Karl Ziegler - Karl Ziegler
Karl Ziegler | |
---|---|
![]() Karl Ziegler | |
narozený | Karl Waldemar Ziegler 26. listopadu 1898 |
Zemřel | 12. srpna 1973 | (ve věku 74)
Národnost | Německo |
Alma mater | University of Marburg |
Známý jako | Ziegler – Natta katalyzátor Zieglerův proces Wohl – Zieglerova bromace Reakce Thorpe – Ziegler Organoaluminiová chemie Organolithné činidlo |
Ocenění | Liebigova medaile (1935) Válečný záslužný kříž 2. třída (1940) Werner von Siemens Ring (1961) Nobelova cena za chemii (1963) |
Vědecká kariéra | |
Pole | Organická chemie |
Instituce | Goethe University Frankfurt University of Heidelberg Univerzita Martina Luthera v Halle-Wittenberg Max Planck Institute für Kohlenforschung |
Doktorský poradce | Karl von Auwers |
Karl Waldemar Ziegler (26. listopadu 1898 - 12. srpna 1973) byl a Němec chemik kdo vyhrál ten Nobelova cena za chemii v roce 1963, s Giulio Natta, pro práci na polymery. Nobelův výbor uznal jeho „vynikající práci na organokovových sloučeninách [která] ... vedla k novým polymeračním reakcím a ... připravila cestu pro nové a velmi užitečné průmyslové procesy“.[1] On je také známý pro jeho práci zahrnující volné radikály, vícečlenné kruhy a organokovové sloučeniny, jakož i vývoj Ziegler – Natta katalyzátor. Jedním z mnoha ocenění, které Ziegler získal, bylo Werner von Siemens Ring v roce 1960 společně s Otto Bayer a Walter Reppe, za rozšiřování vědeckých poznatků a technického vývoje nových syntetické materiály.[2]
Životopis
raný život a vzdělávání
Karl Ziegler se narodil 26. listopadu 1898 v Helsa u Kassel, Německo a byl druhým synem luteránského ministra Karla Zieglera a Luise Rall Ziegler.[3] Navštěvoval Kassel-Bettenhausen na základní škole. Úvodní učebnice fyziky nejprve podnítila Zieglerův zájem o vědu. Přimělo ho to provádět experimenty ve svém domě a rozsáhle číst nad rámec učebních osnov na střední škole. Prostřednictvím svého otce byl také představen mnoha pozoruhodným jednotlivcům, včetně Emil Adolf von Behring, uznávaný pro vakcínu proti záškrtu.[4] Jeho další studie a experimenty pomohly vysvětlit, proč získal ocenění za nejvýznamnějšího studenta posledního ročníku na střední škole v německém Kasselu.[4] Studoval na University of Marburg a díky svým rozsáhlým základním znalostem dokázal vynechat své první dva semestry studia. Jeho studia však byla přerušena, protože v roce 1918 byl jako voják nasazen na frontu, kde sloužil první světová válka.[5] Získal titul Ph.D. v roce 1920 studoval pod Karl von Auwers.[3] Jeho disertační práce byla na téma „Studie o semibenzolu a souvisejících odkazech“, která vedla ke třem publikacím.[5]
Kariéra
Karl Ziegler projevoval v raném věku dychtivost po vědě. Postupoval školní docházkou a rychle získal doktorát z University of Marburg v roce 1920. Brzy poté krátce přednášel na univerzitě v Marburgu a na University of Frankfurt.
