La prima donna professore ordinario in una facoltà scientifica in Belgio: Lucia de Brouckère (1904-1982)

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Rinaldo Cervellati

Lucia Florence Charlotte de Brouckère è stata la prima donna a diventare professore ordinario di chimica all’Université Libre de Bruxelles, didatta eccezionale. A lei è intitolata la Haute Ecole Lucia de Brouchère (HSLdB), fondata nel 1996 dalla fusione di cinque istituti di alta istruzione superiore.

Lucia nacque il 13 luglio 1904 a Saint – Gilles (Belgio), figlia di Gertrude Guïnsbourg e Louis de Brouckère, famoso politico socialista del XIX secolo e principale portavoce della sinistra del POB.[1]

Fin da bambina nutre un’ammirazione sconfinata per gli ideali di libertà e uguaglianza del padre e per il suo attivismo nel perseguirli. Di conseguenza, lei stessa si impegnerà attivamente per tutta la vita. Una parte dell’infanzia e della prima educazione di Lucia avvengono ovviamente in Belgio, ma nel 1914, allo scoppio della 1° Guerra Mondiale la famiglia si trasferisce in Inghilterra, dove Lucia riceve gran parte dell’educazione secondaria superiore. Tornata in Belgio alla fine del 1918, completati gli studi liceali, pur provando interesse per la storia, Lucia si iscrive nel 1923 all’Università Libera di Bruxelles scegliendo di studiare scienze, e in particolare chimica.

Secondo Brigitte Van Tiggelen, biografa di Lucia, questa scelta fu dovuta all’ammirazione che essa provava per Daisy Verhoogen[2], divenuta chef des travaux[3] (supervisore) nel laboratorio di chimica organica di Georges Chavannes, in seguito di Henry Wuyts e poi di Richard – Henri Martin all’ULB. Non è da escludere, anzi è probabile, che Lucia de Brouckère abbia seguito le lezioni di Verhoogen o sia stata da lei assistita nel laboratorio didattico di preparazioni organiche.

Nel 1927 Lucia discute la tesi: L’absorption des électrolytes par les surfaces cristallines, per la quale ottiene il dottorato in chimica e un premio dall’Académie Royal de Belgique. La sua completa ricerca riguardava l’assorbimento di ioni metallici da parte di superfici cristalline usando quattro diverse tecniche sperimentali per confrontare i risultati. Precisione e rigore sono le caratteristiche del suo lavoro sperimentale. Fra l’altro, essa dimostrò che lo ione triioduro si fissa perpendicolarmente alla superficie del solfato di bario. Questa conclusione portò a una controversia con l’americano I.M. Kolthoff[4]. La divergenza fu risolta quando i due chimici, scambiandosi i campioni, scopersero che erano stati preparati in due modi diversi.

Nello stesso anno è nominata assistente del prof. Jean Timmemans nella sezione di chimica fisica e del prof. Alexandre Pinkus nel laboratorio di chimica analitica.

Lucia de Brouckère

Dal 1930 al 1932 Lucia è stata docente incaricata a Gand, diventando la prima donna a insegnare in una Facoltà di Scienze in Belgio. Nel 1933 è nominata “aggregato all’insegnamento della chimica” e, da1937 al 1940, le fu affidato il corso di Elementi di Chimica Generale alla Libera Università di Bruxelles.

Allo scoppio della 2a Guerra Mondiale emigra con il padre in Inghilterra, dove studia la corrosione del piombo da parte dell’acqua di rubinetto e delle leghe alluminio-magnesio da parte dell’aria atmosferica e, più direttamente connesse alla guerra, la corrosione dei contatti di rame nei carri armati dovuta alla sabbia del deserto. Nel 1944, de Brouckère prese la direzione della sezione Industrie Chimiche al ministero degli affari economici del governo belga in esilio a Londres. Questa esperienza, collegata a un’importante funzione, le permetterà di sperare in una promozione al suo ritorno in Belgio.

Tornata in Belgio alla fine del 1944, si dedica immediatamente alla riorganizzazione dei curricola di chimica trovando finanziamenti per invitare professori stranieri. Fu nominata professore ordinario nel 1945. L’anno successivo divenne Direttore del Laboratorio di Chimica Generale e nel 1951 direttore del Laboratorio di Chimica Inorganica e Analitica.

In questo periodo si interessò ai colloidi e alle macromolecole dei quali studiò le proprietà chimico fisiche in soluzione. Per alcuni anni de Brouckère collaborò con Ilya Prigogine[5] allo studio sperimentale della termodinamica in fase liquida mentre la parte teorica fu affrontata da Prigogine. Nel 1953 le fu assegnato il premio Wetrems dall’Académie Royale de Belgique in onore del suo lavoro scientifico.

Come professore ordinario le fu affidato il corso di Chimica Generale per le matricole, Lucia ne rivoluzionerà l’impostazione didattica trasformandola da mnemonico descrittiva a basata sui principi e il ragionamento e su numerosi originali esperimenti di laboratorio.

De Brouckère in laboratorio didattico

Negli anni le furono affidati altri insegnamenti, fra cui quelli di chimica fisica e chimica analitica e il suo lavoro di ricerca rallentò di conseguenza a partire dagli anni ’60. Ebbe numerosi incarichi accademici. Preside della Facoltà di Scienze 1962-63, membro del Consiglio di Amministrazione delle Istituzioni Internazionali Solvay di Fisica e Chimica dal 1965. Al fine di incoraggiare la nascita di vocazioni nei giovani, partecipò alla fondazione dell’associazione Jeunesses Scientists e di un Centro universitario per i film scientifici.

Per la sua lunga carriera professionale fu nominata professore emerito nell’ottobre del 1974.

Interessata all’evoluzione dei concetti base della scienza, de Brouckère scrisse il libro: Évolution de la pensée scientifique: évolution des notions d’atome, et d’élément (Bruxelles, 1982).

Lucia de Brouckère non si dedicò solo all’insegnamento e all’attività scientifica, ma anche ad attività nel sociale. Per tutta la vita è stata in prima fila nella difesa delle libertà, del pensiero democratico e dei diritti delle donne. Nel 1934 è stata eletta Presidente del Comitato mondiale delle donne contro la guerra e il fascismo, un’associazione di donne con simpatie femministe. Nel 1936 intervenne in per la difesa della Spagna repubblicana. Ha fatto parte della “Fondazione per l’assistenza morale alle detenute”.

È anche stata coinvolta nella lotta per il riconoscimento della laicità. Lucia de Brouckère è stata in particolare un membro del Centro per l’Azione Secolare, il cui principale scopo era la depenalizzazione dell’aborto, poco dopo la seconda guerra mondiale. Nel 1962 divenne una delle fondatrici della pianificazione familiare “La famiglia felice”.

De Brouckère in conferenza

Poco dopo le dimostrazioni studentesche del maggio 1968, guidò l’Assemblea Costituente per le riforme dei nuovi statuti dell’Università.

Nel libro Le principe du libre examen et son prolongement: la laïcité (U.A.E., 1979) scrive:

“Ciò che mi ha colpito nel corso delle mie ricerche è stata la straordinaria coerenza interna delle teorie per cui gli esperimenti hanno inevitabilmente dimostrato essere inesatte. Questo dovrebbe renderci cauti e modesti. Le cosiddette scienze esatte e naturali non ci rivelano alcuna Verità assoluta, definitiva, immutabile, nessuna verità esistente al di fuori del tempo e dello spazio, che sarebbe sufficiente raccogliere come la famosa mela! Le scienze ci offrono verità parziali che dobbiamo costantemente correggere, ma correggere solo nelle loro stesse basi. Esigono la costante applicazione del principio dell’indagine libera, che è la base della nostra morale laica .

Lucia de Brouckère è morta all’età di 78 anni, il 3 novembre 1982 a Ixelles, uno dei Comuni di Bruxelles dove è in parte situata l’Université Libre.

Opere e siti consultati

  1. Despy-Meyer, Lucia de Brouckère (1904-1982)

https://66.35.87.110/~kvcv/images/documenten/historiek/galerij/De_Brouckere_Lucia_FR.pdf

  1. Van Tiggelen, Lucia de Brouckère (1904-1982). In: J. Apotheker and L.S. Sarkadi, European Women in Chemistry, Wiley-VCh verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany, 2011, pp. 157-160.

https://66.35.87.110/~kvcv/images/documenten/historiek/galerij/De_Brouckere_Lucia_FR.pdf

[1] POB sigla per Partito Operario Belga (POB) è un ex partito politico belga, classificato socialdemocratico, che rivendicava il socialismo. Fu fondato il 5 aprile 1885 da un centinaio di delegati rappresentanti sindacati, sezioni di un partito socialista nato nel 1879, società di mutuo soccorso e cooperative.

