Naturstoff

Naturstoff (englisch natural product) bezeichnet in der Chemie eine Verbindung, die von Organismen gebildet wird, um biologische Funktionen zu erfüllen; ein modernes Synonym für Naturstoff im Sinn der Chemie ist Biomolekül. Dabei werden nur Reinsubstanzen oder definierte Stoffgemische als solche verstanden. Der Gesetzgeber definiert Biostoffe mittels der Biostoffverordnung.

Im allgemeinen Sprachgebrauch ist Naturstoff ein weiter gefasster Begriff: Alle Stoffe, die der Mensch nicht künstlich hergestellt hat. Dieser Artikel bezieht sich nur auf den zuvor definierten speziellen Begriff im Sinn der Chemie. Danach zählen nicht zu den Naturstoffen

• von Lebewesen gebildete komplexe, nicht reine Stoffe, Naturprodukte wie Federn, Holz oder Baumwolle, die zwar aus Naturstoffen aufgebaut, jedoch uneinheitliche Stoffgemische sind
• alle natürlich vorkommenden anorganischen Stoffe wie Minerale oder Gesteine

Obwohl es sich bei einem Naturstoff um eine definierte Verbindung handelt, kommt er in Organismen in vielen ineinander überführbaren Modifikationen vor. Durch die Modifikationen wird die biologische Funktion kontrolliert bzw. gesteuert. Nach der Extraktion und Reinigung erhält man meist die stabile Grundstruktur, die man den Naturstoffklassen zuordnen kann.

Naturstoffe werden in allen lebenden Organismen aufgebaut oder ineinander umgewandelt. Ihre Synthese ist für den Organismus mit einem Energieaufwand verbunden. Ihre Aufgaben sind je nach Stoffklasse vielfältig und reichen vom einfachen Stoffwechsel oder der Energiegewinnung über Zellbestandteile und Baustoffe des Organismus bis zu komplexen Steueraufgaben. In Bezug auf ihre Funktionen kann man zwischen primären und sekundären Naturstoffen unterscheiden. Zu den primären Naturstoffen werden alle Verbindungen gezählt, die für den Organismus zur Lebenserhaltung und zum Wachstum benötigt werden. Dazu zählen vor allem die Fette und die Biopolymere der Kohlenhydrate und Proteine. Die sekundären Naturstoffe werden aus häufig noch unbekannten Gründen gebildet und unterteilen sich in die großen Stoffklassen der Terpene, der Aromaten und der Alkaloide.

Die Chemie der Naturstoffe ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die mit Methoden der organischen und analytischen Chemie Fragestellungen der Biologie, Biochemie, Physiologie und der Pharmazie aufklären kann. Die Naturstoffchemie hat eine große Bedeutung in der Pharmakologie, bei der Entwicklung neuer Wirkstoffe und generell bei der Methodenentwicklung in diesen Disziplinen.