Staudinger, Hermann

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. september 2016; checks kræver 28 redigeringer .
Hermann Staudinger
Hermann Staudinger
Fødselsdato 23. marts 1881( 23-03-1881 )
Fødselssted Worms , Tyskland
Dødsdato 9. september 1965 (84 år)( 09-09-1965 )
Et dødssted Freiburg , Tyskland
Land  Tyskland
Videnskabelig sfære Fysisk kemi
Arbejdsplads
Alma Mater
videnskabelig rådgiver Daniel Warlander [d]
Studerende Leopold Ruzicka
Kendt som kemiker
Præmier og præmier Nobelprisen - 1953 Nobelprisen i kemi ( 1953 )
Rudolf Diesel Medal (1962)
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Hermann Staudinger ( tysk :  Hermann Staudinger ; 23. marts 1881 , Worms  - 8. september 1965 , Freiburg ) var en tysk organisk kemiker , som påviste eksistensen af ​​makromolekyler , som han beskrev som polymerer . For sit arbejde inden for dette felt af kemi blev han tildelt Nobelprisen i 1953 . Derudover er videnskabsmandens enestående fordele opdagelsen af ​​ketener og Staudinger-reaktionen .

Biografi

Staudinger blev født i Worms ved Rhinen den 23. marts 1881. På grund af sin kærlighed til planter og blomster begyndte han at studere botanik under Georg Klebs på universitetet i Halle. Efter at have afsluttet gymnasiet i 1899, foreslog hans far, at han tog et kursus i kemi for at få en bedre forståelse af botanik. Efter at have fulgt sin fars råd studerede Herman kemi ved universiteterne i Halle, Darmstadt og München. Efterhånden blev kemi hans hovedinteresse, og allerede i 1903 fik han som kun 22-årig doktorgrad i naturvidenskab hos Daniel Vorlender i Halle.

Staudinger fortsatte sin forskning i organisk kemi i D. Thieles laboratorium ved universitetet i Strasbourg. Der opdagede han i løbet af sin forskning på carboxylsyreforbindelser ketener . I 1907, umiddelbart efter at have afsluttet sit videnskabelige arbejde med ketenernes kemi, blev Staudinger i en alder af 26 udnævnt til almindelig professor ved Karlsruhe University of Technology, efterfulgt af Roland Scholl. I Karlsruhe mødte han fremtrædende kemikere på den tid som Karl Engler og Haber (grundlægger af højtrykskemi). Samtidig fokuserede Staudingers forskning på ketenernes kemi, reaktioner, der involverede oxalylchlorid, alifatiske diazoforbindelser og produktionen af ​​butadien og isopren [1] .

I 1912 blev H/Willstetter, en af ​​verdens førende inden for organisk kemi, udnævnt til direktør for det nyoprettede Kaiser Wilhelm Institut for Kemi i Berlin-Dahlem. ETH Zürich (Eigenössische Technische Hochschule) tilbød den ledige kemistol til Staudinger, som netop havde udgivet sin første bog, On Ketenes [2] . I Zürich fortsatte Staudinger sin forskning inden for organisk syntese. Derudover begyndte han at undersøge fysiologisk aktive naturlige forbindelser. Sammen med Leopold Ruzicka (som vandt Nobelprisen i kemi i 1939) bestemte Staudinger strukturen af ​​naturlige pyrethriner og udviklede ruter til syntese af disse vigtige naturlige insekticider.

Under 1. verdenskrig forskede Staudinger også i smagsstoffer, erstatninger for naturlige produkter, der var en mangelvare under krigen. Ud over den vellykkede fremstilling af en syntetisk pebererstatning analyserede Staudinger og Reichstein naturlige kaffesmag. I slutningen af ​​undersøgelsen foreslog de en syntetisk erstatning - furfurylmercaptan med en blanding af methylmercaptan, som de begyndte at fremstille industrielt.

I denne periode var Staudinger den typiske praktiske kemiker inden for den allerede meget gamle og respekterede videnskab om organisk kemi, ledet af Adolf von Bayer, Emil Fischer og Richard Willstetter. I 1914 havde organiske kemikere syntetiseret over 100.000 kemiske forbindelser, der blev brugt i forskellige industrier, herunder farvestoffer og lægemidler. Inden Staudinger blev 40 år blev han betragtet som den førende organiske kemiker. I løbet af 1920'erne besluttede Staudinger at forlade den sikre og prestigefyldte oase af klassisk organisk kemi for at møde polymerkemiens turbulente høje hav. Staudingers innovative ånd gjorde det muligt for ham at bryde væk fra den typiske tankegang hos konservative kemikere og udvikle nye revolutionære koncepter [3] .