[2] Marguerite (Daisy) Verhoogen (1900-1994), chimico belga, dopo il liceo seguì studi di chimica diventando prima assistente, poi attorno al 1931, chef du travaux. Questo era il grado accademico più alto cui una donna potesse a quel tempo aspirare. Notevoli sono le sue ricerche con Richard Martin sulla sintesi degli heliceni.

[3] Gli chef du travail (supervisori) appartenevano al personale scientifico fisso dell’università. Erano il braccio destro di un professore, che assistevano nelle sue ricerche e nel suo carico didattico, compresa l’assistenza al lavoro pratico dagli studenti. Questo posto è spesso considerato il confine verso il professorato che Verhoogen non raggiungerà mai, certamente non per demerito…E’ stata membro della Società Chimica Belga e della Società Francese di Chimica.

[4] Izaak Maurits (Piet) Kolthoff (1894 – 1993), influente chimico analitico americano, è considerato il padre della chimica analitica per le sue numerose pubblicazioni in tutti i diversi campi dell’analitica, importante il suo lavoro per modernizzare e promuovere il settore e per aver seguito molti studenti che sarebbero diventati in seguito chimici famosi.

[5] Ilya Romanovich Prigogine (1917-2003), chimico fisico di origine russo-ebraica e nazionalità belga, è stato fondatore della termodinamica dei processi irreversibili. Premio Nobel per la chimica 1977 per il suo contributo alla termodinamica di non equilibrio, in particolare per lo sviluppo della teoria sulle strutture dissipative.

Scoperto un nuovo enzima del papavero

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Rinaldo Cervellati

Scoperto un nuovo enzima del papavero che potrebbe migliorare la sintesi degli oppiacei tramite lieviti

estrazione dell’oppio

Come noto al grande pubblico, il principale farmaco contenuto nel papavero da oppio (Papaver somniferum) è la morfina, che si ottiene per estrazione e purificazione dalla linfa essiccata fuoriuscita da profondi tagli effettuati sulle capsule immature prodotte dal papavero e che costituisce appunto l’oppio. L’oppio secco contiene circa dal 10 al 17% di morfina , la cui struttura è mostrata di seguito.

struttura della morfina

La morfina è utilizzata in medicina come analgesico per il trattamento del dolore acuto o cronico. Agisce rapidamente se somministrata per via endovenosa o sottocutanea, per via orale in forma di sciroppo o compresse invece si deve attendere un arco di 20-60 minuti prima che insorga l’effetto analgesico.

Per il suo elevato tenore in morfina, essa continua a essere estratta dalla sua fonte naturale vegetale ed è uno degli almeno 50 alcaloidi (fenantrenici e isochinolinici) contenuti nell’oppio. Pare tuttora “altamente improbabile” che una sintesi chimica sarà mai in grado di competere con il costo di produzione di morfina dal papavero da oppio.

La coltivazione a scopo commerciale per l’industria farmaceutica avviene soprattutto in Spagna, Francia, Turchia e Australia, mentre in Asia e America centrale la coltivazione ha principalmente scopi illegali, in particolare per la produzione di droghe oppioidi semisintetiche come ad esempio l’eroina (diacetil morfina).

L’oppio contiene anche altri alcaloidi ma in misura molto minore della morfina, importanti sono la codeina (metil morfina, ≈ 2%) e la tebaina (paramorfina, ≈ 0.3-1.5%). Entrambi sono, come la morfina, alcaloidi fenantrenici. La codeina è usata principalmente come blando analgesico e sedativo della tosse, la tebaina non ha impieghi farmaceutici ma gioca un ruolo importante nella fase finale della biosintesi della morfina nella pianta del papavero (figura 2).

Figura 2 struttura della tebaina

Entrambi i composti sono usati per la produzione di potenti oppioidi semisintetici, come l’ossicodone e l’idrocodone (il Vicodin, come nella fortunata serie TV “Dr. House”).

Tornando alla morfina, la prima sintesi chimica fu pubblicata nel 1956 da M. Gates e G. Tschudi con una lunga serie di reazioni organiche a partire da un composto fenantrenico [1]. Va detto che Gates iniziò a occuparsi di questa sintesi diversi anni prima, sintetizzando il composto fenantrenico partendo da 1,5-diidrossi naftalene[1]. Il lavoro di Gates è considerato quindi come la prima sintesi totale della morfina, di fondamentale importanza nella chimica organica di sintesi anche perché confermò la determinazione strutturale fatta da R. Robinson nel 1925[2] [2].

L’importanza chimica non corrispose però a un’applicazione industriale commercialmente vantaggiosa.

Negli anni successivi, fino al 2016, furono pubblicate altre vie sintetiche alcune delle quali stereospecifiche. Dettagli delle sintesi pubblicate fino al 2009 si possono trovare in [3]. Fra queste la più efficiente dal punto di vista del rendimento è considerata quella di K. C. Rice. Questa sintesi segue una via biomimetica infatti uno step chiave è la ciclizzazione di Grewe, analoga alla ciclizzazione della reticolina che avviene nella biosintesi della morfina. La reticolina è un precursore della tebaina che interviene negli ultimi stadi della formazione della morfina. Uno schema semplificato della biosintesi si trova in [4].

Tutti questi sforzi sono destinati allo scopo di realizzare una sintesi industrialmente e commercialmente utile, in modo da rendere indipendenti le case farmaceutiche dalla morfina estratta dalle piantagioni del Papaver somniferum.

Recentemente gli sviluppi della chimica organica hanno portato a utilizzare enzimi prodotti da lieviti che catalizzano la sintesi di sostanze ad attività farmacologica in modo relativamente semplice e pulito, cioè senza la necessità di lunghe procedure di purificazione del prodotto finale [5]. In breve si tratta di costringere i microorganismi (contenuti nel lievito) a produrre attraverso l’ingegneria genetica, enzimi specifici che normalmente non produrrebbero. Si tratta di una branca dell’ingegneria genetica nota come espressione eterologa.

La sintesi della morfina per via enzimatica è complicata dal fatto che gli enzimi che coordinano la sua formazione nella pianta sono tantissimi e alcuni ancora non noti.

Nel 2015 S. Galanie et. al [6] riportarono di aver finalmente delucidato l’intero percorso utilizzato dai papaveri per produrre tebaina. Hanno ritenuto che il passaggio finale in quel percorso – un riarrangiamento allilico di (7S)–salutaridinolo-7-O-acetato, per formare tebaina – si verificasse spontaneamente. Affinché tale riarrangiamento avvenga spontaneamente, tuttavia, il pH dell’ambiente deve essere 8-9. In condizioni più vicine a pH 7, il processo si verifica, ma è molto inefficiente. È stato trovato che in queste condizioni di pH naturale si forma un sottoprodotto idrossilato più favorito rispetto alla tebaina.

Partendo da questa osservazione, Peter Facchini, professore di biologia all’Università di Calgary e responsabile scientifico della start-up Epimeron, e collaboratori hanno sospettato che i papaveri dovessero contenere un enzima che favorisce la produzione di tebaina invece del sottoprodotto. Utilizzando raffinate tecniche di cromatografia proteica preparativa e analitica sono infine riusciti a isolare e identificare un enzima del papavero precedentemente sconosciuto che catalizza il passaggio a tebaina in modo efficiente [7]. L’enzima è stato chiamato tebaina sintasi (figura 3).

Figura 3. Le due strade che conducono alla tebaina, precursore della morfina

Vincent Martin

Vincent Martin della Concordia University a Montréal, esperto in biosintesi degli alcaloidi dell’oppio ha così commentato la scoperta: “La tebaina sintasi sarà un enzima importante per chi è interessato a produrre tebaina per via biomimetica, ma anche con questo enzima siamo ancora lontani dal raggiungere livelli commercialmente rilevanti di morfina”.

Peter Facchini

Tuttavia i ricercatori in ingegneria genetica delle società biotecnologiche Epimeron e Intrexon, in collaborazione fra loro e con il prof. Facchini, hanno ingegnerizzato lievito con il percorso biosintetico del papavero contenente il gene che codifica per la tebaina sintasi. Senza ulteriori ottimizzazioni, il lievito così modificato ha prodotto 24 volte più tebaina di quello che si basava sulla conversione spontanea durante l’ultimo passaggio sintetico [7].

Afferma quindi Facchini: “Quando con il gene addizionale in un esperimento preliminare la resa è migliorata di più di 20 volte, significa che si è sulla buona strada.”

Bibliografia

[1] M.Gates, G. Schudi, The Synthesis of Morphine., J. Am. Chem. Soc., 1956, 78, 1380-1393.

[2] J. M. Gulland, R. Robinson, Constitution of codeine and thebaine., Mem. Proc. Manchcester Lit. Phil. Soc, 1925, 69, 79-86

[3] SynArchive.com The Organic Synthesis Archive,

https://www.synarchive.com/molecule/morphine

[4] T. Wilson, Synthesis of Morphine Alkaloids (PDF). Professor Scott E. Denmark Research Group Presentations. University of Illinois at Urbana-Champaign.

https://web.archive.org/web/20130228131105/http://www.scs.illinois.edu/denmark/presentations/2006/gm-2006-01n31.pdf

[5] G. A. Strohmeier et al., Application of Designed Enzymes in Organic Synthesis., Chem. Rev., 2011, 111, 4141–4164.