V roce 1926 se stal profesorem na University of Heidelberg kde strávil příštích deset let výzkumem nových pokroků v organické chemii.[6][7] Zkoumal stabilitu radikálů na trojmocných uhlících, což ho vedlo ke studiu organokovových sloučenin a jejich aplikaci ve svém výzkumu. Pracoval také na syntéze vícečlenných kruhových systémů.[7] V roce 1933 Ziegler vydal své první velké dílo o velkých prstencových systémech „Vielgliedrige Ringsysteme“, které představilo základy pro princip ředění Ruggli-Ziegler.[8]

V roce 1936 se stal profesorem a ředitelem Chemického ústavu na Chemisches Institut University of Halle Saale a byl také hostujícím lektorem v University of Chicago.[7] Ziegler, který byl Člen patrona z SS[9] obdržel Válečný záslužný kříž 2. třída v říjnu 1940.[10]
Od roku 1943 do roku 1969 byl Ziegler ředitelem Max Planck Institute for Coal Research (Max-Planck-Institut fur Kohlenforschung) dříve známý jako Kaiser-Wilhelmův institut pro výzkum uhlí (Kaiser-Wilhelm-Institut fur Kohlenforschung) v Mülheim an der Ruhr jako nástupce Franz Fischer.[8]
Karl Ziegler byl připočítán s velkou částí poválečného vzkříšení chemického výzkumu v Německu a v roce 1949 pomohl založit Německou chemickou společnost (Gesellschaft Deutscher Chemiker). Působil jako prezident pět let.[7][11] Byl také prezidentem Německé společnosti pro ropnou vědu a chemii uhlí (Deutsche Gesellschaft für Mineralölwissenschaft und Kohlechemie), v letech 1954 až 1957.[7]V roce 1971 ho The Royal Society v Londýně zvolil zahraničním členem.[7]
Osobní život
V roce 1922 se Ziegler oženil s Marií Kurtz.[2] Měli dvě děti, Erharta a Mariannu.[3] Jeho dcera, Dr. Marianna Ziegler Witte, byla doktorkou medicíny a provdala se za hlavního fyzického pracovníka dětské nemocnice (v té době) v Porúří. Jeho syn, Dr. Erhart Ziegler, se stal fyzikem a patentovým právníkem. Kromě svých dětí má Karl Ziegler pět vnoučat jeho dcery a pět jeho syna.[1] Alespoň jedno z jeho vnoučat, Cordula Witte, se zúčastnilo recepce Nobelovy ceny, protože je tam obraz, jak šťastně tančí.[5] Ziegler s rodinou rád cestoval po celém světě, zejména na plavbách. Dokonce mapoval speciální plavby a letadla pro pozorování zatmění. Karl Ziegler onemocněl během plavby se svým vnukem v roce 1972 při zatmění. O rok později zemřel.[6]
Ziegler a jeho manželka byli velkými milovníky umění, zejména malby. Karl a Maria si navzájem dávali obrazy k narozeninám, Vánocům a výročí. Shromáždili velkou sbírku obrazů, ne nutně jednoho konkrétního období, ale obrazů, které si užívali. Maria, která byla vášnivou zahradnicí, si zejména užívala květinové obrazy od Emil Nolde, Erich Heckel, Oskar Kokoschka, a Karl Schmidt-Rottluff. Karl si užíval obrázky míst, která s manželkou nazývali doma, včetně obrázků Halle a Porúří. Čtyřicet dva obrazů z jejich sdílené sbírky bylo začleněno do nadace odkázané Muzeu umění Mülheim Ziegler.[12]
Jako muž mnoha objevů byl Karl Ziegler také mužem mnoha patentů. V důsledku své patentové dohody s Institutem Maxe Plancka byl Ziegler bohatým mužem. Část tohoto bohatství založil na podporu výzkumu institutu Zieglerův fond s přibližně 40 miliony německých marek.[6] Další jmenovec je městská střední škola Karl-Ziegler-Schule, která byla založena 4. prosince 1974 a přejmenovala tak dříve existující školu. Škola se nachází v německém Mülheimu.[12]
Karl Ziegler zemřel v roce Mülheim, Německo 12. srpna 1973 a jeho manželka v roce 1980.
Vědecký pokrok
Ziegler byl po celý svůj život horlivým zastáncem nezbytné nedělitelnosti všech druhů výzkumu. Z tohoto důvodu se jeho vědecké úspěchy pohybují od základních po nejpraktičtější a jeho výzkum zahrnuje širokou škálu témat v oblasti chemie. Jako mladý profesor si Ziegler položil otázku: jaké faktory přispívají k disociace vazeb uhlík-uhlík v substituovaných etan deriváty? Tato otázka měla vést Zieglera ke studiu volné radikály, organometallics, kruhové sloučeniny, a nakonec, polymerační procesy.[4]
Sloučeniny volných radikálů

Ještě jako doktorand na University of Marburg Ziegler publikoval svůj první velký článek, který ukázal, jak halochromní (R.3C+Z−) soli lze připravit z karbinolů. Předchozí práce zanechaly dojem, že halochromní soli nebo volné radikály (R3C •) vyžadují R aromatický. Byl vyzván, aby se pokusil syntetizovat podobně substituované volné radikály, a úspěšně připravil 1,2,4,5-tetrafenylallyl v roce 1923 a pentafenylcyklopentadienyl v roce 1925. Tyto dvě sloučeniny byly mnohem stabilnější než předchozí trojvalentní volné uhlíkové radikály, jako například trifenylmethyl. Jeho zájem o stabilitu trojmocných sloučenin volných radikálů uhlíku ho přivedl k vydání první z mnoha publikací, ve kterých se snažil identifikovat sterické a elektronické faktory odpovědné za disociaci hexa-substituovaných derivátů etanu.[13]
Mnohočlenné kruhové sloučeniny
Zieglerova práce s mnohočlennými kruhovými sloučeninami také využívala reaktivní povahu sloučenin alkalických kovů. K dosažení cyklizace dlouhého řetězce použil silné báze, jako jsou lithné a sodné soli aminů uhlovodíky vlastnit koncové kyanoskupiny. Původně vytvořená kruhová sloučenina byla poté převedena na požadovaný makrocyklický ketonový produkt. Zieglerova syntetická metoda, která zahrnovala probíhající reakce při vysokém ředění, které upřednostňovaly intramolekulární cyklizace nad konkurenčními mezimolekulárními reakcemi vedla k výtěžkům lepším než u stávajících postupů (Laylin): byl schopen připravit alicyklické ketony s velkým kruhem, C14 do C.33, ve výnosech 60–80%.[4] Vynikajícím příkladem této syntézy byla příprava muskón, vonný princip zvířecího pižma od Leopold Ružička.[11] Ziegler a spolupracovníci publikovali první ze svých příspěvků o přípravě velkých kruhových systémů v roce 1933. Za svou práci v této oblasti a v chemii volných radikálů mu byla v roce 1935 udělena Liebigova pamětní medaile.[13]
Organokovové sloučeniny
Zieglerova práce s volnými radikály ho přivedla k organickým sloučeninám alkalické kovy. Zjistil, že štěpení etheru otevřelo novou metodu přípravy alkylů sodíku a draslíku,[11] a zjistili, že tyto sloučeniny lze snadno převést na hexa-substituované ethanové deriváty. Povaha substituentu by mohla být snadno a systematicky měněna pomocí této syntetické cesty jednoduchou změnou identity etherového výchozího materiálu.[13]
Lithiové alkyly
Později, v roce 1930, syntetizoval přímo lithiové alkyly a aryly z kovového lithia a halogenovaných uhlovodíků. 4Li + 2RX - 2RLi Tato pohodlná syntéza podnítila řadu studií činidel RLi ostatními a nyní organolithná činidla jsou jedním z nejuniverzálnějších a nejcennějších nástrojů syntetického organického chemika. Zieglerův vlastní výzkum lithiových alkylů a olefinů měl vést přímo k jeho objevu nové polymerační techniky asi o 20 let později.
Živá polymerace
V roce 1927 zjistil, že když olefin stilben Přidá se k ethyletherovému roztoku fenylisopropyl draslíku, nastane náhlá změna barvy z červené na žlutou. Právě pozoroval první přidání sloučeniny kovu organoalkalií přes dvojnou vazbu uhlík-uhlík. Další práce ukázaly, že může postupně přidávat další a další olefinické uhlovodíky butadien k roztoku fenylisopropyl draslíku a získá se uhlovodík s dlouhým řetězcem s neporušeným koncem organického draslíku. Oligomery například tito byli předchůdci takzvaného „živé polymery "
Polyethylen
Vzhledem k tomu, že Ziegler pracoval v Max Planck Institute for Coal Research, ethylen byl snadno dostupný jako vedlejší produkt z uhelného plynu. Kvůli této levné surovině ethylenu a významu pro uhelný průmysl začal Ziegler experimentovat s ethylenem a dal si za cíl syntetizovat polyethylen s vysokou molekulovou hmotností. Jeho pokusy byly zmařeny, protože stále docházelo ke konkurenční eliminační reakci, která způsobovala anomální výsledek: místo toho, aby se ethylen přeměňoval na směs vyšších alkylů hliníku, jeho dimer, 1-buten, byl téměř jediným produktem. Bylo vyvozeno, že k vyvolání této neočekávané eliminační reakce musel být přítomen kontaminant,[13] a příčinou byly nakonec zjištěny stopy solí niklu. Ziegler si uvědomil význam tohoto zjištění; pokud by niklová sůl mohla mít tak dramatický vliv na průběh ethylen-aluminiové alkylové reakce, pak by možná jiný kov mohl oddálit eliminační reakce. Ziegler a jeho student H. Breil zjistili, že soli chrom, zirkonium a zejména titan nepodporoval eliminaci R2AlH, ale místo toho enormně urychlil „růstovou“ reakci. Pouhý průchod ethylenu za atmosférického tlaku do katalytického množství TiCl3 a Et2AlCl rozpuštěného ve vyšším alkanu vedl k rychlému ukládání polyethylenu. Ziegler byl schopen získat vysokomolekulární polyethylen (MW> 30 000), a co je nejdůležitější, dělat tak při nízkých tlacích ethylenu. Zieglerova skupina měla najednou polymerační postup pro ethylen lepší než všechny stávající procesy.
