Ernst Otto Fischer | ||||
---|---|---|---|---|
tysk Ernst Otto Fischer | ||||
Fødselsdato | 10. november 1918 | |||
Fødselssted | Soln , Tyskland | |||
Dødsdato | 23. juli 2007 (88 år) | |||
Et dødssted | München , Tyskland | |||
Land | Tyskland | |||
Videnskabelig sfære | kemi | |||
Arbejdsplads | ||||
Alma Mater | ||||
videnskabelig rådgiver | Walter Heber | |||
Priser og præmier |
Alfred Stock Memorial Prize (1959) Nobelprisen i kemi ( 1973 ) Centenary Prize (1974)
|
|||
Autograf | ||||
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Ernst Otto Fischer ( tysk Ernst Otto Fischer ; 10. november 1918 , Soln , nær München - 23. juli 2007 , München ) er en tysk kemiker.
I 1952 etablerede han strukturen af ferrocen , opdaget et år tidligere, og syntetiserede også dibenzenchrom et par år senere . [1] I 1960'erne opdagede han en generel metode til fremstilling af stabile metal-carben-komplekser indeholdende en carbon-metal-dobbeltbinding, efterfølgende opkaldt "Fischer-carbener" efter ham [2] . I 1970'erne syntetiserede han de første metalkarbinkomplekser med en tredobbelt binding mellem kulstof og overgangsmetal.
E. O. Fisher var ejer af adskillige priser og var også medlem af mange videnskabelige akademier. I 1973 modtog han sammen med Jeffrey Wilkinson Nobelprisen i kemi for "banebrydende, selvstændigt udført arbejde inden for kemien af organometalliske sandwichforbindelser " [3] .
I stedet for Walter Heber holdt Fischer formanden for uorganisk kemi ved det tekniske universitet i München i 21 år . Mange efterfølgende institutledere og kemikere-teknologer kom fra "Fischer-skolen" - hans videnskabelige miljø.
Ernst Otto Fischer var det tredje barn af Karl Tobias Fischer , professor i fysik ved det tekniske universitet i München, og Valentina Fischer (født Danzer). I 1937 dimitterede han fra Therese Gymnasium i München . Derefter tjente han i militæret, og under Anden Verdenskrig (fra 1939 til 1944) tjente han som officer i Polen, Frankrig og Rusland. Under en studiepause i vintersemesteret 1941/42, opmuntret af Walter Hiebers forelæsninger om uorganisk kemi, begyndte Fischer at studere kemi ved det tekniske universitet i München (nu Tekniske Universitet i München, TUM) i stedet for kunsthistorie som planlagt. Efter at være blevet såret i krigen i Rusland blev han løsladt fra amerikansk fangenskab efter krigens afslutning i efteråret 1945. Efter at han sammen med sine klassekammerater havde genoprettet det institut, der blev ødelagt under krigen på Arkisstrasse, fortsatte Fischer sine studier. [4] [5] [6] .
I 1949 dimitterede han med udmærkelse og blev forskningsassistent for Walter Heber. I 1952 forsvarede han sin ph.d.-afhandling i uorganisk kemi under vejledning af Heber om emnet "Om mekanismen for reaktionen af carbonmonoxid med salte af nikkel (II) og cobalt (II) i nærvær af dithionit og sulfoxylat ioner." Da han bemærkede en artikel i Nature om opdagelsen af ferrocen i begyndelsen af 1952 og derefter blev en succesfuld videnskabsmand, havde hans publikationer om emnet allerede givet ham et jobtilbud hos en stor kemisk virksomhed [7] . To år senere forsvarede han sin doktorafhandling om "Forbindelser af metaller med cyclopentadien og inden " ved det tekniske universitet i München, hvor han modtog stillingen som Privatdozent året efter . I 1956 tog han nogle måneder på forretningsrejse til USA.
I 1957 blev Fischer udnævnt til ekstraordinær professor ved Ludwig Maximilian Universitetet i München (LMU). Efter at have afvist en invitation til Friedrich Schiller Universitetet i Jena , bliver Fischer fuld professor ved LMU i 1959, som efterfølger til Franz Hein . Året efter afslog han en invitation til at blive professor i uorganisk kemi ved universitetet i Marburg , og i stedet arvede han i 1964 fra sin lærer, Walter Hieber, formanden for uorganisk kemi ved det tekniske universitet i München. Fischer holdt denne stilling indtil sin pensionering i 1985. Wolfgang A. Hermann (Universitetet i Frankfurt am Main), som har været præsident for det tekniske universitet i München siden 1995 [4] [5] [8] [9] , blev inviteret som efterfølger . Fisher var lektor ved University of Wisconsin i 1969, gæsteprofessor ved University of Florida i Gainesville i 1971 og den første underviser i uorganisk kemi i American Chemical Society 's Pacific West Coast Section . I 1973 var han gæsteprofessor ved MIT og også ved University of Rochester [4] .
Fischer var medstifter (1964) og i flere årtier regional redaktør af det prestigefyldte internationale videnskabelige tidsskrift " Journal of Organometallic Chemistry ". Han har længe haft stillinger i hovedudvalget og senatet for det tyske forskningsselskab (DFG), den tyske akademiske udvekslingstjeneste (DAAD); var en af kuratorerne på Deutsches Museum i München. Da Fischer var humanist og huskede nationalismens dage, modsatte han sig ikke kun kontrol med forskning, men også politiske yderpunkter. Samtidig skilte hans stridbare og impulsive natur sig ofte ud [10] . Så under studenteroptøjerne i 1968 citerede han i et foredrag om metalhydrider "Eksorcisme" [6] fra bogen " Mein Kampf ", og henviste også til " Citater af Mao Zedong ". Fisher bønfaldt eleverne om kun at fokusere på videnskab som en "åndelig udfordring" og modsatte sig kraftigt ekstremistiske studerende. I sine forelæsninger støttede han sig ikke kun på visuelle eksperimenter, men ledte også efter sammenhænge med kultur- og litteraturhistorien, fordi han opfattede kemi som sådan en kulturel bedrift [5] [6] .
Kemi var Fischers livsværk. Han stillede høje krav til sine elever, efter hans mening skulle de hverken ryge eller gifte sig. Fischer var selv ungkarl i lang tid, og giftede sig først med Traudl Haas efter sin pensionering [6] . Men han vidste, hvordan han kunne inspirere sine elever, så han bevarede tætte bånd til dem og behandlede dem som sin familie. Så Fischer havde et hus i Leutasch (en kommune i Østrig), hvor han ofte inviterede sine kolleger på ski [6] . Indtil sin død var Fischer den ældste nulevende tyske nobelpristager på det tidspunkt [11] . Han blev begravet den 26. juli 2007 på kirkegården i Solln i en familiegrav ved siden af sine forældre [12] .
Fischer bestemte strukturen af ferrocen , syntetiserede dibenzenchrom fra benzen og CrCl 3 i nærvær af AlCl 3 ( 1955 ), udviklede en generel metode til syntese af aren (indeholdende en aromatisk kerne) derivater af overgangsmetaller , og var den første til at opnå arencarbonyl, arencyclopentadienyl og andre blandede π-komplekser af overgangsmetaller. Han viste, at disse forbindelser, når de opvarmes, nedbrydes med dannelsen af et "metalspejl", som kan bruges til at opnå ultrarene metaller. Fischer var den første til at syntetisere en række organometalliske forbindelser af technetium- og transuran-elementer , opnåede stabile carbenkomplekser af overgangsmetaller ( 1964 ) og senere deres karbinkomplekser ( 1973 ).
I hele perioden med det akademiske arbejde vejledte Fischer over 200 afhandlinger, kandidat- og doktorafhandlinger i sin videnskabelige gruppe. Mange af dets kandidater er blevet inviteret til akademiske stillinger eller nået høje lederstillinger i den kemiske industri. Blandt dem var Henri Brunner , Karl Heinz Dötz , Alexander Phillippou , Max Herberhold , Gerhard E. Herberich , Gottfried Huttner , Cornelius Gerhard Kreiter , Jörn Müller , Ulrich Schubert , Arnd Vogler , Helmut Werner som ph.d.er, Dietmar Seifert og Robert Angelici – PhD. samt kandidatstuderende Wolfgang A. Hermann, hans fremtidige efterfølger som leder af afdelingen for uorganisk kemi på det tekniske universitet i München. "Fischer-skolen" er et fremragende eksempel på "akademisk skolegang", det vil sige dannelsen af omfattende videnskabelige grupper, som er en af universiteternes hovedopgaver [5] . Omkring 450 artikler om organometalliske forbindelser blev publiceret af Fischer i løbet af hans videnskabelige aktivitet, hvoraf mere end 200 var om metalkomplekser med aromatiske organiske forbindelser [4] . Fischer fokuserede sammen med sine kolleger på den konstante opdagelse af stadig nye organometalliske forbindelser. Han var dog kun interesseret i grundforskning, han anså ikke den praktiske anvendelse af resultaterne af hans arbejde for at være vigtig [6] .
Før Fischers opdagelse spillede kemien af metalkomplekser med kulbrinter kun en mindre rolle. Publikationer om organometallics indtil dette tidspunkt bestod overvejende af arbejde på alkylforbindelser med hovedgruppemetaller såsom cacodyl eller Grignard-komplekser , og også arbejde på forbindelser af carbonmonoxid med sidegruppemetaller, dvs. carbonyler af disse metaller. Selvom koordinationskomplekser som Zeise-saltet har været kendt i lang tid, var Fischers arbejde et nøglemoment i dannelsen af moderne organometallisk kemi – i dag ligner mere end 80 % af organometalliske komplekser ferrocen, og er også cyclopentadienylkomplekser [1] .