[6] S. Galanie et al., Complete biosynthesis of opioids in yeast. Science., 2015, 349, 1095–1100.

[7] X. Chen et al. A pathogenesis-related 10 protein catalyzes the final step in thebaine biosynthesis., Nat. Chem. Biol., 2018, DOI: 10.1038 / s41589-018-0059-7.

[1] Marshall D. Gates (1915-2003) chimico americano, professore all’Università di Rochester. Noto per avere effettuato la prima sintesi totale della morfina. Il lavoro completo è del 1956, ma resoconti preliminari comparvero sul J. Am. Chem. Soc. nel 1950 e nel 1952 [1]. La sintesi di Gates richiede 29 passaggi.

[2] Sir Robert Robinson (1886-1975) chimico inglese. Professore di Chimica Organica all’Università di Oxford. Premio Nobel per la Chimica 1947 “per i suoi studi sulle produzioni di natura vegetale, in particolare per la sintesi degli alcaloidi”.

Una scienziata mancata: Clara Immerwahr (1870-1915), moglie di Fritz Haber (1868-1934)

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Rinaldo Cervellati

Il 16 dicembre dell’anno scorso si è tenuto a Como un evento teatrale dal titolo “Un cuore puro”, una rivisitazione delle lettere di Clara Immerwahr. L’evento, organizzato dal Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell’Università dell’Insubria su proposta didattica del prof. Maurizio Martellini ha inteso ricordare la figura di Clara Immerwahr prima donna a ottenere un dottorato in chimica nel 1900. Questo lungo post intende raccontare la vicenda scientifica e personale di Clara Immerwahr.

Clara Immerwahr è stata un chimico tedesco di origine ebraica. Prima donna a ottenere un dottorato in chimica in Germania, è accreditata pacifista e attivista per i diritti delle donne.

Il matrimonio con Fritz Haber, noto chimico tedesco, è enfatizzato nel titolo perché fu determinante nella successiva vita di Immerwahr e nella sua tragica scomparsa, come riportato anche in un recente dettagliato lavoro di B. Friedrich e D. Hoffmann [1].

Clara Immerwahr nacque il 15 giugno 1870 nella ricca fattoria paterna di Polkendorff vicino a Breslau (oggi Wroclaw, in Polonia). Era la figlia più giovane di genitori ebrei, il chimico Philipp Immerwahr e sua moglie Anna (nata Krohn). Crebbe nella fattoria con i suoi tre fratelli maggiori, Elli, Rose e Paul. Nel 1890, quando sua madre morì di cancro, Clara si trasferì a Breslau, dove il padre aveva avviato un negozio di tessuti e tappeti di lusso.

All’epoca, a Breslau vi era una vasta comunità di origine ebraica, che rappresentava in gran parte l’”aristocrazia intellettuale” della città, cui gli Immerwahr appartenevano. In queste famiglie “aristocratiche” non c’era spazio per religione, costumi e pratiche ebraiche, e raramente o mai si frequentava la sinagoga. Gli atteggiamenti politici della famiglia Immerwahr erano liberali, con qualche comportamento tipico del patriottismo nazionale prussiano-tedesco, tipo modestia e semplice stile di vita. Quindi, nonostante la ricchezza di famiglia, Clara e i suoi fratelli crebbero senza ostentazioni [1].

In Germania le scuole superiori (Gymnasium) erano precluse alle donne. Era possibile per loro assistere alle lezioni universitarie come uditrici ospiti solo se in possesso di speciali permessi.

Il percorso educativo di Clara e la sua successiva esistenza sono stati condizionati da questi vincoli. Iniziò i suoi studi in una Höhere Töchterschule (“Scuola per Donne”) a Breslau, studi integrati durante i mesi estivi trascorsi presso la tenuta di Polkendorf, da lezioni impartite da un tutor privato.

La scuola doveva fornire un’educazione di base per le giovani donne compatibile con il loro status sociale e prepararle per il loro “scopo naturale” cioè compagne dei loro mariti, casalinghe, e madri.

Clara si diplomò alla Töchterschule all’età di 22 anni. Si iscrisse al Teacher’s Seminary, l’unico tipo di istituzione che offriva un’istruzione professionale superiore alle donne. Tuttavia, i diplomati del Seminario erano qualificati solo per insegnare alle scuole femminili, rimanendo inammissibile l’ingresso all’università per studiare, ad esempio, le scienze, che era ciò che Clara voleva fare. Per realizzare questa aspirazione Clara dovette prendere lezioni private intensive e superare un esame equivalente all’Abitur (Esame di Maturità).

Questo esame si svolse davanti a una commissione speciale del Realgymnasium di Breslau e fu superato con successo da Clara Immerwahr nel 1896, all’età di 26 anni.

Successivamente, iniziò i suoi studi all’Università di Breslau, solo come uditore ospite e con una serie di permessi (professori, facoltà, ministero)[1].

Oggi è difficile immaginare cosa significasse per le donne entrare in un dominio maschile e che tipo di discriminazione e umiliazione erano costrette a subire.

Clara fece le necessarie domande per ottenere il permesso di frequentare le lezioni di fisica sperimentale come uditrice, e dovette procedere alla stessa snervante trafila per tutti gli altri corsi che intendeva seguire.

La attrassero in particolare le lezioni di Richard Abegg[2], professore di chimica impegnato in ricerche nell’allora nuovo campo della chimica fisica. Richard Abegg svolse un ruolo chiave nel favorire l’interesse di Clara per la chimica fisica, senza tanto badare al suo status di uditrice.

Richard Abegg

Fu proprio Abegg a supervisionare il lavoro per la tesi di dottorato di Clara. La tesi, intitolata Beiträge zur Löslichkeitsbestimmung schwerlöslicher Salze des Quecksilbers, Kupfers, Bleis, Cadmiums und Zinks (Contribution to the Solubility of Slightly Soluble Salts of Mercury, Copper, Lead, Cadmium, and Zinc) fu discussa presso l’auditorium dell’Università il 22 dicembre 1900, approvata magna cum laude. Clara Immerwahr ottenne così il dottorato in chimica, prima donna a ricevere questo titolo in Germania.

Clara Immerwahr nel 1900

Si può tranquillamente affermare che Abegg fu non solo mentore ma anche confidente di Immerwahr. In effetti Abegg e Immerwahr pubblicarono in collaborazione un articolo tratto dalla tesi di dottorato [2]. L’articolo, pubblicato nel 1900, oltre a fornire tabelle di quantità sperimentalmente determinate come le concentrazioni di equilibrio e i relativi potenziali elettrodici, affronta il problema delle elettroaffinità come quantità additive. Questa potrebbe essere la ragione per il numero relativamente elevato di citazioni ricevute da questo articolo. Esso fu percepito dal giovane pubblico femminile come prova di successo e riconoscimento per una donna scienziata.

L’intenzione di proseguire la carriera di ricercatrice è evidente dalla successiva ricerca di Immerwahr, approfondimento ed estensione del lavoro di tesi concretizzatasi in due articoli, pubblicati con il suo solo nome [3,4]. Il secondo lavoro di Clara aveva lo scopo di espandere il lavoro sulla solubilità includendo sali di rame e utilizzando idee e metodi sviluppati da Walther Nernst, Wilhelm Ostwald e Friedrich Wilhelm Küster[3]. La parte sperimentale di questa ricerca fu svolta nel laboratorio di Küster, nella Bergakademie di Clausthal in Bassa Sassonia, dove Immerwahl si era recata come visting researcher.

Il 3 agosto 1901 Clara Immerwahr si unì in matrimonio con Fritz Haber, al tempo ambizioso giovane chimico all’università di Karlsruhe. I due si erano conosciuti qualche anno prima, nel 1895, in una scuola o in un locale di ballo, ma poco si sa su questo primo incontro. Pare che Haber abbia ammesso “che si era innamorato [della sua futura sposa] come uno studente delle scuole superiori” e che “negli anni successivi avesse cercato di dimenticarla senza successo”. Quando nel marzo 1901 in occasione dell’annuale Conferenza della Società Tedesca di Elettrochimica, i due si incontrarono di nuovo, lui sempre più in carriera, lei fresca di dottorato e unica donna partecipante, la relazione si riaccese tanto che Clara si persuase a sposarlo[4].

Fritz Haber

Come sostiene Margit Szöllösi-Janze, biografa di entrambi, il matrimonio segnò la fine dell’attività scientifica di Clara Immerwahr, certamente non senza effetti sulla sua personalità. Probabilmente all’inizio Clara sperò di poter riprendere il suo lavoro di ricerca ma a lungo questa speranza dovette ridursi sempre di più [1].

In effetti, appena sposata, Clara scrive in una lettera ad Abegg:

“… una volta diventati milionari potremo permetterci servitori. Perché non posso nemmeno pensare di rinunciare al mio lavoro scientifico.”

Durante il primo anno di matrimonio Clara partecipò alle conferenze del marito e apparve spesso nei laboratori della Technische Hochschule a Karlsruhe, dove Haber sarebbe presto diventato il direttore dell’istituto di chimica fisica. Nella dedica alla moglie del libro Thermodynamics of technical gas-reactions, Haber scrive:

“Alla mia cara moglie Clara Haber, Ph.D., in segno di gratitudine per la sua cooperazione silenziosa”

Tuttavia, il coinvolgimento di Clara in questo libro di testo e di ricerca deve aver comportato qualcosa in più di una collaborazione silenziosa se Clara nella sua corrispondenza con Abegg, riferisce e discute i progressi di Haber nella stesura del libro e sollecita consigli.

Un importante punto di svolta nella vita di Immerwahr è certamente la nascita, nel 1902, del figlio Hermann, un bambino di scarsa salute, che reclamò gran parte dell’attenzione della sua madre.

Nel poco tempo rimasto dal lavoro di casalinga, Clara organizzò una serie di conferenze pubbliche su: “La chimica in cucina e nei lavori domestici”, destinate soprattutto a istruire le donne sull’uso dei prodotti chimici di uso comune nelle abitazioni.

Gli Haber divennero effettivamente ricchi, specialmente in seguito all’applicazione industriale della sintesi dell’ammoniaca da idrogeno e azoto atmosferico, effettuata da Haber e resa industriale da Carl Bosch. Il processo Haber-Bosch permise a sua volta la produzione quasi illimitata di fertilizzanti azotati, ciò che fece considerare Haber come uno dei grandi benefattori dell’umanità. Tuttavia Clara non ritornò mai più in laboratorio.

Nel 1911 Haber venne nominato direttore dell’Istituto di Chimica Fisica al Kaiser Wilhelm Institute di Berlino, città dove si trasferì con tutta la famiglia.

Con il passare degli anni dovette calarsi sempre più nel ruolo tradizionale di moglie di un grande scienziato, casalinga preoccupata del benessere della famiglia e madre premurosa. Anche a Berlino organizzò conferenze pubbliche di chimica a carattere divulgativo.

Con grande lucidità Clara Immerwahr descrive il suo stato d’animo e insoddisfazione nel 1909 in una lettera ad Abegg:

È sempre stato il mio modo di pensare che una vita valga la pena di essere vissuta solo se si è fatto pieno uso di tutte le proprie abilità e si è cercato di vivere ogni tipo di esperienza che la vita umana ha da offrire. È stato sotto questo impulso, tra le altre cose, che ho deciso di sposarmi in quel momento … la vita che ho avuto è stata molto breve … e le ragioni principali sono il modo oppressivo di Fritz di mettersi al primo posto in tutto…, così che una personalità meno spietatamente auto-assertiva è stata semplicemente distrutta.

Le tensioni e i conflitti tra Clara Immerwahr e Fritz Haber si aggravarono ulteriormente dopo lo scoppio della prima guerra mondiale. In accordo con la sua massima “in pace per l’umanità, in guerra per la patria”, Fritz Haber si applicò in modo maniacal patriottico allo sforzo bellico tedesco. In particolare sintetizzò diversi gas a base di cloro, il più tristemente famoso è il cosiddetto gas mostarda (il tioetere del cloroetano) usato nella seconda battaglia di Yprès dai tedeschi sotto la supervisione di Haber il 22 aprile 1915, causando 5000 morti nei primi dieci minuti.

Si può affermare che in questa battaglia fu usata per la prima volta un’arma di distruzione di massa e Haber divenne noto nei Paesi dell’Intesa come “padre della guerra chimica”.

Haber celebrò il “successo” della battaglia di Yprès e la sua promozione al grado di capitano durante un raduno nella sua villa di Berlino-Dahlem il 1 maggio 1915. Durante la notte dal 1 al 2 maggio, Clara Haber Immerwahr si suicidò sparandosi con la pistola di ordinanza del marito nel giardino della villa. A Fritz Haber fu negato dall’autorità militare un qualsiasi permesso per i funerali, fu fatto partire per il fronte orientale il giorno successivo [1].

All’epoca, il suicidio di Clara rimase in gran parte nell’ombra. Sei giorni dopo la sua morte, solo il giornale locale Grunewald-Zeitung riferì che “la moglie del Dr. H. dei Servizi Segreti, che è attualmente al fronte, ha messo fine alla sua vita sparandosi. Le ragioni del gesto infelice della donna sono sconosciute.”[5]. Non ci sono prove che vi sia stata un’autopsia.

Ma, dopo circa vent’anni, le circostanze scarsamente documentate della sua morte hanno provocato notevoli discussioni e controversie sulle sue ragioni.

Poiché a detta di molte persone Clara aveva criticato la ricerca del marito bollandola come una “perversione degli ideali della scienza” e “un segno di barbarie, corrompendo la disciplina stessa che dovrebbe portare nuovi benefici all’umanità”, il suicidio di Clara viene da alcuni biografi visto in quest’ottica [6]. Scrive ad esempio Gerit von Leitner: “Durante la guerra la sua presa di posizione chiara e univoca è malvista e ostacolata. Le rimane un’unica possibilità per non diventare complice. Quando la casa è vuota…Clara scrive per ore lettere di commiato in cui spiega- a chi leggerà- il significato del suo gesto…I domestici hanno visto le lettere. Chi le ha distrutte?” [7].

Tuttavia Friedrich e Hoffmann affermano che non ci sono conferme a quanto riportato da Goran e von Leitner. Ci sarebbero invece testimonianze che fanno pensare a motivazioni più complesse per il suicidio di Immerwahr.

Il ruolo della guerra chimica nel suicidio di Clara è stato riportato da suo cugino Paul Krassa nel 1957, secondo cui Clara fece visita a sua moglie poco prima del suicidio per confidarle i “macabri effetti” della guerra chimica e di aver assistito, in particolare al “test sugli animali”. Krassa, tuttavia, ha aggiunto che altri fattori potrebbero avere anche giocato.

Allo stesso modo, James Franck[5] ha dichiarato nella sua testimonianza del 1958:

“… che il coinvolgimento del marito nella guerra chimica aveva avuto sicuramente un effetto nel suo suicidio. ” Tuttavia, Franck ha aggiunto che Fritz Haber: “… fece un grande sforzo per riconciliare i suoi punti di vista con quelli politici e umani di Clara.

Secondo Friedrich e Hoffmann [1], la conclusione di Von Leitner si riferisce solo alle prime parti di queste due testimonianze e ignora altre fonti che suggeriscono che le ragioni del suicidio di Clara potrebbero aver avuto a che fare con la sua vita privata . Parte delle fonti disponibili suggerisce che Clara fosse davvero depressa e che questa depressione aveva a che fare con la sua vita matrimoniale infelice e insoddisfacente.

Anche il pacifismo e la contrarietà di Clara alla guerra sono state messe in dubbio, in particolare dalla risposta a una lettera del Dr. Setsuro Tamaru, collaboratore di Fritz Haber, costretto a lasciare la Germania in seguito all’entrata in guerra del Giappone a fianco della Triplice Intesa. La lettera di Tamaru, molto amara, è una critica feroce alla politica di guerra della Germania e dei suoi alleati.

Nella lettera di risposta, pubblicata nel lavoro di Friedrich e Hoffmann, Clara descrive il suo atteggiamento “utile e di aiuto alla patria”, afferma che il marito sta lavorando 18 ore al giorno e infine descrive se stessa come “… troppo ignorante in materia di affari esteri per essere in grado di rispondere correttamente … ” alle critiche di Tamaru.

Secondo Friedrich e Hoffman la lettera di Clara a Tamaru è difficile da conciliare con la sua immagine di pacifista i cui disaccordi col marito riguardo alla condotta della guerra l‘avrebbero portata al suicidio [1]. Personalmente ci vedo solo una sorta di obbligo verso il suo paese in risposta alle accuse dell’amareggiato Tamaru. Casomai dalla lettera ciò che traspare sono le sue preoccupazioni per come la guerra abbia influenzato in peggio i suoi problemi personali. Peccato che sia rimasta solo la risposta e non la lettera originale di Tamaru.

Quindi Friedrich e Hoffmann propendono per complesse ragioni personali.

Ma i motivi profondi di un gesto di rifiuto estremo, come il suicidio sono a mio avviso noti (forse) solo a chi lo commette (anche in presenza di lettere o biglietti), parenti, biografi, storici, ecc. possono solo fare congetture più o meno verosimili.

Infine, cosa successe a Fritz Haber?

Ottenne il Premio Nobel per la Chimica 1918 (ma lo ricevette effettivamente nel 1919) per la sintesi dell’ammoniaca. Continuò a lavorare all’Istituto di Chimica Fisica della Kaiser Wilhelm Gesellshaft fino al 1933 quando, essendo di origine ebraica fu destituito in seguito alle prime leggi razziali promulgate dal regime della Germania nazista. Emigrò in Gran Bretagna, dove trovò un posto all’Università di Cambridge. Nel 1934 decise di recarsi in Palestina, nella città di Reovhot, ma morì durante il viaggio di attacco cardiaco, in un albergo di Basilea in Svizzera. Nel testamento chiese che le sue ceneri fossero inumate insieme a quelle di Clara, cosa che effettivamente avvenne.

Opere consultate

Oltre al lavoro di Friedrich e Hoffmann, citato in [1]:

  1. Offereins, Clara Immerwahr (1870-1915). In: J. Apotheker and L.S. Sarkadi, European Women in Chemistry, Wiley-VCh verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany, 2011, pp. 47-50.

Bibliografia

[1] B. Friedrich, D. Hoffmann, Clara Haber, nee Immerwahr (1870–1915): Life, Work and Legacy Z. Anorg. Allg. Chem. 2016, 642, 437–448.

[2] R. Abegg, C. Immerwahr, Notes on the electrochemical behavior of silver and zinc fluorides, Z. Phys. Chem., 1900, 32, 142-144. (in German)

[3] C. Immerwahr, Potentials of Cu electrodes in solutions of analytically important Cu precipitates. Z. Anorg. Chem. 1900, 24, 269–278. (in German)

[4] C. Immerwahr, On the solubility of heavy metal precipitates determined by electrochemical means. Z. Elektrochem. 1901, 7, 477–483. (in German)

[5] J. Dick, Clara Immerwahr 1870-1915., Jewish Women: A Comprehensive Historical Encyclopedia, (On-line Ed.), marzo 2009.

https://jwa.org/encyclopedia/article/immerwahr-clara

[6 ] M. Goran, The Story of Fritz Haber, University of Oklahoma Press, Norman, 1967

[7] Gerit von Leitner, Der Fall Clara Immerwahr: Leben für eine humane Wissenschaft, G.H. Beck, Munchen, 1993.

[1] In Prussia le donne diventarono legalmente ammissibili come studenti universitari solo dal 1908. Prima, a partire dal 1895, le donne erano autorizzate a frequentare le lezioni solo come uditori ospiti, e anche questo era subordinato al sostegno del professore e della facoltà e a un permesso del Ministero.

[2]Richard Wilhelm Heinrich Abegg (1869 – 1910), chimico fisico tedesco, pioniere della teoria della valenza. Notò che la differenza fra la valenza massima positiva e negativa di un elemento era otto (regola di Abegg), anticipando la regola dell’ottetto di Gilbert Lewis. Ha svolto ricerche su molti argomenti chimico fisici, compresi i punti di congelamento, la costante dielettrica del ghiaccio, la pressione osmotica, i potenziali di ossidazione e gli ioni complessi. Appassionato di volo morì in un incidente con la sua mongolfiera a soli 41 anni.

[3] Friedrich Wilhelm Albert Küster (1861-1917), chimico tedesco si è occupato di chimica fisica e analitica, noto per il famoso manuale di tabelle e calcoli chimici.

[4] Letteralmente: “Ci siamo visti, abbiamo parlato e alla fine Clara si lasciò persuadere a provarci con me. “, da una lettera di Fritz Haber citata dalla storica M. Szöllösi-Janze in:, Fritz Haber (1868–1934). Eine Biographie, 1998, C. H. Beck, München.

[5] James Franck (1882-1964) fisico tedesco, vinse il Premio Nobel per la fisica 1925 con Gustav Hertz “per la scoperta delle leggi che governano l’impatto di un elettrone su un atomo”. Esule negli USA partecipò al progetto Manhattan. Nel suo Franck report raccomandò che i giapponesi fossero avvertiti prima dello sgancio delle bombe atomiche sulle loro città ma non fu ascoltato.

Più aromatico di così…..

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Evidenza sperimentale di doppia aromaticità in una molecola stabile: il dicatione esa(fenilselenil)benzene presenta aromaticità σ e π concentriche.

La scoperta, dovuta a un team di ricercatori giapponesi guidati dal prof. Masaichi Saito (S. Furukawa et al., Double aromaticity arising from σ- and π-rings, Commun. Chem. 2018, DOI: 10.1038/s42004-018-0057-4) è stata riportata da Sam Lemonick su Chemistry & Engineering newsletter on-line l’11 ottobre scorso. Vediamo di capire di cosa si tratta.

Dalla scoperta del benzene, i composti aromatici, che hanno struttura e proprietà simili a quelle del benzene, hanno svolto un importante ruolo in molti campi della chimica. Qualsiasi studente che ha seguito un corso di chimica organica sa che il carattere aromatico deriva da orbitali-π delocalizzati, completamente “occupati” da sei elettroni, come si osserva appunto nel benzene (figura 1).

Fig. 1 Aromaticità “classica” π

Ma come capita per molti concetti insegnati in un primo corso di chimica organica, la realtà è più complessa. I chimici hanno attivamente discusso ed esteso il concetto di aromaticità.

Attualmente, l’aromaticità σ- e δ- derivante da (4n + 2) elettroni σ e δ rispettivamente, sono state previste da calcoli teorici e studi sperimentali (figura 2).

Fig. 2 Aromaticità- σ

La successiva logica domanda è se diversi tipi di aromaticità possano coesistere in una singola molecola. Poiché la previsione teorica su una misteriosa molecola ipotetica che possedeva aromaticità doppia σ- e π- fu riportata da Schleyer et al. nel 1979 (J. Chandrasekhar et al., Double aromaticity: aromaticity in orthogonal planes.The 3,5-dehydropenyl cation., Tetrahedron Lett., 1979, 20, 3707-3010), la ricerca sperimentale di composti aromatici stabili σ- e π- è proseguita negli anni con pazienza.

Ispirato da un precedente lavoro di Martin (D.J. Sagl, J.C. Martin, The Stable Singlet Ground State Dication of Hexaiodobenzene: Possibly a σ-Delocalized Dication, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5827-5833), Saito e collaboratori hanno autonomamente progettato un dicatione esaselenilbenzenico come potenziale composto a doppia aromaticità σ- e π-.

Prof. Masaichi Saito

Il razionale per tale scelta si è basato sulle seguenti considerazioni: 1) la sua π-aromaticità è giustificata dalla presenza di un anello benzenico, 2) gli orbitali σ delocalizzati ciclici sono possibili a causa delle interazioni tra coppie solitarie sugli atomi di selenio, e 3) i composti di selenio sono facilmente ossidati.

In effetti, i calcoli precedentemente effettuati dal gruppo sul composto modello, [C6(SeH)6]2+, predicono il suo carattere aromatico doppio σ- e π (M. Hatanaka et al., σ-Aromaticity in Hexa-Group 16 Atom-Substituted Benzene Dications: A Theoretical Study., J. Org. Chem., 2014, 79, 2640-6). Il gruppo di ricerca è quindi riuscito a sintetizzare e caratterizzare completamente il dicatione dell’esa(selenilfenil)benzene (figura 3) e a delucidare il suo carattere aromatico doppio σ- e π.

Fig. 3 Il catione esa(selenilfenil)benzene (Ph = fenil)

Il carattere aromatico doppio σ- e π del dicatione, ottenuto dall’ossidazione del precursore neutro (M. Saito, Y. Kanatomi, Reinvestigation on the synthesis of hexakis(phenylseleno)benzene., J. Sulphur Chem., 2009, 30, 469-476), è stato chiarito in base ai criteri di aromaticità.

La struttura molecolare determinata dall’analisi di diffrazione a raggi X ha rivelato un’alterazione trascurabile dei legami C-C nell’anello centrale a sei membri, indicando che esso mantiene la sua aromaticità originaria. I legami selenio-selenio e selenio-carbonio (sull’anello benzenico centrale) sono quasi identici, caratteristica dei composti aromatici. Anche le proprietà magnetiche del dicatione supportano il suo carattere doppio-aromatico (figura 4).

Fig.4 Doppia aromaticità nell’esa(selenilfenil)benzene (E = −SePh) dicatione

Il gruppo ha dimostrato che il dicatione possiede un carattere aromatico doppio σ- e π- derivante da orbitali delocalizzati ciclici σ- e π-simmetrici, formalmente occupati da dieci e sei elettroni, rispettivamente. L’aromaticità segue quindi la regola di Hückel 4n+2 (n = 1, 2, …), indipendentemente dalla simmetria orbitale σ- o π-.

Saito e collaboratori affermano che i loro risultati ampliano il concetto di aromaticità e possono rappresentare un passo avanti nella scienza dei materiali, considerando che dovrebbero favorire lo sviluppo della prossima generazione di sistemi π-aromatici.

