stringtranslate.com

Герман Штаудингер

Герман Штаудингер ( немецкое произношение: [ˈhɛʁman ˈʃtaʊ̯dɪŋɐ] ; 23 марта 1881 — 8 сентября 1965) — немецкийхимик-органик, доказавший существованиемакромолекул, которые он охарактеризовал какполимеры. За эту работу он получилНобелевскую премиюпо химии 1953 года.

Он также известен своим открытием кетенов и реакции Штаудингера . Штаудингер вместе с Леопольдом Ружичкой также выяснили молекулярные структуры пиретрина I и II в 1920-х годах, что позволило разработать пиретроидные инсектициды в 1960-х и 1970-х годах.

Ранняя работа

Штаудингер родился в 1881 году в Вормсе . Штаудингер, который изначально хотел стать ботаником, изучал химию в Университете Галле , в TH Дармштадте и в LMU в Мюнхене . Он получил степень Verbandsexamen (сопоставимую со степенью магистра) в TH Darmstadt . После получения докторской степени. Окончив Университет Галле в 1903 году, Штаудингер получил квалификацию академического лектора в Страсбургском университете в 1907 году. [1] В его работе его поддерживала новая жена Дора Штаудингер , которая писала его лекции. [2]

Рисунок 1. Общая структура кетена. R — любая группа.

Именно здесь он открыл кетены , семейство молекул, общая форма которых изображена на рисунке 1 . [3] Кетены могут оказаться синтетически важным промежуточным продуктом для производства еще не открытых антибиотиков, таких как пенициллин и амоксициллин . [4]

В 1907 году Штаудингер начал работать доцентом Технического университета Карлсруэ . Здесь он успешно выделил ряд полезных органических соединений (включая синтетический ароматизатор кофе), как более подробно описал Рольф Мюльхаупт. [5] Здесь он также помог будущим лауреатам Нобелевской премии Леопольду Ружичке (1910) и Тадеушу Райхштейну получить докторскую степень. [6]

Реакция Штаудингера

В 1912 году Штаудингер занял новую должность в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, Швейцария . Одно из его первых открытий было сделано в 1919 году, когда он и его коллега Мейер сообщили, что органические азиды реагируют с трифенилфосфином с образованием иминофосфорана ( рис. 2 ). [7] Эта реакция, обычно называемая реакцией Штаудингера , обычно дает высокий выход иминофосфорана. [8]

Рисунок 2. Реакция трифенилфосфина и азида с образованием иминофосфорана и газообразного азота по реакции Штаудингера.
Нейлон 6 и Нейлон 6-6

Первая Мировая Война

В то время как осенью 1914 года немецкие профессора присоединились к широкой общественной поддержке войны, Штаудингер отказался подписать «Манифест девяносто трёх» и присоединился к немногим исключениям, таким как Макс Борн , Отто Бюк и Альберт Эйнштейн , в его осуждении. В 1917 году он написал эссе, предсказывающее поражение Германии из-за промышленного превосходства Антанты, и призывал к скорейшему мирному урегулированию, а после вступления США повторил этот призыв в длинном письме немецкому военному руководству. [9] Фриц Хабер напал на него за его эссе, обвинив его в нанесении вреда Германии, а Штаудингер, в свою очередь, раскритиковал Габера за его роль в немецкой программе химического оружия.

Полимерная химия

Находясь в Карлсруэ, а затем в Цюрихе, Штаудингер начал исследования в области химии каучука , для которых очень высокие молекулярные массы были измерены физическими методами Рауля и Вант-Гоффа . Вопреки преобладающим идеям (см. ниже), Штаудингер в знаковой статье, опубликованной в 1920 году, предположил, что каучук и другие полимеры , такие как крахмал , целлюлоза и белки , представляют собой длинные цепи коротких повторяющихся молекулярных единиц, связанных ковалентными связями . [10] Другими словами, полимеры подобны цепочкам скрепок, состоящим из небольших составных частей, связанных между собой ( рис. 3 ).

