Hermann Staudinger - Hermann Staudinger - Wikipedia

Hermann Staudinger
Hermann Staudinger.jpg
narozený(1881-03-23)23. března 1881
Červi, Velkovévodství Hesse, Německá říše
Zemřel8. září 1965(1965-09-08) (ve věku 84)
Freiburg, západní Německo
Alma materTechnische Universität Darmstadt, University of Halle
Známý jakoChemie polymerů
Manžel (y)Magda Staudinger (rozená Woit)
OceněníNobelova cena za chemii
Vědecká kariéra
PoleOrganická a polymerní chemie
InstituceUniverzita ve Štrasburku
Univerzita v Karlsruhe
ETH Curych
Univerzita ve Freiburgu
TezeAnlagerung des Malonesters an ungesättigte Verbindungen (1903)
Doktorský poradceDaniel Vorländer
DoktorandiWerner Kern
Tadeusz Reichstein
Leopold Ružička
Rudolf Signer

Hermann Staudinger (23. března 1881 - 8. září 1965) byl a Němec organický chemik kteří prokázali existenci makromolekuly, kterou charakterizoval jako polymery. Za tuto práci obdržel 1953 Nobelova cena v chemii.

On je také známý pro jeho objev keteny a Staudingerova reakce. Staudinger spolu s Leopold Ružička, také objasnil molekulární struktury pyrethrin I. a II ve dvacátých letech 20. století, umožňující rozvoj pyrethroid insekticidy v 60. a 70. letech.

Brzká práce

Staudinger se narodil v roce 1881 v Červi. Staudinger, který se původně chtěl stát botanikem, studoval na chemii University of Halle, na TH Darmstadt a na LMU Mnichov. Získal „Verbandsexamen“ (srovnatelný s magisterským titulem) od TH Darmstadt. Po obdržení titulu Ph.D. z University of Halle v roce 1903 se Staudinger kvalifikoval jako akademický lektor na Univerzita ve Štrasburku v roce 1907.[1]

Obrázek 1. Obecná struktura ketenu. R je jakákoli skupina.

Právě zde objevil keteny, rodina molekul charakterizovaná obecnou formou zobrazenou v Obrázek 1.[2] Ketenes by se ukázal jako synteticky důležitý meziprodukt pro výrobu dosud neobjevených antibiotik, jako je penicilin a amoxicilin.

V roce 1907 zahájil Staudinger odborný asistent na Technická univerzita v Karlsruhe. Zde úspěšně izoloval řadu užitečných organických sloučenin (včetně příchuti ze syntetické kávy), jak podrobněji prozkoumal Rolf Mülhaupt.[3]

Staudingerova reakce

V roce 1912 nastoupil Staudinger na novou pozici v Švýcarský federální technologický institut v Curych, Švýcarsko. Jeden z jeho prvních objevů přišel v roce 1919, kdy o tom informoval on a jeho kolega Meyer azidy reagovat s trifenylfosfin tvořit fosfiniminy (Obrázek 2).[4] Tato reakce - běžně označovaná jako Staudingerova reakce - produkuje vysoký výtěžek fosfiniminu.[5]

Obrázek 2. Trifenylfosfin a azid reagují za vzniku fosfazidu a plynného dusíku Staudingerovou reakcí.
Nylon 6 a Nylon 6-6

Chemie polymerů

Zatímco v Karlsruhe a později v Curychu, Staudinger začal výzkum v chemii guma, pro které velmi vysoká molekulové hmotnosti byly měřeny fyzikálními metodami Raoult a van 't Hoff. Na rozdíl od převládajících myšlenek (viz níže) navrhl Staudinger v mezníkové práci publikované v roce 1920, že guma a další polymery jako škrob, celulóza a bílkoviny jsou dlouhé řetězce krátce se opakujících molekulárních jednotek spojených kovalentní vazby.[6] Jinými slovy, polymery jsou jako řetězy kancelářských sponek, tvořené malými složkami spojenými od začátku ke konci (Obrázek 3).

Obrázek 3. Řetěz kancelářských sponek (výše) je dobrý model pro polymer, jako je kyselina polymléčná (níže). Polymerní řetězec se skládá z malých kousků spojených dohromady způsobem head-to-tail.