Ziegler – Natta katalyzátor
V roce 1952 Ziegler zveřejnil svůj katalyzátor společnosti Montecatini v Itálii, pro kterou Giulio Natta jednal jako konzultant. Natta označila tuto třídu katalyzátorů jako „Zieglerovy katalyzátory“ a začala se extrémně zajímat o jejich schopnost a potenciál stereoregulárně polymerovat a-olefiny, jako je propen.[13] Ziegler se mezitím soustředil hlavně na velkovýrobu polyethylen a kopolymery z ethylen a propylen. Vědecká komunita byla brzy informována o jeho objevu. Vysoce krystalický a stereoregulární polymery, které dříve nebylo možné připravit, se staly synteticky proveditelnými. Za svou práci na řízené polymeraci uhlovodíků pomocí těchto nových organokovových katalyzátorů se Karl Ziegler a Giulio Natta dělí o Nobelovu cenu za chemii v roce 1963.
Ocenění a vyznamenání

Karl Ziegler obdržel řadu ocenění a vyznamenání. Níže je uvedeno několik nejvýznamnějších ocenění:
- Liebig-Denkmünze medaile (1935); Tato medaile byla udělena dnešní Německou chemickou společností a je udělována německému chemikovi za vynikající výsledky a kreativitu. Ziegler získal cenu za svou práci při syntéze vícečlenných kruhových systémů a stabilních trojmocných uhlíkových radikálů.
- Válečný záslužný kříž, 2. třída (19. října 1940)
- Carl Duisberg Plakette (1953); Toto ocenění se uděluje za vynikající služby při propagaci chemie od Německé chemické společnosti.
- Lavoisierova medaile (1955); Toto ocenění uděluje Francouzská chemická společnost vědcům v různých oborech chemie.
- Medaile Carla Englera (1958); Toto ocenění uděluje Německá společnost pro ropnou vědu a uhelné chemikálie, které byl v dřívějších letech prezidentem.
- Werner von Siemens Ring (1960); Tento prsten uděluje Werner von Siemens Foundation a je považováno za nejvyšší německé ocenění pro jednotlivce, kteří svým výkonem a dovednostmi otevřeli nové technologické cesty.
- Nobelova cena za chemii (1963); „[Jeho] vynikající práce na organokovových sloučeninách neočekávaně vedla k novým polymeračním reakcím, a tak připravila cestu pro nové a velmi užitečné průmyslové procesy.“[7]
- Medaile Swinburne z Institut plastů, London (1964); Toto ocenění oceňuje jednotlivce, který dosáhl významného pokroku ve vědě, strojírenství nebo technologii plastů.
- Velký záslužný kříž s hvězdou a šerpou (Großes Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband) Spolkové republiky Německo (1964)
- Mezinárodní medaile ze syntetického kaučuku ve věku gumy a plastů (1967)
- Grand Spolkový kříž za zásluhy (Řád za zásluhy Spolkové republiky Německo) (1969); Ziegler získal toto ocenění za svou práci v oblasti vědy a techniky.