I 1926 blev han udnævnt til en stol ved Albert Ludwig Universitetet i Freiburg, hvor han viede alle sine bestræbelser på at etablere og skubbe grænserne for polymervidenskab. Hans forskningsinteresser omfattede naturgummi, cellulose og syntetiske polymerer såsom polyoxymethylen , polystyren og polyethylenoxid , som Staudinger så som modelsystemer for meget mere komplekse biopolymerer. Ud over at skabe nye syntetiske polymerer forsøgte Staudinger at bestemme polymerernes molekylvægte ved at analysere endegrupper, udføre viskometri af polymeropløsninger og bruge elektronmikroskopi.

Staudinger havde altid tætte relationer til industrien for at skaffe midler til sin forskning og var villig til at fungere som teknisk rådgiver for virksomheder, der var interesserede i plast og gummi. I mange år er "Förderverein" (tilhængerforeningen) under Institut for Makromolekylær Kemi blevet dannet af videnskabelige direktører for forskellige virksomheder, der sponsorerede polymerforskning i Freiburg. Fra 1950 samlede Staudingers videnskabelige seminarer både akademiske og industrielle kemikere og blev snart den største årlige konference inden for polymerkemi (med over 700 regelmæssige deltagere i 1990'erne).

Staudingers forskning er udgivet i over 800 publikationer med i alt 10.000 trykte sider. Derudover opsummerede han sin forskning i sin selvbiografi, Arbeitserinnerungen (From Organic Chemistry to the Macromolecule), udgivet i 1970 [4] . Hans samlede værker, med titlen Das Wissenschaftliche Werk von Hermann Staudinger (De videnskabelige værker af Hermann Staudinger), blev redigeret af Magda Staudinger og udgivet mellem 1969 og 1976. [5] .

I mange år var Staudingers lærebog med titlen Die hochmolekularen organischen Verbindungen Kautschuk und Cellulose (High Molecular Weight Organic Compounds Rubber and Cellulose) [6] , udgivet i 1932 i Berlin, den kemiske "bibel" for mange videnskabsmænd. I 1947 oprettede Staudinger et nyt videnskabeligt tidsskrift Makromolekulare Chemie med Wepf & Company, udgivet i Basel. I mere end 50 år har dette tidsskrift været det førende tidsskrift inden for polymerkemi.

Derudover kunne Staudinger ikke holde sig væk fra moralske og politiske spørgsmål, der rækker ud over den akademiske kemi. Under Første Verdenskrig kritiserede han offentligt brugen af ​​kemiske våben og modsatte sig i denne sag sin ven F. Haber, som udviklede giftgas til den tyske hær. I 1917 udgav Staudinger et dokument baseret på en beregning af de krigsførendes industrielle potentialer. Ifølge resultaterne af beregningerne kom han til den konklusion, at krigen faktisk allerede var tabt af Tyskland og burde afsluttes med det samme, da yderligere blodsudgydelser var meningsløse. Hans dristige udtalelser var i modstrid med periodens tyske nationalistiske ånd.

Staudingers pacifistiske retorik har ført til, at hans patriotisme er blevet sat spørgsmålstegn ved adskillige gange. I sidste ende førte dette til, at dekanen for universitetet i Freiburg, den berømte tyske filosof Martin Heidegger, i 1934 i naziperioden indledte proceduren for sin afskedigelse. Selvom Staudinger blev forhørt af Gestapo og tvunget til at acceptere hans afsked, blev hans suspension forsinket og derefter annulleret på betingelse af, at han holdt op med offentligt at fordømme den nye regering. Alle hans anmodninger om tilladelse til at forlade landet for at deltage i konferencer efter 1937 blev dog afvist.

Stillinger

Professor ved universiteter [7] :

Videnskabelig forskning

Tidligt arbejde

Efter at have modtaget en ph.d. (Doctor of Science) ved universitetet i Halle i 1903, Staudinger begyndte at arbejde ved universitetet i Strasbourg (Frankrig).

Her opdagede han ketener  , en familie af molekyler beskrevet af den generelle formel vist i fig. 1 . Ketener skulle senere vise sig at være vigtige mellemprodukter i syntesen af ​​antibiotika penicillin og amoxicillin.

I 1907 blev Staudinger adjunkt ved det tekniske universitet i Karlsruhe (Tyskland). Der isolerede han med succes mange nyttige organiske forbindelser (inklusive syntetiske kaffesmagsstoffer), som blev mere grundigt undersøgt af Rolf Mulhaupt.

Hovedværker

Hovedværkerne er viet til kemien af ​​makromolekylære forbindelser .