V té době přední organičtí chemici jako např Emil Fischer a Heinrich Wieland[3][7] věřil, že naměřené vysoké molekulové hmotnosti byly pouze zjevné hodnoty způsobené agregací malých molekul do koloidy. Většina Staudingerových kolegů nejprve odmítla připustit možnost, že by se malé molekuly mohly kovalentně spojit a tvořit sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností. Jak výstižně poznamenává Mülhaupt, je to částečně způsobeno tím, že molekulární struktura a teorie vazeb nebyly na počátku 20. století plně pochopeny.[3]

V roce 1926 byl jmenován lektorem chemie na VŠCHT Univerzita ve Freiburgu ve Freiburgu im Breisgau (Německo), kde strávil zbytek své kariéry.[8] V roce 1927 se oženil s lotyšským botanikem, Magda Voita (také zobrazeno jako (Němec: Magda Woit), který s ním spolupracoval až do své smrti a jehož příspěvky potvrdil při přijetí Nobelovy ceny.[9] Další důkazy na podporu jeho polymerní hypotézy se objevily ve 30. letech. Vysoké molekulové hmotnosti polymerů byly potvrzeny membránová osmometrie, a také Staudingerovým měřením viskozita v řešení. The Rentgenová difrakce studie polymerů Herman Mark poskytl přímý důkaz pro dlouhé řetězce opakujících se molekulárních jednotek. A syntetická práce vedená Carothers prokázali, že polymery jako např nylon a polyester lze připravit dobře známými organickými reakcemi. Jeho teorie otevřela předmět dalšímu vývoji a pomohla umístit vědu o polymerech na dobrou základnu.

Dědictví

Staudingerovo průkopnické objasnění podstaty vysokomolekulárních sloučenin, které nazval Makromoleküle vydláždil cestu pro vznik oboru polymerní chemie.[10] Staudinger sám viděl potenciál této vědy dlouho předtím, než byla plně realizována. „Není nepravděpodobné,“ komentoval Staudinger v roce 1936, „že dříve či později bude objeven způsob přípravy umělých vláken ze syntetických vysokomolekulárních produktů, protože pevnost a pružnost přírodních vláken závisí výhradně na jejich makromolekulární struktuře - tj. na jejich dlouhých molekulách ve tvaru vlákna. “[11] Staudinger založil první časopis o polymerní chemii v roce 1940,[12] a v roce 1953 obdržel Nobelova cena za chemii pro „jeho objevy v oblasti makromolekulární chemie“.[13] V roce 1999 Americká chemická společnost a Gesellschaft Deutscher Chemiker označil Staudingerovo dílo za Mezinárodní historická chemická památka.[14] Jeho průkopnický výzkum poskytl světu nesčetné množství plastů, textilií a dalších polymerních materiálů, díky nimž jsou spotřební výrobky cenově dostupnější, atraktivnější a zábavnější, a zároveň pomáhá inženýrům vyvíjet lehčí a odolnější struktury.

Viz také

Poznámky

  1. ^ „Hermann Staudinger - životopisný“. Nobelprize.org. 1953. Citováno 13. března 2018.
  2. ^ Hermann Staudinger (1905). „Ketene, eine neue Körperklasse“. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 38 (2): 1735–1739. doi:10,1002 / cber.19050380283.
  3. ^ A b C Mülhaupt, R. (2004). „Hermann Staudinger a původ makromolekulární chemie“. Angew. Chem. Int. Vyd. 43 (9): 1054–1063. doi:10.1002 / anie.200330070. PMID  14983438.
  4. ^ Staudinger, H .; Meyer, J. (1919). „Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine“. Helv. Chim. Acta. 2 (1): 635–646. doi:10,1002 / hlca.19190020164.
  5. ^ Breinbauer, R .; Kohn, M. (2004). „Staudingerova ligace - dar chemické biologii“. Angew. Chem. Int. Vyd. 43 (24): 3106–3116. doi:10.1002 / anie.200401744. PMID  15199557.
  6. ^ Staudinger, H. (1920). „Über Polymerisation“. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 53 (6): 1073–1085. doi:10.1002 / cber.19200530627.
  7. ^ Feldman, S. D .; Tauber, A. I. (1997). "Srpkovitá anémie: opětovné vyšetření první" molekulární nemoci "". Bulletin of History of Medicine. 17 (4): 623–650. doi:10.1353 / bhm.1997.0178. PMID  9431738. S2CID  46017893.
  8. ^ Životopis na webových stránkách Nobelovy ceny
  9. ^ Ogilvie a Harvey 2000, str. 1223.
  10. ^ Staudinger, H. (1933). "Zkoumání viskozity pro zkoumání složení přírodních produktů s vysokou molekulovou hmotností a kaučuku a celulózy". Trans. Faraday Soc. 29 (140): 18–32. doi:10.1039 / tf9332900018.
  11. ^ Staudinger, H .; Heuer, W .; Husemann, E .; Rabinovitch, I.J. (1936). "Nerozpustný polystyren". Trans. Faraday Soc. 32: 323–335. doi:10.1039 / tf9363200323.
  12. ^ Meisel, I .; Mülhaupt, R. (2003). „60. výročí prvního časopisu o polymerech („ Die Makromolekulare Chemie “): Přechod na nové obzory“. Makromolekulární chemie a fyzika. 204 (2): 199. doi:10.1002 / macp.200290078.
  13. ^ Nobelova cena za chemii 1953 (přístup k březnu 2006).
  14. ^ „Hermann Staudinger a Nadace polymerní vědy“. Mezinárodní historické chemické památky. Americká chemická společnost. Citováno 21. srpna 2018.

Reference

externí odkazy