Alexander I. Boldyrev, un chimico teorico della Utah State University, che ha predetto molecole aromatiche doppie contenenti boro, dice che Saito ha effettivamente scoperto un vero esempio di aromaticità π e σ e afferma che il fatto più importante è la stabilità del composto. Boldyrev ritiene che la molecola potrebbe aiutare i chimici a capire il legame, la struttura e la stabilità in altre molecole, specialmente inorganiche.

Scienziate che avrebbero potuto aspirare al Premio Nobel: Marthe Louise Vogt (1903-2003)

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Marthe Louise Vogt, neurofisiologo e chimico, è considerata una fra i principali scienziati nelle neuroscienze, particolarmente nel campo dei neurotrasmettitori.

Marthe Louise nacque l’8 settembre 1903 a Berlino, da Cecile Mugnier Vogt, francese e Oscar Vogt, di origine tedesco-danese, discendente da una famiglia di lunga tradizione comprendente religiosi luterani, capitani di marina e perfino un pirata. Marthe ebbe una sorella minore, Marguerite, che divenne genetista.

Cecile e Oskar Vogt erano i principali neuroanatomisti del loro tempo, dal 1898 al 1937 lavorarono insieme a Berlino sull’anatomia, la fisiologia e la patologia del cervello. Essi hanno descritto la sindrome di Vogt-Vogt[1] . A Oskar Vogt fu chiesto di eseguire un esame post-mortem sul cervello di Lenin. Egli trovò cellule piramidali corticali insolitamente grandi, suggerendo che potevano essere indicazione di una funzione mentale superiore.

Marthe crebbe quindi in una famiglia di talento dove la curiosità intellettuale era la grande forza trainante. Da bambina accompagnava il padre in spedizioni per raccogliere insetti, che erano usati come materiale per studi sulla variabilità genetica.

Anche se il padre è stato un attivo socialista, sembra che la giovane Marthe abbia avuto scarso interesse per la politica: nonostante la prima guerra mondiale, la sua prospettiva era internazionale, probabilmente un riflesso delle origini cosmopolite dei genitori. Marthe parlava correntemente francese, inglese e tedesco.

Dal 1909 al 1922 Marthe Vogt frequentò l’Auguste Viktoria-Schule di Berlino-Charlottenburg, finendo con l’Abitur, qualifica di ingresso per qualsiasi università tedesca.

Marthe Louise Vogt da giovane

Dal 1922 al 1927 intraprese contemporaneamente gli studi di chimica e medicina all’Università di Berlino. Agli studenti era infatti permesso di organizzare liberamente i loro studi e orari e Martha fu in grado di frequentare molti corsi e lezioni oltre a quelli stabiliti dai singoli curricula delle due facoltà. Furono in particolare le lezioni di W. Schlenk[2] e F. A. Paneth[3] che la stimolarono a ciò che avrebbe voluto fare in futuro: applicare le conoscenze chimiche ai problemi medico-neurologici.

Marthe Vogt ottenne il diploma universitario in medicina nel 1927 e passò l’anno successivo di pratica medica per metà lavorando in ospedale e per metà nel laboratorio del padre su un progetto neuro-anatomico che fu oggetto del suo dottorato medico ottenuto l’anno successivo, il 9 maggio 1928. I successivi due anni furono spesi da Marthe al Kaiser-Wilhelm-Institut für Biochemie sotto la guida di C. Neuberg[4], per completare la formazione in chimica organica e produrre una tesi sul metabolismo dei carboidrati. Discusse la tesi e ottenne il dottorato in chimica il 27 settembre 1929. Dalla tesi ricavò due articoli pubblicati in tedesco su Biochemische Zeitschrift nel 1929.

Nel 1929, Vogt iniziò a lavorare su farmacologia e endocrinologia presso l’Istituto di Farmacologia a Berlino, diretto da Paul Trendelenburg[5] dove strinse amicizia con diversi colleghi, in particolare con il figlio di Paul, Ullrich, che rimase suo amico per tutta la vita. Qui Vogt imparò a conoscere l’endocrinologia e utilizzò tecniche chimiche nell’analisi farmacologica. All’inizio degli anni ’30, si era affermata come una delle principali farmacologhe tedesche e nel 1931, a soli 28 anni, fu nominata responsabile della divisione chimica del Kaiser Wilhelm Institut für Hirnforschung (“Scienza del Cervello”). All’Istituto intraprese studi elettrofisiologici sul cervello e indagò gli effetti di vari farmaci sul sistema nervoso centrale. Annota che all’inizio l’atmosfera lavorativa all’istituto era eccellente, ma col passare del tempo divenne sempre più opprimente a causa del clima politico, tanto da indurla a cercare opportunità all’estero. Effettivamente Vogt non aveva creduto che Hitler e il partito nazista sarebbero saliti al potere, ma dovette rendersi conto di aver sbagliato valutazione, fu per questo che si mise a cercare lavoro fuori dalla Germania.

Fortunatamente, il futuro Premio Nobel Sir Henry Dale[6] le aveva offerto un posto nel suo laboratorio a Londra se avesse ottenuto un supporto finanziario. Vogt conseguì una borsa di studio Rockefeller Travelling per un anno e lasciò la Germania per Londra il 1 aprile 1935. Chissà se in quel momento Marthe Vogt realizzò che forse non avrebbe mai più lavorato in Germania.

Vogt trascorse la prima metà della borsa Rockefeller nel laboratorio di Sir Henry Dale a Hampstead in collaborazione con Wilhelm Feldberg (1900-1993) sul rilascio di acetilcolina dai nervi motòri. Deve essere stato un momento emozionante perché l’idea della trasmissione chimica degli impulsi nervosi era relativamente nuova e questa scoperta era un’ulteriore prova della supposizione. Il lavoro fu pubblicato nel Journal of Physiology (H.H.Dale, W. Feldberg, M. Vogt, Release of Acetylcholine at Voluntary Motor Nerve Endings., J. Physiol., 1936, 86, 353-380.), lo stesso anno in cui a Dale fu conferito il premio Nobel. Dale in particolare menzionò il lavoro con Feldberg e Vogt nella sua Nobel lecture e suggerì cautamente che la trasmissione chimica che si trova in periferia potrebbe essere alla base della connettività interneuronale nel cervello.

Non possiamo sapere se questo suggerimento abbia influenzato Vogt, certamente questa fu l’area in cui fece le sue scoperte più importanti, usando metodi chimici per misurare le sostanze neuro trasmittenti. Si pensi a quanto dovesse essere difficile misurare l’acetilcolina rilasciata dalla stimolazione dei nervi motòri. La produzione è molto piccola, in particolare in relazione alla massa muscolare e a quei tempi la sostanza trasmittente poteva essere rilevata solo da un noioso biosaggio.

Vogt trascorse la seconda metà della borsa Rockefeller a Cambridge con E. B. Verney (1894-1967), professore di Farmacologia, insieme hanno compiuto notevoli indagini sull’ipertensione.

Le condizioni della sua borsa erano tali che avrebbe dovuto rientrare in Germania dopo un anno, ma con l’aiuto di Verney ottenne un’altra borsa annuale continuando così a fare ricerca a Cambridge. Nel frattempo fece domanda per l’Alfred Yarrow Research Fellowship al Girton College di Cambridge, vincendola ebbe un ulteriore supporto finanziario di tre anni. In teoria, quindi, ebbe un sostegno sufficiente per rimanere in Gran Bretagna fino al 1940. Nel 1938 l’Università di Cambridge le conferì il dottorato ad honorem, dove divenne Dimostratrice in Farmacologia e Fisiologia.

Marthe Vogt nel 1939

Sfortunatamente, lo scoppio della seconda guerra mondiale minacciò la sua carriera. Nel 1939 i servizi britannici di intelligence scoprirono che Marthe Vogt era ancora un membro del partito nazista. Tecnicamente infatti Marthe faceva ancora parte del personale docente ricercatore di un’università tedesca e automaticamente era membro di quel partito. I suoi tentativi di dimettersi non erano stati accettati dai funzionari nazisti. Fu portata davanti a un tribunale che la classificò “straniera nemica di categoria A” e dispose per il suo immediato internamento. Tuttavia, tutti i colleghi e gli amici di Vogt si radunarono in suo aiuto e le fu concesso un processo d’appello. La categoria fu cambiata in “straniera amica”, liberandola per continuare il suo lavoro a Cambridge, nel febbraio 1940. Marthe Vogt fece quindi domanda per la naturalizzazione britannica che però le fu concessa solo nel 1947, due anni dopo la fine della guerra.

Finita la borsa di studio al Girton College a Vogt si presentò l’opportunità di condurre ricerche indipendenti: nel giugno del 1941 fu nominata membro del personale dei Laboratori Farmacologici della Pharmaceutical Society of Great Britain a Bloomsbury Square a Londra, comunemente noto come “The Square” (“La Piazza”). Fu in questo ambiente che Marthe Vogt espresse maggiormente la sua originalità. Lei focalizzò l’attenzione sulla ghiandola surrenale e alla sua relazione con lo stress. Fu il suo importante, ma non principale interesse di ricerca per il resto della sua carriera (peraltro iniziato nel periodo berlinese). Uno sguardo alla sua lista di pubblicazioni mostra che pubblicò oltre 30 articoli sull’argomento, per lo più solo a suo nome, il che rappresenta uno sforzo colossale di ricerca.

Gli studi sulle ghiandole surrenali rimasero un serio interesse di Vogt anche dopo il suo trasferimento come Lecturer al Dipartimento di Farmacologia di Edimburgo nel 1947. Non vi può essere alcun dubbio che i contributi più importanti di Marthe Vogt furono in neurofarmacologia. Ancor prima di lasciare “The Square”, aveva collaborato con il suo collega e amico Wilhelm Feldberg. Insieme decisero di studiare la sintesi dell’acetilcolina in diverse regioni del cervello. Misurando la colina acetilasi (oggi chiamata colina acetiltransferasi), l’enzima che sintetizza l’acetilcolina, che poteva essere rilevata in piccoli volumi di tessuto cerebrale, hanno fornito forti evidenze del ruolo dell’acetilcolina come neurotrasmettitore e hanno dimostrato la distribuzione dei sistemi colinergici nelle diverse regioni del cervello (W. Feldberg, M. Vogt, (Acetylcholine synthesis in different regions of the central nervous system., Journal of Physiology, 1948107, 372–381).

Marthe Vogt e Wilhelm Feldberg

Mentre era a Edimburgo, Vogt pubblicò un articolo sulla concentrazione di simpatina (noradrenalina e adrenalina) nel sistema nervoso centrale che molti considerano la sua migliore ricerca (M. Vogt, The concentration of sympathin in different parts of the central nervous system under normal conditions and after the administration of drugs. J. Physiol., 1954, 123, 451–481).

Marthe Vogt Royal Society Member

Avendo già a disposizione tecniche di separazione cromatografica, metodi fluorimetrici e attraverso una serie di analisi biologiche ha analizzato il contenuto di noradrenalina e adrenalina nel cervello. Va ricordato che la concentrazione di queste sostanze è solo di circa 1μg g−1 nelle zone più ricche e in molte parti è molto inferiore. Inoltre, lavorò con campioni di massa 10-250 mg.

Tuttavia riuscì a ottenere i valori per il contenuto di 41 diverse aree del cervello. La distribuzione era irregolare, alcune aree avevano 20 volte la concentrazione delle altre. La distribuzione poteva poi modificarsi sotto l’azione di diversi farmaci. Con la dovuta cautela, Vogt diede un’interpretazione di questi risultati.

Nel 1951 fu elevata a un grado superiore e nel 1952 divenne Reader (equivalente di professore), nello stesso anno fu eletta Fellow della Royal Society, un riconoscimento assegnato in precedenza a sole altre otto donne.

Nel 1960 si trasferì all’Agricultural Research Council’s Institute of Animal Physiology at Babraham, appena fuori Cambridge, dove è stata a capo dell’unità di farmacologia fino al 1968. Anche se si è ufficialmente ritirata a questa data ha continuato a pubblicare e a ricevere visiting professors fino agli ultimi anni ’80.

Marthe Vogt in età avanzata

Nel 1988, lasciò il suo paese d’adozione per vivere con sua sorella Marguerite, 10 anni più piccola, a La Jolla, in California. Marthe Vogt è morta il 9 settembre 2003, il giorno dopo il suo 100° compleanno.

Opere consultate

Alan W. Cuthbert, Marthe Louise Vogt. 8 September 1903 — 9 September2003: Elected FRS 1952, Biogr. Mems Fell. R. Soc. 2005, 51, 409-423.

A.B. Vogt, Marthe Louise Vogt (1903-2003). In: J. Apotheker and L.S. Sarkadi, European Women in Chemistry, Wiley-VCh verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany, 2011, pp. 149-152.

[1] Questa sindrome è il risultato di una lesione del corpo striato, solitamente associata a danno alla nascita che causa una forma di paralisi cerebrale. La malattia insorge nella primissima infanzia quando dovrebbe cominciare a svilupparsi un’attività motoria complessa, come sedersi, stare in piedi e camminare.

[2] Wilhelm Johann Schlenk (1879 – 1943) chimico tedesco, noto soprattutto per aver sviluppato apparecchiature che permettono la manipolazione di composti sensibili all’aria, che gli permisero di preparare per la prima volta composti organometallici del litio.

[3] Friedrich Adolf Paneth (1887 – 1958) chimico austriaco naturalizzato britannico nel 1939 dopo essere fuggito dall’Austria nazista. Dopo la guerra, Paneth tornò in Germania per diventare direttore dell’Istituto Max Planck per la chimica nel 1953. Fu considerato la massima autorità del tempo sugli idruri volatili, diede anche importanti contributi allo studio della stratosfera.

[4] Carl Alexander Neuberg (1877-1956), ebreo tedesco è spesso definito il “padre della moderna biochimica”. Il suo notevole contributo alla scienza include la scoperta della carbossilasi e la delucidazione della fermentazione alcolica che dimostrò avvenire attraverso una serie di reazioni enzimatiche, comprensione cruciale per l’interpretazione dei percorsi metabolici.

[5] Paul Trendelenburg (1884 – 1931), farmacologo tedesco particolarmente noto per le sue ricerche sull’adrenalina, per lo sviluppo di procedure di misurazione biologica per la standardizzazione dei preparati ormonali.

[6] Sir Henry Hallett Dale (1875 – 1968), farmacologo e fisiologo inglese, condivise con Otto Loewi il Premio Nobel per la medicina o fisiologia 1936 per le loro scoperte sulla trasmissione chimica degli impulsi nervosi.

Il solfuro di idrogeno forma dimeri attraverso legami a idrogeno.

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Nel numero del 17 ottobre di Chemistry & Engineering newsletter on-line, Sam Lemonick riporta un recente lavoro con evidenze sperimentali non ambigue di legami a idrogeno nel dimero del solfuro di idrogeno e di alcune somiglianze fra il comportamento di questo dimero e quello dell’acqua.

Come noto una delle cause per le proprietà uniche dell’acqua, come i punti di ebollizione e di congelamento, è proprio la presenza dei legami a idrogeno. Per decenni i chimici hanno discusso se i dimeri del solfuro di idrogeno, H2S, “cugino” maleodorante dell’acqua, fossero anch’essi trattenuti da legami a idrogeno.

Nella struttura tetraedrica del ghiaccio, misure spettroscopiche mostrano l’evidenza di quattro legami a idrogeno dell’acqua (attraverso due atomi di idrogeno e due coppie di elettroni solitari dell’ossigeno), ma nell’H2S solido, ogni molecola è circondata da un guscio di altre 12 molecole. Questa drammatica differenza tra le fasi condensate di acqua e idrogeno solforato portò a concludere che la struttura del ghiaccio è anisotropa dovuta ai legami a idrogeno, mentre la struttura di H2S solido è determinata da interazioni isotropiche, un contorno sferico in cui sono sistemate le 12 molecole (figura 1):

Figura 1 unità strutturali di H2O e di H2S solidi

Ciò faceva pensare a molti che nel dimero dell’idrogeno solforato (altro nome del solfuro di idrogeno) non si potessero formare legami a idrogeno.

Tuttavia nel 2013 i risultati di un lavoro di spettroscopia infrarossa sul dimero di H2S, (H2S)2 hanno condotto gli autori a proporre per esso il legame a idrogeno, senza però fornire una descrizione dettagliata della sua struttura. Anche calcoli teorici quantomeccanici indicano che le strutture di (H2S)2 e (H2O)2 dovrebbero essere simili, unite da un ponte a idrogeno.

Un gruppo internazionale di ricercatori, coordinati dal Prof. Elangannan Arunan, Department of Inorganic and Physical Chemistry dell’Indian Institute of Science, hanno recentemente riferito di aver trovato prove sperimentali non ambigue che i dimeri di H2S sono trattenuti da legami a idrogeno [1].

Prof. Elangannan Arunan

Dallo studio degli spettri del dimero “genitore” e di quelli isotopicamente sostituiti, utilizzando uno spettrometro a microonde in trasformata di Fourier, il team di ricercatori è stato in grado di stabilire distanze e angoli di legame in (H2S)2 gas a temperatura molto bassa, ottenendo la seguente struttura (figura 2):

Figura 2. Struttura sperimentale del dimero (H2S)2 (dal rif. [1])

simile a quella, ben nota, del dimero dell’acqua (figura 3):

Figura 3. Struttura del dimero (H2O)2 (dal rif[1], *=calcoli teorici)

I risultati sperimentali ottenuti dagli autori sono in ottimo accordo con i più recenti calcoli quantomeccanici, riportati per confronto nella tabella 4 del loro articolo [1].

