Hermann Staudinger - Hermann Staudinger

Hermann Staudinger
Hermann Staudinger.jpg
narozený ( 1881-03-23 )23. března 1881
Zemřel 08.09.1965 (1965-09-08)(ve věku 84)
Alma mater Technische Universität Darmstadt , University of Halle
Známý jako Polymerní chemie
Manžel / manželka Magda Staudinger ( rozená Woit)
Ocenění Nobelova cena za chemii
Vědecká kariéra
Pole Organická a polymerní chemie
Instituce University of Strasbourg
University of Karlsruhe
ETH Zürich
University of Freiburg
Teze Anlagerung des Malonesters an ungesättigte Verbindungen  (1903)
Doktorský poradce Daniel Vorländer
Doktorandi Werner Kern
Tadeusz Reichstein
Leopold Ružička
Rudolf Signer

Hermann Staudinger (23. března 1881 - 8. září 1965) byl německý organický chemik, který prokázal existenci makromolekul , které charakterizoval jako polymery . Za tuto práci obdržel v roce 1953 Nobelovu cenu za chemii.

Je také známý svým objevem ketenů a Staudingerovou reakcí . Staudinger spolu s Leopoldem Ružičkou také objasnili molekulární struktury pyrethrinu I a II ve 20. letech minulého století, což umožnilo vývoj pyretroidních insekticidů v 60. a 70. letech 20. století.

Brzká práce

Staudinger se narodil v roce 1881 ve Wormsu . Staudinger, který se původně chtěl stát botanikem, studoval chemii na univerzitě v Halle , na TH Darmstadt a na LMU Mnichov . Získal „Verbandsexamen“ (srovnatelný s magisterským titulem) od TH Darmstadt . Poté, co získal titul Ph.D. z University of Halle v roce 1903, Staudinger kvalifikoval jako akademický přednášející na univerzitě ve Štrasburku v roce 1907.

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

Právě zde objevil keteny , rodinu molekul charakterizovaných obecnou formou znázorněnou na obrázku 1 . Keteny by se ukázaly jako synteticky důležitý meziprodukt pro produkci dosud neobjevených antibiotik, jako je penicilin a amoxicilin .

V roce 1907 zahájil Staudinger odbornou asistentku na Technické univerzitě v Karlsruhe . Zde úspěšně izoloval řadu užitečných organických sloučenin (včetně syntetické kávové příchuti), jak je podrobněji přezkoumal Rolf Mülhaupt. I zde vedl budoucí nositele Nobelovy ceny Leopolda Ružičku (1910) a Tadeusze Reichsteina k doktorátům.

Staudingerova reakce

V roce 1912 získal Staudinger novou pozici na Švýcarském federálním technologickém institutu ve švýcarském Curychu . Jeden z jeho prvních objevů přišel v roce 1919, kdy spolu s kolegou Meyerem uvedli, že azidy reagují s trifenylfosfinem za vzniku fosfiniminů ( obrázek 2 ). Tato reakce, běžně označovaná jako Staudingerova reakce , produkuje vysoký výtěžek fosfiniminu.

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

Polymerní chemie

Zatímco v Karlsruhe a později v Curychu, Staudinger zahájil výzkum v chemii gumy , pro kterou byly fyzikálními metodami Raoulta a van 't Hoffa naměřeny velmi vysoké molekulové hmotnosti . Na rozdíl od převládajících myšlenek (viz níže) Staudinger v orientačním dokumentu publikovaném v roce 1920 navrhl, aby kaučuk a jiné polymery, jako je škrob , celulóza a proteiny, byly dlouhé řetězce krátkých opakujících se molekulárních jednotek spojených kovalentními vazbami . Jinými slovy, polymery jsou jako řetězy kancelářských sponek, které se skládají z malých částí spojených od konce ke konci ( obrázek 3 ).

Obrázek 3. Řetězec kancelářských sponek (nahoře) je dobrým modelem pro polymer, jako je kyselina polymléčná (níže) . Polymerový řetězec se skládá z malých kousků spojených dohromady způsobem hlava-o-konec.

V té době přední organičtí chemici, jako Emil Fischer a Heinrich Wieland, věřili, že naměřené vysoké molekulové hmotnosti jsou pouze zjevné hodnoty způsobené agregací malých molekul do koloidů . Zpočátku většina Staudingerových kolegů odmítla přijmout možnost, že by se malé molekuly mohly kovalentně spojit za vzniku sloučenin s vysokou molekulovou hmotností. Jak výstižně poznamenává Mülhaupt, je to částečně dáno skutečností, že molekulární struktura a teorie vazeb nebyly na počátku 20. století plně pochopeny.

V roce 1926 byl jmenován docentem chemie na univerzitě ve Freiburgu ve Freiburgu im Breisgau (Německo), kde strávil zbytek své kariéry. V roce 1927 se oženil s lotyšskou botaničkou Magdou Voitou (také uvedenou jako; německy : Magda Woit ), která s ním byla spolupracovnicí až do své smrti a jejíž příspěvky uznával při přijetí Nobelovy ceny. Další důkazy na podporu jeho polymerní hypotézy se objevily ve třicátých letech minulého století. Vysoké molekulové hmotnosti polymerů byly potvrzeny membránovou osmometrií a také Staudingerovým měřením viskozity v roztoku. Tyto rentgenové difrakční studie polymerů Herman Mark předpokladu přímé důkazy pro dlouhých řetězců opakujících se molekulárních jednotek. A syntetická práce vedená Carothersem ukázala, že polymery, jako je nylon a polyester, lze připravit dobře srozumitelnými organickými reakcemi. Jeho teorie otevřela předmět k dalšímu rozvoji a pomohla umístit polymerovou vědu na zdravý základ.

Dědictví

Staudingerovo převratné objasnění povahy vysokomolekulárních sloučenin, které nazval Makromoleküle, vydláždilo cestu zrodu oboru polymerní chemie. Sám Staudinger viděl potenciál této vědy mnohem dříve, než byla plně realizována. „Není nepravděpodobné,“ řekl Staudinger v roce 1936, „že dříve nebo 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 vláknitých molekulách. “ Staudinger založil první časopis chemie polymerů v roce 1940 a v roce 1953 obdržel Nobelovu cenu za chemii za „své objevy v oblasti makromolekulární chemie“. V roce 1999 Americká chemická společnost a Gesellschaft Deutscher Chemiker označily Staudingerovu práci za mezinárodní historickou chemickou památku . Jeho průkopnický výzkum poskytl světu nespočet plastů, textilií a dalších polymerních materiálů, díky nimž jsou spotřební výrobky cenově dostupnější, atraktivnější a příjemnější, a zároveň pomáhá inženýrům vyvíjet lehčí a odolnější struktury.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy