Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Герман Штаудингер
Герман Штаудингер.jpg
Родившийся( 1881-03-23 )23 марта 1881 г.
Черви , Германская империя
Умер8 сентября 1965 г. (1965-09-08)(84 года)
Фрайбург , Западная Германия
Альма-матерТехнический университет Дармштадта , Университет Галле
ИзвестенПолимерная химия
Супруг (а)Магда Штаудингер ( урожденная Войт)
НаградыНобелевская премия по химии
Научная карьера
ПоляОрганическая и полимерная химия
УчрежденияСтрасбургский
университет Карлсруэ
ETH Цюрихский
университет Фрайбурга
ТезисAnlagerung des Malonesters an ungesättigte Verbindungen  (1903)
ДокторантДаниэль Форлендер
ДокторантыВернер Керн
Тадеуш Райхштейн
Леопольд Ружичка
Рудольф Сигнер

Герман Штаудингер (23 марта 1881 - 8 сентября 1965), немецкий химик-органик , продемонстрировал существование макромолекул , которые он охарактеризовал как полимеры . За эту работу он получил Нобелевскую премию по химии 1953 года .

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

Ранние работы [ править ]

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 "Verbandsexamen" (сопоставимый со степенью магистра) в TH Дармштадт . После получения докторской степени из Университета Галле в 1903 году, Штаудингер получил квалификацию преподавателя в Страсбургском университете в 1907 году [1]

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

Именно здесь он открыл кетены , семейство молекул, имеющее общую форму, изображенную на рисунке 1 . [2] Кетены окажутся синтетически важным промежуточным продуктом для производства еще не открытых антибиотиков, таких как пенициллин и амоксициллин . [3]

В 1907 году Штаудингер начал работать доцентом в Техническом университете Карлсруэ . Здесь он успешно выделил ряд полезных органических соединений (включая синтетический кофейный ароматизатор), что более подробно описано Рольфом Мюльхауптом. [4]

Реакция Штаудингера [ править ]

В 1912 году Штаудингер занял новую должность в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, Швейцария . Одно из его первых открытий произошло в 1919 году, когда он и его коллега Мейер сообщили, что азиды реагируют с трифенилфосфином с образованием фосфиниминов ( рис. 2 ). [5] Эта реакция, обычно называемая реакцией Штаудингера , дает высокий выход фосфинимина. [6]

Рисунок 2. Трифенилфосфин и азид реагируют с образованием фосфазида и газообразного азота по реакции Штаудингера.
Нейлон 6 и нейлон 6-6

Полимерная химия [ править ]

В то время как в Карлсруэ, а затем в Цюрихе, Штаудингер начал исследования в области химии каучука , для которой физическими методами Рауля и Ван'т Гоффа были измерены очень высокие молекулярные массы . Вопреки преобладающим идеям (см. Ниже), Штаудингер в своей важной 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 . [7]Другими словами, полимеры похожи на цепочки канцелярских скрепок, состоящих из небольших составных частей, соединенных от конца к концу ( рис. 3 ).

Рис. 3. Цепочка скрепок (вверху) - хорошая модель для полимера, такого как полимолочная кислота (внизу) . Полимерная цепь состоит из небольших кусочков, соединенных между собой головой к хвосту.

В то время ведущие химики-органики, такие как Эмиль Фишер и Генрих Виланд [4] [8], полагали, что измеренные высокие молекулярные массы были лишь кажущимися величинами, вызванными агрегацией малых молекул в коллоиды . Сначала большинство коллег Штаудингера отказывались признать возможность того, что небольшие молекулы могут ковалентно связываться друг с другом с образованием высокомолекулярных соединений. Как метко отмечает Мюльхаупт, отчасти это связано с тем, что молекулярная структура и теория связи не были полностью поняты в начале 20 века. [4]

В 1926 году он был назначен преподавателем химии во Фрайбургском университете во Фрайбурге-им-Брайсгау (Германия), где и провел остаток своей карьеры. [9] В 1927 году он женился на латвийском ботанике Магде Войта (также изображенной как ( нем . Magda Woit ), которая была соратником с ним до его смерти и чей вклад он признал при получении Нобелевской премии. [10] Дополнительные доказательства). в поддержку его полимерной гипотезы, появившейся в 1930-х годах. Высокая молекулярная масса полимеров была подтверждена мембранной осмометрией , а также измерениями вязкости раствора Штаудингером . Дифракция рентгеновских лучейИсследования полимеров Германом Марком предоставили прямые доказательства наличия длинных цепочек повторяющихся молекулярных единиц. А синтетическая работа, проведенная Каротерсом, продемонстрировала, 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 науку о полимерах на прочную основу.

Наследие [ править ]

Инновационное объяснение Штаудингером природы высокомолекулярных соединений, которые он назвал Makromoleküle, проложило путь к рождению области химии полимеров. [11] Сам Штаудингер видел потенциал этой науки задолго до того, как она была полностью реализована. «Не исключено, - комментировал Штаудингер в 1936 году, - что рано или поздно будет открыт способ изготовления искусственных волокон из синтетических высокомолекулярных продуктов, потому что прочность и эластичность натуральных волокон зависят исключительно от их макромолекулярной структуры - то есть на их длинных нитевидных молекулах ». [12] Штаудингер основал первый журнал по химии полимеров в 1940 г. [13], а в 1953 г. получил Нобелевскую премию по химии.за «его открытия в области химии макромолекул». [14] В 1999 году Американское химическое общество и Gesellschaft Deutscher Chemiker объявили работу Штаудингера международной исторической химической достопримечательностью . [15] Его новаторские исследования предоставили миру бесчисленное множество пластмасс, текстиля и других полимерных материалов, которые делают потребительские товары более доступными, привлекательными и интересными, помогая инженерам разрабатывать более легкие и прочные конструкции.

См. Также [ править ]

  • Синтез Штаудингера
  • Соединение диазотиокетона типа Штаудингера
  • Бета-лактам
  • Гипервалентная молекула
  • Кетене
  • Хайдеггер и нацизм: осужденные или пониженные в должности ненацисты

Примечания [ править ]

  1. ^ "Герман Штаудингер - Биографический" . Nobelprize.org . 1953 . Проверено 13 марта 2018 .
  2. ^ Герман Штаудингер (1905). "Ketene, eine neue Körperklasse" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 38 (2): 1735–1739. DOI : 10.1002 / cber.19050380283 .
  3. ^ Тидвелл, Томас Т. (2017). «Бета-лактамы из кетен-имин-циклоаддитинов: обновление» . В Банике, Бимал К. (ред.). Бета-лактамы: новые синтетические пути и приложения . Эдинбург, Техас: Springer. п. 105. ISBN 978-3-319-55621-5.
  4. ^ a b c Mülhaupt, R. (2004). «Герман Штаудингер и происхождение химии высокомолекулярных соединений». Энгью. Chem. Int. Эд. 43 (9): 1054–1063. DOI : 10.1002 / anie.200330070 . PMID 14983438 .  
  5. ^ Staudinger, H .; Мейер, Дж. (1919). "Uber neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine" . Helv. Чим. Acta . 2 (1): 635–646. DOI : 10.1002 / hlca.19190020164 .
  6. ^ Breinbauer, R .; Кон, М. (2004). «Перевязка Штаудингера - подарок химической биологии». Энгью. Chem. Int. Эд. 43 (24): 3106–3116. DOI : 10.1002 / anie.200401744 . PMID 15199557 .  
  7. ^ Штаудингер, Х. (1920). «Убер-полимеризация» . Бер. Dtsch. Chem. Ges. 53 (6): 1073–1085. DOI : 10.1002 / cber.19200530627 .
  8. ^ Фельдман, SD; Таубер, AI (1997). «Серповидноклеточная анемия: пересмотр первого« молекулярного заболевания »». Вестник истории медицины . 17 (4): 623–650. DOI : 10.1353 / bhm.1997.0178 . PMID 9431738 . S2CID 46017893 .  
  9. ^ Биография на сайте Нобелевской премии
  10. Перейти ↑ Ogilvie & Harvey 2000 , p. 1223.
  11. ^ Штаудингер, Х. (1933). «Исследования вязкости для изучения состава натуральных высокомолекулярных продуктов, каучука и целлюлозы». Пер. Faraday Soc. 29 (140): 18–32. DOI : 10.1039 / tf9332900018 .
  12. ^ Staudinger, H .; Heuer, W .; Husemann, E .; Рабинович, IJ (1936). «Нерастворимый полистирол». Пер. Faraday Soc. 32 : 323–335. DOI : 10.1039 / tf9363200323 .
  13. ^ Meisel, I .; Мюльхаупт Р. (2003). "60 лет первому полимерному журналу (" Die Makromolekulare Chemie "): переход к новым горизонтам". Макромолекулярная химия и физика . 204 (2): 199. DOI : 10.1002 / macp.200290078 .
  14. ↑ Нобелевская премия по химии 1953 г. (по состоянию на март 2006 г.).
  15. ^ "Герман Штаудингер и Фонд науки о полимерах" . Международные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Проверено 21 августа 2018 .

Ссылки [ править ]

  • Хельмут Рингсдорф (2004). "Герман Штаудингер и будущее юбилеев исследований полимеров - излюбленные случаи культурного благочестия". Angewandte Chemie International Edition . 43 (9): 1064–1076. DOI : 10.1002 / anie.200330071 . PMID  14983439 .
  • Генрих Хопфф (1969). «Герман Штаудингер 1881–1965». Chemische Berichte . 102 (5): XLI – XLVIII. DOI : 10.1002 / cber.19691020502 .
  • Огилви, Мэрилин Бейли ; Харви, Джой Дороти (2000). Биографический словарь женщины в науке: LZ . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0-415-92040-7.

Внешние ссылки [ править ]

  • Работы Германа Штаудингера или о нем в Internet Archive
  • Герман Штаудингер на Nobelprize.org
  • Нобелевская лекция Штаудингера по химии макромолекул