Arunan e il suo gruppo concludono che sebbene l’idrogeno solforato rimanga in forma gassosa a temperatura ambiente con ogni molecola contornata da 12 vicine, quando raffreddato sotto −60°C, i dimeri di H2S sono uniti da un legame a idrogeno. A temperature più elevate tali legami si rompono e si riformano troppo rapidamente per essere rilevati mediante spettroscopia.

Bibliografia

[1] A. Das et al., Angew Chem Chem Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201808162

Scienziate che avrebbero potuto aspirare al Premio Nobel: Ida Smedley McLean (1877-1944)

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Nel post su Martha Whiteley abbiamo accennato a Ida Smedley McLean, biochimico, prima donna a essere ammessa alla Royal Chemical Society, anche essa attivista per le pari opportunità delle donne nelle Facoltà di Chimica. Vale la pena fornirne dunque una sua appropriata nota biografica.

Nata a Birmingham il 14 giugno 1877, seconda figlia di William T. Smedley, uomo d’affari e di Annie Elizabeth Duckworth, figlia di un commerciante di caffè di Liverpool, una famiglia colta e progressista, ricevette l’istruzione primaria da sua madre fino all’età di nove anni.

Dal 1886 al 1896 frequentò la King Edward VI High School for Girls a Birmingham. Ottenne una borsa di studio con la quale entrò al Newnham College di Cambridge, iscrivendosi al Progetto Tripos di Scienze Naturali[1] nel 1896. Si piazzò al primo posto nella prima parte del progetto (1898) al secondo nella seconda parte (1899), studiando chimica e fisiologia. Dopo due anni di interruzione Ida ottenne nel 1901 una borsa di studio per fare ricerca post diploma al Central Technical College di Londra sotto la guida di H. E. Armstrong[2]. Ha insegnato come dimostratore di chimica nei laboratori didattici del Newnham College nel 1903 e nel 1904 ed è stata ricercatrice presso il laboratorio Davy-Faraday della Royal Institution dal 1904 al 1906. Conseguì il dottorato presso l’Università di Londra nel 1905.

Ida Smedley

Nel 1906 Smedley fu nominata assistente nel Dipartimento di Chimica dell’Università di Manchester, la prima donna a ricoprire un incarico in quel dipartimento. Rimase a Manchester per quattro anni, durante i quali condusse e pubblicò ricerche in chimica organica, in particolare sulle proprietà ottiche dei composti organici. Oltre a un primo lavoro del 1905, probabilmente riguardante la ricerca per il dottorato, altri sei articoli a suo solo nome furono pubblicati sul Journal of the Chemical Society Transactions fino al 1911.

Nel 1910 tornò a Londra e iniziò il suo lavoro in biochimica, che avrebbe continuato per il resto della vita. Ottenne una delle prime borse di ricerca Beit[3] (1910), lavorando presso il Lister Institute of Preventive Medicine diretto da Arthur Harden[4].

Menu di una cena dei vincitori di Borse Beit (la firma di Smedley è la quarta dal fondo)

Nel 1912 pubblicò una ricerca originale sugli acidi grassi contenuti nel burro [1] dimostrando, contrariamente a quanto si pensava, che sono costituiti da catene non ramificate, e la presenza di altri acidi insaturi accanto al già ben caratterizzato acido oleico. Il lavoro confermò anche la presenza soltanto di acidi grassi con un numero pari di atomi di carbonio. Successivamente pubblicò una prima analisi sui percorsi attraverso cui gli acidi grassi potevano essere biosintetizzati [2], facendo l’ipotesi che l’acido piruvico derivato dalla demolizione dei carboidrati fosse il precursore e che esso potesse perdere una molecola di anidride carbonica per generare un frammento con due atomi di carbonio (chiamato acetaldeide attiva) che avrebbe potuto essere usato per estendere una catena di acidi grassi in crescita attraverso una serie di reazioni di condensazione, disidratazione e riduzione[5].

Nel 1913, ricevette il premio Ellen Richards, un premio bandito dall’American Association of University Women per una ricerca originale di una scienziata donna. Nello stesso anno sposò Hugh Maclean (1879-1957), in seguito professore di medicina all’Università di Londra e all’ospedale di St Thomas, col quale ebbe un figlio e una figlia.

Durante la prima guerra mondiale, Smedley Maclean lavorò all’Ammiragliato su vari progetti di importanza nazionale, compresa la produzione su larga scala di acetone dall’amido per fermentazione.

Continuò le ricerche sugli acidi grassi che inclusero la loro sintesi dai carboidrati, la loro funzione e metabolismo negli animali. Fra il 1920 e il 1941 pubblicò più di 40 articoli su questi temi, parte in collaborazione, nel Biochemical Journal [3].

Divenne membro dello staff del Lister Institute nel 1932.

Lo staff del Lister Institute nel 1933. Nel riquadro Ida Smedley Mclean

La sua monografia The Metabolism of Fat, pubblicata nel 1943 come prima delle Monografie Methuen in Biochimica, riassumeva le sue opinioni sul campo, in cui era ormai un’autorità riconosciuta.

Ida Smedley Maclean è stata determinante nel promuovere lo status professionale delle donne nelle università. È stata una delle fondatrici della British Federation of University Women, da cui è nata la International Federation of University Women. Dall’inizio del movimento nel 1907, ricoprì incarichi di vertice e successivamente fu presidente della Federazione dal 1929 al 1935. Attualmente, la federazione amministra una borsa di ricerca post dottorato a suo nome, destinata a donne che intendono proseguire nel lavoro di ricerca.

E’ stata anche una leader nella lunga lotta per l’ammissione delle donne nella Chemical Society, che riuscì a vincere nel 1920. Fu quindi la prima donna ad essere formalmente accettata nella Chemical Society e fu membro del suo consiglio dal 1931-1934. Dal 1941 al 1944 è stata membro del comitato per le accettazioni delle donne all’Università di Cambridge.

Ida Smedley Maclean morì il 2 marzo 1944 presso l’University College Hospital di Londra e fu cremata a Golders Green.

Ida è stata una donna straordinaria riuscendo a gestire con successo e equilibrio i tre aspetti della sua vita: ricerca scientifica, impegno sociale e famiglia.

Bibliografia

[1] I. Smedley, The Fatty Acids of Butter, Biochemical Journal., 1912, 6, 451-461.

[2] I. Smedley, E. Lubrzynska, The Biochemical Synthesis of Fatty Acids, Biochemical Journal, 1913, 7, 364-74.

[3] http://www.biochemj.org/search/ida%252Bsmedley

Opere consultate

Mary M.S. Creese, Maclean Ida Smedley (1877-1944), Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, DOI: 10.1093/ref:odnb/37720.

Catherine M. C. Haines, (2001). International Women in Science: a Biographical Dictionary to 1950

  1. James, Ida Smedley was the first female member of the Chemical Society, and a vociferous campaigner for equality.

http://www.rsc.org/diversity/175-faces/all-faces/dr-ida-smedley/ https://warwick.ac.uk/fac/arts/history/chm/research/current/early_women_biochem/ida_smedley

[1] Il Progetto Tripos per le Scienze Naturali (NatSci) è tuttora vigente all’Università di Cambridge. NatSci è un corso ampio e flessibile; si inizia studiando quattro materie nel primo anno, almeno una delle quali deve essere matematica. È flessibile nel senso che uno studente può ad es. iniziare il percorso con l’intenzione di diventare un fisico e finirlo come biologo molecolare o vice versa. Ovviamente ai tempi di McLean la scansione temporale era diversa ma la “filosofia” del Tripos è rimasta inalterata. Per entrare, condizione necessaria è aver ottenuto il massimo dei voti in matematica, fisica, chimica e biologia agli esami finali della High School.

[2] Henry Edward Armstrong (1848-1937) chimico britannico. Sebbene Armstrong sia stato attivo in molte aree della ricerca scientifica, in particolare la chimica dei derivati del naftalene, è ricordato oggi soprattutto per le sue idee e il suo lavoro sull’insegnamento della scienza.

[3] Beit Memorial Research Fellowships, una delle borse di studio più prestigiose e competitive per la ricerca post-dottorato in medicina nel Regno Unito. Sono state istituite nel 1909 da Sir Otto Beit, un finanziere britannico di origine tedesca, filantropo e conoscitore d’arte, in memoria del fratello Alfred Beit.

[4]Sir Arthur Harden (1865–1940) biochimico britannico. Condivise il premio Nobel per la chimica nel 1929 con Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin per le loro indagini sulla fermentazione degli enzimi zuccherini.

[5]Oggi sappiamo che questo schema è sostanzialmente valido e che l’acetaldeide attiva è l’acetil-coenzima A.