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.
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]
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]
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]
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.
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 ).
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.
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]
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.