Рисунок 3. Цепочка из скрепок (вверху) является хорошей моделью такого полимера, как полимолочная кислота (внизу) . Полимерная цепь состоит из небольших кусочков, соединенных друг с другом «голова к хвосту».

В то время ведущие химики-органики, такие как Эмиль Фишер и Генрих Виланд [5] [11], полагали, что измеренные высокие молекулярные массы были лишь кажущимися величинами, вызванными агрегацией небольших молекул в коллоиды . Поначалу большинство коллег Штаудингера отказывались признать возможность того, что небольшие молекулы могут связываться ковалентно с образованием высокомолекулярных соединений. Как метко отмечает Мюльхаупт, это отчасти связано с тем, что молекулярная структура и теория связи не были полностью поняты в начале 20 века. [5]

В 1926 году он был назначен преподавателем химии во Фрайбургском университете во Фрайбурге-им-Брайсгау (Германия), где и провел остаток своей карьеры. [12] В 1927 году он женился на латвийском ботанике Магде Войте (также изображенной как; по - немецки Магда Войт ), которая сотрудничала с ним до его смерти и чьи вклады он признал в своем принятии Нобелевской премии. [13] Дополнительные доказательства в поддержку его гипотезы о полимерах появились в 1930-х годах. Высокие молекулярные массы полимеров были подтверждены методом мембранной осмометрии , а также измерениями Штаудингера вязкости в растворе. Рентгеновские исследования полимеров, проведенные Германом Марком, предоставили прямые доказательства существования длинных цепочек повторяющихся молекулярных звеньев. А синтетические работы под руководством Карозерса продемонстрировали, что такие полимеры, как нейлон и полиэстер, можно получить с помощью хорошо изученных органических реакций. Его теория открыла предмет для дальнейшего развития и помогла поставить науку о полимерах на прочную основу.

Частная жизнь

В 1906 году он женился на Доре Фёрстер, и они оставались вместе до развода в 1926 году. У них было четверо детей, включая Еву Лецци (1907–1993) и Клар (Клару) Кауфманн, которые активно сопротивлялись подъему фашизма. Дора снова вышла замуж и стала ведущим борцом за мир. [2]

В 1935 году Штаудингер стал членом- покровителем СС . [14] [15] [16]

Наследие

Инновационные открытия Штаудингером природы высокомолекулярных соединений, которые он назвал макромолекулами, проложили путь к рождению области химии полимеров. [17] Сам Штаудингер увидел потенциал этой науки задолго до того, как он был полностью реализован. «Вполне вероятно, — комментировал Штаудингер в 1936 году, — что рано или поздно будет открыт способ получения искусственных волокон из синтетических высокомолекулярных продуктов, поскольку прочность и эластичность натуральных волокон зависят исключительно от их макромолекулярной структуры — то есть на их длинных нитевидных молекулах». [18] Штаудингер основал первый журнал по химии полимеров в 1940 году, [19] а в 1953 году получил Нобелевскую премию по химии «за открытия в области химии макромолекул». [20] В 1999 году Американское химическое общество и Gesellschaft Deutscher Chemiker объявили работу Штаудингера Международной исторической химической достопримечательностью . [21] Его новаторские исследования позволили миру создать множество пластмасс, текстиля и других полимерных материалов, которые делают потребительские товары более доступными, привлекательными и приятными, а также помогают инженерам разрабатывать более легкие и прочные конструкции.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ "Герман Штаудингер - Биографический". Нобелевская премия . 1953 год . Проверено 13 марта 2018 г.
  2. ^ ab "Штаудингер, Дора". hls-dhs-dss.ch (на немецком языке) . Проверено 14 февраля 2023 г.
  3. ^ Герман Штаудингер (1905). «Кетене, eine neue Körperklasse». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 38 (2): 1735–1739. дои : 10.1002/cber.19050380283.
  4. ^ Тидвелл, Томас Т. (2017). «Бета-лактамы из кетено-иминных циклоаддитинов: обновление». В Банике, Бимал К. (ред.). Бета-лактамы: новые пути синтеза и применения . Эдинбург, Техас: Спрингер. п. 105. ИСБН 978-3-319-55621-5.
  5. ^ abc Мюльхаупт, Р. (2004). «Герман Штаудингер и происхождение макромолекулярной химии». Энджью. хим. Межд. Эд. 43 (9): 1054–1063. дои : 10.1002/anie.200330070. ПМИД  14983438.
  6. ^ Прелог, Владимир ; Егер, Оскар (1980). «Леопольд Ружичка (13 сентября 1887 – 26 сентября 1976)». Биогр. Память Стипендиаты Р. Соц. 26 : 411–501. дои : 10.1098/rsbm.1980.0013.
  7. ^ Штаудингер, Х.; Мейер, Дж. (1919). «Über neue Organische Phosphorverbindungen III. Фосфинметилендериват и фосфинимин». Хелв. Хим. Акта . 2 (1): 635–646. дои : 10.1002/hlca.19190020164.
  8. ^ Брейнбауэр, Р.; Кон, М. (2004). «Лигирование Штаудингера - подарок химической биологии». Энджью. хим. Межд. Эд. 43 (24): 3106–3116. дои : 10.1002/anie.200401744. ПМИД  15199557.
  9. ^ «Жизнь и творчество Германа Штаудингера».
  10. ^ Штаудингер, Х. (1920). «Убер-полимеризация». Бер. Дтч. хим. Гес. 53 (6): 1073–1085. дои : 10.1002/cber.19200530627.
  11. ^ Фельдман, С.Д.; Таубер, А.И. (1997). «Серповидно-клеточная анемия: пересмотр первого «молекулярного заболевания»». Бюллетень истории медицины . 17 (4): 623–650. дои : 10.1353/bhm.1997.0178. PMID  9431738. S2CID  46017893.
  12. ^ Биография на сайте Нобелевской премии.
  13. ^ Огилви и Харви 2000, с. 1223.
  14. ^ Бернд Мартин: Die Entlassung der jüdischen Lehrkräfte an der Freiburger Universität und die Bemühungen um ihre Wiedereingliederung nach 1945 . В: Freiburger Universitätsblätter. H. 129, сентябрь 1995 г., стр. 7–46.
  15. ^ Гвидо Дойсинг, Маркус Вебер, Das Leben des Hermann Staudinger, k-online, 2012, часть 3.
  16. ^ Ута Дайхманн, Флюхтен, Митмахен, Вергессен. Химик и биохимик в NS-Zeit . Вайнхайм: Wiley-VCH 2001.
  17. ^ Штаудингер, Х. (1933). «Исследования вязкости для изучения состава натуральных высокомолекулярных продуктов, каучука и целлюлозы». Пер. Фарадей Соц. 29 (140): 18–32. дои : 10.1039/tf9332900018.
  18. ^ Штаудингер, Х.; Хойер, В.; Хуземан, Э.; Рабинович, IJ (1936). «Нерастворимый полистирол». Пер. Фарадей Соц. 32 : 323–335. дои : 10.1039/tf9363200323.
  19. ^ Мейзель, И.; Мюльхаупт, Р. (2003). «60-летие Первого полимерного журнала («Die Makromolekulare Chemie»): движение к новым горизонтам». Макромолекулярная химия и физика . 204 (2): 199. doi :10.1002/macp.200290078.
  20. ^ Нобелевская премия по химии 1953 г. (по состоянию на март 2006 г.).
  21. ^ «Герман Штаудингер и фонд науки о полимерах». Международные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Проверено 21 августа 2018 г.

Рекомендации

Внешние ссылки