Forskning i makromolekyler

I 1920 begejstrede Hermann Staudinger, professor i organisk kemi ved det tekniske universitet i Zürich, det videnskabelige samfund ved at annoncere, at materialer som naturgummi har molekyler med meget høj molekylvægt ( fig. 3 ). I en artikel med titlen "Über Polymerisation" [8] præsenterede Staudinger flere reaktioner, der gør det muligt at syntetisere tunge molekyler ved at kombinere et stort antal af samme type korte molekyler med hinanden. I løbet af disse reaktioner, kaldet "polymerisation", er frie monomerer kovalent forbundet i kæder.

Denne nye teori, beskrevet af Staudinger som makromolekylær i 1922, omfattede både naturlige og syntetiske polymerer og åbnede vejen for syntesen af ​​nye polymere materialer til forskellige formål. I dag er mange moderne teknologier baseret på molekylært konstruerede polymermaterialer og biopolymerer. Fremskridt inden for polymerkemi bliver brugt i en bred vifte af applikationer, fra fødevareemballage, tekstilfibre, autodele og legetøj til vandbehandlingsmembraner og bærere, der frigiver lægemidler til blodet på en kontrolleret måde og biopolymerer til vævsteknologi.

Staudingers teori viste sig imidlertid at være vanskelig for mange af hans samtidige. Det videnskabelige samfund var meget tilbageholdende med at anerkende eksistensen af ​​ekstremt store molekyler med molekylvægte over 5000. Modstandere af Staudingers ideer forklarede de specifikke egenskaber af polymere materialer ved tilstedeværelsen i deres struktur af micellelignende aggregater fundet eksperimentelt for sæbemolekyler. Desuden var nogle videnskabsmænd overbevist om, at størrelsen af ​​et molekyle ikke kunne overstige størrelsen af ​​en enhedscelle, bestemt ved røntgendiffraktionsanalyse.

Staudinger, der fulgte de empiriske tilgange til klassisk organisk kemi, udførte en række eksperimenter, der bekræftede eksistensen af ​​makromolekylære forbindelser. Naturgummi blev valgt som modelsystemet, fordi Carl Harries og Rudolf Pummerer uafhængigt foreslog, at naturgummi er en samling af små cykliske polyisoprenblokke, der er bundet ikke-kovalent af "partielle valenser" af dobbeltbindinger. Sådanne aggregater burde efter hans mening være blevet ødelagt ved forsvinden af ​​dobbeltbindinger i hydrogeneringsprocessen. Et praktisk eksperiment med hydrogenering af gummi viste, at den hydrogenerede prøve i egenskaber minder meget om den naturlige, hvilket bekræftede Staudingers hypotese.

I slutningen af ​​1920'erne gav Staudinger endnu et bevis på sin teori, baseret på en viskometrisk undersøgelse af polymeropløsninger. Undersøgelser har bekræftet, at molekylvægten af ​​polymerer forbliver næsten uændret under kemisk modifikation.

Men selv med imponerende eksperimentelle data, fortsatte Staudinger med at møde modstand fra førende organiske kemikere i næsten to årtier. For eksempel skrev Heinrich Wieland, vinder af Nobelprisen i kemi i 1927, til Staudinger: "Kære kollega, forkast ideen om store molekyler, organiske molekyler med en molekylvægt større end 5000 eksisterer ikke. Rens dine produkter og gummier, og de vil begynde at krystallisere, hvilket viser deres lave molekylvægt."

I sin selvbiografi skriver Staudinger: "Mine kolleger var meget skeptiske over for min teori, og alle, der mødte mine publikationer inden for små molekylær kemi, spurgte mig, hvorfor jeg forsømmer dette interessante område og fortsætter med at arbejde med dårligt undersøgte og uinteressante forbindelser som gummi og syntetiske polymerer. På det tidspunkt blev disse forbindelsers kemi på grund af deres egenskaber ofte kaldt smøremidlernes kemi” [9] .

Staudinger holdt aldrig op med at promovere sit koncept om polymerers struktur, på trods af hans kollegers mistillid til mange af hans metoder og resultater. I en livlig debat forsvarede han veltalende sine ideer mod alle angreb ved at bruge sin opfindsomhed, vedholdenhed og uudtømmelige entusiasme. Mellem slutningen af ​​1920'erne og midten af ​​1930'erne begyndte Staudingers makromolekylære teori at blive accepteret af det videnskabelige samfund. Selvom nogle af hans modstandere vedblev med at fastholde deres indvendinger, fandt Staudingers koncept anvendelse i industrielle processer.

