Герман Штаудингер ( немецкое произношение: [ˈhɛʁman ˈʃtaʊ̯dɪŋɐ] ; 23 марта 1881 – 8 сентября 1965) был немецкимхимиком-органиком, который продемонстрировал существованиемакромолекул, которые он охарактеризовал какполимеры. За эту работу он получилНобелевскую премиюпо химии 1953 года.
Он также известен своим открытием кетенов и реакции Штаудингера . Штаудингер, совместно с Леопольдом Ружичкой , также выяснил молекулярную структуру 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 Darmstadt и в LMU Munich . Он получил "Verbandsexamen" (сопоставимую со степенью магистра) в TH Darmstadt . Получив степень доктора философии в Университете Галле в 1903 году, Штаудингер получил квалификацию академического лектора в Университете Страсбурга в 1907 году. [1] В своей работе его поддерживала его новая жена Дора Штаудингер , которая писала его лекции. [2]
Именно здесь он открыл кетены , семейство молекул, характеризующихся общей формой, изображенной на рисунке 1. [3] Кетены оказались синтетически важным промежуточным продуктом для производства еще не открытых антибиотиков, таких как пенициллин и амоксициллин . [4]
В 1907 году Штаудингер начал работать доцентом в Техническом университете Карлсруэ . Здесь он успешно выделил ряд полезных органических соединений (включая синтетический кофейный ароматизатор), которые более полно рассмотрел Рольф Мюльхаупт. [5] Здесь он также подготовил будущих лауреатов Нобелевской премии Леопольда Ружичку (1910) и Тадеуша Райхштейна к получению докторских степеней. [6]
В 1912 году Штаудингер занял новую должность в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, Швейцария . Одно из его самых ранних открытий было сделано в 1919 году, когда он и его коллега Мейер сообщили, что органические азиды реагируют с трифенилфосфином с образованием иминофосфорана ( рисунок 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 девяноста трех и присоединился к немногим исключениям, таким как Макс Борн , Отто Бюк и Альберт Эйнштейн, в ее осуждении. В 1917 году он написал эссе, в котором предсказал поражение Германии из-за промышленного превосходства Антанты и призвал к скорейшему мирному урегулированию, а после вступления США повторил этот призыв в длинном письме немецкому военному руководству. [9] Фриц Габер 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 которого очень высокие молекулярные массы были измерены физическими методами Рауля и Вант-Гоффа . Вопреки преобладающим идеям (см. ниже), Штаудингер предложил в знаменательной статье, опубликованной в 1920 году, 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 похожи на цепи скрепок, состоящие из небольших составных частей, связанных от конца до конца ( Рисунок 3 ).
В то время ведущие химики-органики, такие как Эмиль Фишер и Генрих Виланд [5] [11], считали, что измеренные высокие молекулярные массы были лишь кажущимися значениями, вызванными агрегацией малых молекул в коллоиды . Сначала большинство коллег Штаудингера отказывались принимать возможность того, что малые молекулы могут связываться ковалентно, образуя высокомолекулярные соединения. Как метко замечает Мюльхаупт, это отчасти объясняется тем, что молекулярная структура и теория связей не были полностью поняты в начале 20-го века. [5]
В 1926 году он был назначен преподавателем химии в Университете Фрайбурга во Фрайбурге-им-Брайсгау (Германия), где он провел остаток своей карьеры. [12] Дополнительные доказательства в поддержку его гипотезы полимеров появились в 1930-х годах. Высокие молекулярные массы полимеров были подтверждены мембранной осмометрией , а также измерениями вязкости в растворе Штаудингером . Исследования полимеров методом рентгеновской дифракции Германом Марком предоставили прямые доказательства длинных цепей повторяющихся молекулярных единиц. А синтетические работы под руководством Карозерса продемонстрировали, что полимеры, такие как нейлон и полиэстер, могут быть получены с помощью хорошо изученных органических реакций. Его теория открыла предмет для дальнейшего развития и помогла поставить полимерную науку на прочную основу.
Он женился в 1906 году на Доре Фёрстер, и они оставались вместе до развода в 1926 году. У них было четверо детей, включая Еву Леззи (1907-1993) и Клар (Клара) Кауфманн, которые активно сопротивлялись росту фашизма. Дора снова вышла замуж и стала ведущим активистом движения за мир. [2]
В 1927 году он женился на латвийском ботанике Магде Войта (также упоминается как; нем . Magda Woit ), которая была его соратницей до его смерти и чей вклад он признал, приняв Нобелевскую премию. [13]
В 1935 году Штаудингер стал покровителем СС . [ 14] [15] [16]
Новаторское объяснение Штаудингером природы высокомолекулярных соединений, которые он назвал Makromoleküle, проложило путь к рождению области полимерной химии. [17] Сам Штаудингер увидел потенциал этой науки задолго до того, как он был полностью реализован. «Не исключено», — прокомментировал 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 — т. е. от их длинных нитевидных молекул». [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 макромолекулярной химии». [20] В 1999 году Американское химическое общество и Немецкое химическое общество назвали работу Штаудингера Международным историческим химическим памятником . [21] Его новаторские исследования дали миру множество пластиков, текстиля и других полимерных материалов, которые делают потребительские товары более доступными, привлекательными и приятными, одновременно помогая инженерам разрабатывать более легкие и прочные конструкции. Немецкое химическое общество учредило премию Германа Штаудингера в 1971 году для признания фундаментального вклада в науку о полимерах .