Sie sitzen --
all das besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff,
14:39
they're all manufactured, and they're mostly carbon,
299
879057
2460
14:41
so that makes all of it organic chemistry.
300
881541
2034
all das ist organische Chemie.
14:43
This is a rich science.
301
883599
2189
Es ist eine reiche Wissenschaft.
14:45
I left out a lot today:
302
885812
1854
Ich habe heute vieles weggelassen:
14:47
phosphorus and sulfur and the other atoms,
303
887690
3185
Phosphor und Schwefel und andere Atome,
14:51
and why they all bond the way they do,
304
891812
2285
warum sie auf ihre Arten binden,
14:54
and symmetry
305
894121
1255
Symmetrie,
14:55
and non-bonding electrons,
306
895400
1821
nicht-bindende Elektronen,
14:57
and atoms that are charged,
307
897245
1544
Atome mit Ladung,
14:58
and reactions and their mechanisms, and it goes on and on and on,
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Reaktionen und ihre Mechanismen und so weiter.
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and synthesis takes a long time to learn.
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2010
Es dauert lang, Synthese zu lernen.
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But I didn't come here to teach you guys organic chemistry --
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Doch ich bin nicht hier, um Sie organische Chemie zu lehren.
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I just wanted to show it to you,
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Ich wollte sie Ihnen nur zeigen.
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and I had a lot of help with that today from a young man named Weston Durland,
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Ich bekam heute viel Hilfe von einem jungen Mann namens Weston Durland.
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and you've already seen him.
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Sie haben ihn schon gesehen.
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He's an undergraduate student in chemistry,
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Er ist Chemiestudent
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and he also happens to be pretty good with computer graphics.
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und ziemlich gut in Sachen Computergraphik.
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(Laughter)
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(Gelächter)
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So Weston designed all the moving molecules
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Weston hat alle bewegten Moleküle entworfen,
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that you saw today.
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die Sie heute gesehen haben.
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He and I wanted to demonstrate through the use of graphics like these
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Wir wollten mit solchen Grafiken demonstrieren,
wie man helfen kann, über diese komplizierte Wissenschaft zu reden.
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to help someone talk about this intricate science.
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But our main goal was just to show you
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Aber das Hauptziel war es, Ihnen zu zeigen,
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that organic chemistry is not something to be afraid of.
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dass organische Chemie nichts Beängstigendes ist.
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It is, at its core, a window
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Sie ist im Grunde ein Fenster,
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through which the beauty of the natural world looks richer.
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durch das die Schönheit der Natur noch reicher erscheint.
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Thank you.
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Danke.
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(Applause)
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(Applaus)
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