- Pour le Mérite pro umění a vědy (dříve Peace Class) (1969)
- Zahraniční člen královská společnost (1971) [14]
- Medaile Wilhelma Exnera (1971).[15]
- Pamětní deska Německá chemická společnost v rámci programu Historické památky chemie (Historische Stätten der Chemie) na Max Planck Institute for Coal Research v Mülheim an der Ruhr (2008)
- Čestné doktoráty z Technická univerzita v Hannoveru, Giessen University, University of Heidelberg a Darmstadtská technická univerzita
- The Karl-Ziegler-Schule v Mülheimu byl pojmenován po Zieglerovi
- Nadace Karla Zieglera sídlí v Německé chemické společnosti a uděluje Cenu za vědu Cena Karla Zieglera (v hodnotě 50 000 eur)[Citace je zapotřebí ]
Viz také
Reference
- ^ A b Nobelovy přednášky, Chemie 1963–1970. Amsterdam: Elsevier Publishing Company. 1972.
- ^ A b Bawn, C. E. H. (1975). „Karl Ziegler 26. listopadu 1898 - 11. srpna 1973“. Biografické monografie členů Královské společnosti. 21: 569–584. doi:10.1098 / rsbm.1975.0019. JSTOR 769696.
- ^ A b C Sherby, Louise (2002). Kdo je kdo z nositelů Nobelovy ceny 1901–2000 (Čtvrté vydání). Westport, CT: Oryx Press. ISBN 1-57356-414-1.
- ^ A b C d Eisch, John J. (1983). „Karl Ziegler: hlavní obhájce jednoty čistého a aplikovaného výzkumu“. Journal of Chemical Education. 60 (12): 1009–1014. Bibcode:1983JChEd..60.1009E. doi:10.1021 / ed060p1009.
- ^ A b C Haenel, Matthias (8. května 2008). „Historická chemická místa: Karl Ziegler“ (PDF). Brožur (v němčině). Max-Planckův institut pro výzkum uhlí. Citováno 9. dubna 2010.
- ^ A b C „Karl Ziegler“. Citováno 9. dubna 2010.
- ^ A b C d E F G Karl Ziegler na Nobelprize.org
, zpřístupněno 1. května 2020, včetně Nobelovy přednášky, 12. prosince 1963 Důsledky a vývoj vynálezu
- ^ A b Guenther Wilke (2003). „Padesát let Zieglerových katalyzátorů: důsledky a vývoj vynálezu“. Angewandte Chemie. 42 (41): 5000–5008. doi:10.1002 / anie.200330056. PMID 14595621.
- ^ Ernst Klee: Das Personenlexikon zum Dritten Reich. Válka byla vor und nach 1945. Fischer Taschenbuch Verlag, druhé rozšířené vydání, Frankfurt nad Mohanem 2005, ISBN 978-3-596-16048-8, str. 694 s odvoláním na Henrika Eberleho: Die Martin-Luther-Universität [Halle] in der Zeit des Nationalsozialismus 1933–1945, Halle 2002.
- ^ Bernhard vom Brocke, Hubert Laitko (redakce): Die Kaiser-Wilhelm-, Max-Planck-Gesellschaft und ihre Institute. Das Harnack-Prinzip. de Gruyter, Berlín 1996, ISBN 3-11-015483-8, S. 487f.
- ^ A b C Oesper, Ralph E. (září 1948). „Karl Ziegler“. Journal of Chemical Education. 25 (9): 510–511. Bibcode:1948JChEd..25..510O. doi:10.1021 / ed025p510.
- ^ A b „Karl Ziegler Schule“ (v němčině). Citováno 19. března 2010.
- ^ A b C d E Bonnesen, Peter V. (1993). Laylin K.James (ed.). Laureáti Nobelovy ceny za chemii, 1901–1992 (3. vyd.). Washington, D.D .: Foundation chemického dědictví. str.449–455. ISBN 0-8412-2690-3.
- ^ „Knihovní a archivační katalog“. královská společnost. Citováno 2. listopadu 2010.[trvalý mrtvý odkaz ]
- ^ Editor, ÖGV. (2015). Medaile Wilhelma Exnera. Rakouské obchodní sdružení. ÖGV. Rakousko.
externí odkazy
- Karl Ziegler na Nobelprize.org
včetně Nobelovy přednášky, 12. prosince 1963 Důsledky a vývoj vynálezu