Fischers første banebrydende forskningsarbejde var at bestemme strukturen af ferrocæn , hvis opdagelse blev påpeget af hans far i tidsskriftet Nature [12] . Ferrocen, som en forbindelse, der er meget stabil kemisk og termisk, blev uafhængigt opdaget og beskrevet af to forskningsgrupper i 1951 ( Thomas J. Keely og Peter L. Pawson fra Ducane University , og Samuel A. Miller, John A. Tabbot og John F. Tremaine fra British Oxygen Company, BOC ) [13] [14] [15] . Umiddelbart efter opdagelsen, i 1952, Geoffrey Wilkinson og Robert B. Woodworth fra Harvard University , baseret på infrarøde spektroskopidata (kun én CH-vibration, det vil sige kun én type kulstof-hydrogen-binding i cyclopentadienylringen ) og den opdagede diamagnetisme , først foreslået for denne forbindelse på det tidspunkt stadig ukendt "sandwich" struktur [16] . Selv tvivlede Fischer selv alvorligt på den struktur, som opdagerne selv havde foreslået med en enkelt binding mellem jern og kulstofatomer [12] . Gennem røntgendiffraktionsanalyse var Fischer sammen med Wolfgang Pfab (senere ved BASF) i München i stand til at bekræfte sandwichstrukturen af ferrocen i 1952; uafhængigt af dem blev lignende arbejde udført i 1952 af Philip Frank Eiland og Ray Repinski ved University of Pennsylvania [17] [18] [19] [20] .
Denne nye "sandwich"-struktur var så revolutionerende, at det kun var muligt at forklare både strukturen og stabiliteten af ferrocen i én model efter yderligere udvikling af teorien om molekylære orbitaler [21] . I løbet af de næste par år blev der i begge forskningsgrupper - Ernst Otto Fischer i München og Jeffrey Wilkinson ved Harvard - syntetiseret et dusin nye biscyclopentadienylkomplekser af andre overgangsmetaller, såvel som deres derivater, med en enorm hastighed. Senere, i forskning inden for organometallisk kemi, konkurrerede Fischer sammen med sine elever "hårdt, nogle gange endda voldsomt" [10] med Jeffrey Wilkinson og hans videnskabelige gruppe. Med opdagelsen af cobaltocæn og nikkelocen introducerede Fischer verden til metallocenerne af grundstoffer, der støder op til jern [22] [23] . Fra 1954 begyndte åbningen af de såkaldte "semi-sandwich"-komplekser .
Fischer lagde grundlaget for den fremtidige Nobelpris i 1955 sammen med sin kandidatstuderende Walter Hafner og Erwin Weiss ved at syntetisere og bestemme strukturen af dibenzenechrom , et stof hvis eksistens Fischer kun postulerede ud fra teoretiske antagelser [12] [25] [26 ] [27] . Ved hjælp af denne forbindelse, hvor to formelt neutrale benzenringe er bundet til et uladet kromatom, var Fischer i stand til at bevise, at der i sandwichforbindelser er en ny type binding til organometallisk kemi [26] [28] .
I 1973 modtog Fisher sammen med Geoffrey Wilkinson ( Imperial College London ) Nobelprisen i kemi "for deres selvstændige banebrydende arbejde inden for kemien af de såkaldte organometalliske sandwichforbindelser ".
"Dette er den vigtigste del af Fisher og Wilkinsons arbejde: opdagelsen af en ny sandwich joint. Det var ikke dem, der syntetiserede den første "sandwich", men for første gang formåede de at forstå denne forbindelses usædvanlige natur og dens konceptuelle betydning. – Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi: pressemeddelelse: Nobelprisen i kemi i 1973 [3] .
I sin hyldest til Nobelprisen sagde Ingvar Lindquist til Fischer på tysk følgende ord:
“Opdagelsen af helt nye principper for relationer og strukturer har altid været vigtige øjeblikke i kemiens historie. Du har ydet et fremragende bidrag til en af disse opdagelser. Jeg overbringer de bedste ønsker fra Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi.” - Ingvar Lindqvist: tale ved ceremonien [29] .
Ernst Otto Fischers og hans kollegers pionerarbejde ændrede fundamentalt billedet af den kemiske binding . Hans forskningsarbejde om kemien af metal-carbon-bindingen i dens mange varianter vakte stor interesse, hvilket resulterede i, at organometallisk kemi spredte sig til næsten alle forskningslaboratorier i verden. Sandwichforbindelser var af stor betydning for praktiske anvendelser, men Fischer var egentlig ligeglad; han koncentrerede sig om grundforskning [6] . Hans tilhængere Walter Hafner og Reinhardt Gira tog et stort spring fremad i slutningen af 1950'erne med at introducere organometalliske forbindelser i fremstillingsprocessen med udviklingen af den såkaldte Wacker-proces . Dette førte til et kraftigt spring i udviklingen af organometallisk kemi i 1950'erne, som manifesterede sig i Karl Ziegler et al. -værker [6] .
I dag er den vigtigste praktiske anvendelse af sandwichkomplekser og deres derivater deres anvendelse som polymerisationskatalysatorer ved fremstilling af polyolefiner [30] . I 1980 udviklede Hansjörg Zinn og Walter Kaminski den katalytiske polymerisation af ethylen og propylen ved hjælp af de såkaldte Kaminski-katalysatorer , blandinger af metallocendihalogenider (type 1) med methylaluminoxan (MAO), som viser meget høj produktivitet [31] . Type 2 ansa-metallocener bruges til isotaktisk bestilling af monomerer i polypropylen [32] . Magneten og bis-cyclopentadienylforbindelser af calcium og strontium kan anvendes som polymerisationskatalysatorer, for eksempel til methylmethacrylat (MMA) [33] .
Sammen med sin forskning i sandwichkomplekser gjorde Fischer også banebrydende arbejde inden for andre områder af organometallisk kemi. Carbener med den almene formel CX2 - det vil sige dem, der indeholder divalent carbon - har i organisk kemi været kendt som meget reaktive, kortlivede stoffer, ofte kun præsenteret som en overgangstilstand. Det var først i 1960'erne, at carbener blev karakteriseret og deres eksistens bekræftet spektroskopisk.
Det var så meget desto mere overraskende, at Fischer i 1964 sammen med Alfred Maasböhl beskrev syntesen af den første stabile repræsentant for en hidtil ukendt klasse af forbindelser - metallocarbener, det vil sige et metalkompleks med en metal-carbon dobbeltbinding [2] . Repræsentanter for denne klasse af forbindelser opdaget af Fischer kaldes i dag " Fischer-carbener " til hans ære . De har udviklet sig til værdifulde byggesten til organisk syntese og bruges for eksempel i Doetz-reaktionen [34] .
Mange nye metalkomplekser fra denne klasse er blevet syntetiseret siden Fischers opdagelse. Fischer udgav selv over 50 artikler om emnet mellem 1964 og 1973; andre videnskabelige grupper såsom dem af Richard Royce Schrock , Michael Lappert og Joseph Chatt tog temaet op. I 1975 opdagede Schrock carbenkomplekser af niobium og tantal, som har en meget højere reaktivitet end "Fischer-carbener" [35] . Siden da er "Schrock-carbener" blevet brugt i en række processer med store tonnage - for eksempel er de Tebbes reagens til methylenering (introduktion af en methylengruppe ) af ketoner eller Grubbs ' katalysatorer, der anvendes i olefinmetatese . Wolfgang A. Hermann opdagede det første kompleks med en broforbundet carbenligand.
I året for modtagelse af Nobelprisen (1973) opdagede Fischer sammen med sin kandidatstuderende Gerhard Kreis metalkarbiner, metalkomplekser med en tredobbelt metal-kulstofbinding. Denne opdagelse førte yderligere til forståelsen af kritiske industrielle katalytiske processer såsom olefinmetatese .
Gennem hele sit liv modtog Ernst Otto Fischer mange priser og priser [5] .
Det tekniske universitet i München indførte "Ernst Otto Fischer Teaching Award" i 2010 som en unik pris for fremragende undervisning [50] og opkaldte også en gade efter ham i Garching Science Park, Fischers vigtigste arbejdsplads. Til hans ære lancerede Aventijsk Gymnasium i Burghausen i oktober 2012 et årligt træningsprogram for lærere fra hele Bayern, kaldet "E. O. Fischer Seminar". Hele det bayerske kemilærerpersonale har mulighed for at lytte til forelæsninger af professorer fra Münchens Tekniske Universitet om aktuelle problemer inden for kemi i weekenden [51] . I anledning af Fischers 100 års fødselsdag, i oktober 2018, blev der i Tyskland udstedt erindringsmønter lavet af Sterling sølvlegering i en pålydende værdi af 20 euro, som viser strukturen af dibenzenechrom opdaget af Fischer og med en førende inskription "Naturvidenskab er hverken god heller ikke dårligt" [52] . Sammen med dette udgav Deutsche Post AG lignende frimærker til en værdi af 70 cent til Fischers 100 års fødselsdag. Den første tilladte brugsdag var den 2. november 2018. Skitsen placeret på frimærket tilhører kunstneren Thomas Meyer fra Berlin [53] .
i kemi 1951-1975 | Nobelpristagere|
---|---|
| |
|