Og endelig, den 10. december 1953, modtog Staudinger sin pris for udviklingen af ​​teorien om makromolekyler og sit bidrag til udviklingen af ​​polymerkemi - Nobelprisen i kemi.

Hæder og priser

Nobelprisen

Nobelprisen i kemi ( 1953 ):

Videnskabsmanden afsluttede sin Nobeltale med en beskrivelse af sin vision om videnskabens fremtid: "I lyset af nye opdagelser inden for kemien af ​​makromolekylære forbindelser viser livets mirakel en enestående variation og perfektion af strukturer, der er karakteristiske for levende stof" [ 10] .

Naturen bruger meget få monomerer såsom aminosyrer og monosaccharider til at producere et stort udvalg af biopolymerer med specifikke funktioner i cellulære strukturer, transport, katalyse og replikation. I dag vil innovationer inden for biovidenskab, især bioteknologi, fortsætte med at drive skabelsen af ​​nye syntetiske biopolymerer med hidtil uset kontrol over molekylær arkitektur og biologisk aktivitet [11] .

Således forbandt den makromolekylære teori de levendes kemi og videnskaben om polymerer.

Andre priser, ærestitler, erindringstegn

I 1999 blev en mindeplade opsat på universitetsbygningen i Freiburg af det tyske kemiselskab. Skoler i Worms og Freiburg, et gymnasium i Erlenbach er opkaldt efter G. Staudinger. Det schweiziske føderale teknologiske institut i Zürich etablerede G. Staudinger-prisen for makromolekylær kemi.

Familie

I 1927 giftede Staudinger sig med Magda Wojt [12] som var specialist i plantefysiologi. Hun blev en trofast følgesvend i sit arbejde for sin mand. Der var ingen børn i familien.

Kompositioner

Noter

  1. ↑ Spørgsmål om naturvidenskabens og teknologiens historie. - Videnskab, 1982.
  2. ↑ Hermann Staudinger. Ketene, eine neue Körperklasse // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft .. - 1905. - V. 38 , No. 2 . - S. 1735-1739 .
  3. ↑ Maja Kohn, Rolf Breinbauer. Staudinger Ligation—A Gift to Chemical Biology  (engelsk)  // Angewandte Chemie International Edition. — 2004-06-14. — Bd. 43 , udg. 24 . - s. 3106-3116 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.200401744 . Arkiveret fra originalen den 16. november 2016.
  4. ↑ Hermann Staudinger. Arbeitserinnerungen (Fra organisk kemi til makromolekyler) // Journal of Polymer Science Part C: Polymer Letters. - 1970. - T. 10 , nr. 4 . - S. 318 .
  5. ↑ Hermann Staudinger. Das wissenschaftliche Werk von Hermann Staudinger / Magda Staudinger. — Huthig & Wepf.
  6. ↑ Hermann Staudinger. Die Hochmolekularen Organische Verbindungen - Kautschuk und Cellulose. — Springer-Verlag. — 540 s. — ISBN 3642922848 .
  7. ↑ Heinrich Hopff. Hermann Staudinger 1881–1965  (engelsk)  // Chemische Berichte. — 1969-05-01. — Bd. 102 , udg. 5 . — P. XLI–XLVIII . — ISSN 1099-0682 . - doi : 10.1002/cber.19691020502 . Arkiveret fra originalen den 16. november 2016.
  8. ↑ Herman Staudinger. Über Polymerisation  // Europ. J. af Inorg. Chem.. - 1920. - 1. juni ( bd. 53 , nr. 6 ). - S. 1073-1085 . Arkiveret fra originalen den 28. november 2016.
  9. ↑ Helmut Ringsdorf. Hermann Staudinger and the Future of Polymer Research Jubilees — Beloved Occasions for Cultural Piety  //  Angewandte Chemie International Edition. - 2004-02-20. — Bd. 43 , udg. 9 . - S. 1064-1076 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.200330071 . Arkiveret fra originalen den 16. november 2016.
  10. ↑ Staudinger H. Macromolecular Chemistry  //  Nobelforelæsning: Nobelforelæsning. - 1953. - 11. december. Arkiveret fra originalen den 2. april 2016.
  11. ↑ Hermann Staudinger - Biografisk . www.nobelprize.org. Hentet 15. november 2016. Arkiveret fra originalen 19. november 2016.
  12. ↑ Ogilvie, Marilyn Bailey; Harvey, Joy Dorothy (2000). Den biografiske ordbog over kvinder i videnskab: LZ. New York, New York: Taylor & Francis. ISBN 978-0-415-92040-7 .
  2. Biografi på Nobelkomiteens hjemmeside Arkiveret 19. november 2016 på Wayback Machine
  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis