Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Германский химик, лауреат Нобелевской премии по химии 1953 года (1881–1965)
German chemist, winner of the 1953 Nobel Prize in Chemistry (1881–1965)
Герман Штаудингер (; 23 марта 1881 – 8 сентября 1965) — немецкий органический химик, который доказал существование макромолекул, которые он определил как полимеры. За эту работу он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1953 году. Он также известен открытием кетенов и реакции Штаудингера. Вместе с Леопольдом Ружичкой, Штаудингер в 1920-х годах установил молекулярные структуры пиретрина I и II, что позволило разработать пиретроидные инсектициды в 1960-х и 1970-х годах.
Hermann Staudinger (; 23 March 1881 – 8 September 1965) was a German organic chemist who demonstrated the existence of macromolecules, which he characterized as polymers. For this work he received the 1953 Nobel Prize in Chemistry. He is also known for his discovery of ketenes and of the Staudinger reaction. Staudinger, together with Leopold Ružička, also elucidated the molecular structures of pyrethrin I and II in the 1920s, enabling the development of pyrethroid insecticides in the 1960s and 1970s.
Ранние работы
Стаудингер родился в 1881 году в Вормсе. Стаудингер, который изначально хотел стать ботаником, изучал химию в Университете Галле, в TH Darmstadt и в LMU Munich. Он получил степень "Verbandsexamen" (сопоставимую со степенью магистра) в TH Darmstadt. После получения степени доктора философии в 1903 году в Университете Галле, Стаудингер в 1907 году получил квалификацию академического лектора в Страсбургском университете. В его работе его поддерживала новая жена, Дора Стаудингер, которая записывала его лекции. Именно там он открыл кетены – семейство молекул, характеризующихся общей формулой, изображенной на рисунке 1. Кетены оказались важным синтетическим промежуточным продуктом для производства еще не открытых антибиотиков, таких как пенициллин и амоксициллин. В 1907 году Стаудингер начал работу в качестве ассистента профессора в Техническом университете Карлсруэ. Здесь он успешно выделил ряд полезных органических соединений (включая синтетический ароматизатор для кофе), что более подробно рассмотрено Рольфом Мюльхауптом. Здесь же он руководил диссертациями будущих нобелевских лауреатов Леопольда Ружички (1910) и Тадеуша Райхштейна.
Staudinger was born in 1881 in Worms. Staudinger, who initially wanted to become a botanist, studied chemistry at the University of Halle, at the TH Darmstadt and at the LMU Munich. He received his "Verbandsexamen" (comparable to Master's degree) from TH Darmstadt. After receiving his Ph. D. from the University of Halle in 1903, Staudinger qualified as an academic lecturer at the University of Strasbourg in 1907. He was supported in his work by his new wife Dora Staudinger who wrote up his lectures. It was here that he discovered the ketenes, a family of molecules characterized by the general form depicted in Figure 1. Ketenes would prove a synthetically important intermediate for the production of yet to be discovered antibiotics such as penicillin and amoxicillin. In 1907, Staudinger began an assistant professorship at the Technical University of Karlsruhe. Here, he successfully isolated a number of useful organic compounds (including a synthetic coffee flavoring) as more completely reviewed by Rolf Mülhaupt. Here too he guided future Nobel laureates Leopold Ružička (1910) and Tadeusz Reichstein to their doctorates.
Реакция Стаудингера
В 1912 году Стаудингер занял новую должность в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, Швейцария. Одно из его первых открытий было сделано в 1919 году, когда он и коллега Мейер сообщили о том, что органические азиды реагируют с трифенилфосфином с образованием имминофосфорана (рисунок 2). Эта реакция, общеизвестная как реакция Стаудингера, как правило, обеспечивает высокий выход имминофосфорана.
In 1912, Staudinger took on a new position at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich, Switzerland. One of his earliest discoveries came in 1919, when he and colleague Meyer reported that organic azides react with triphenylphosphine to form an iminophosphorane (Figure 2). This reaction, commonly referred to as the Staudinger reaction, typically produces a high yield of the iminophosphorane.
Первая мировая война
В то время как осенью 1914 года немецкие профессора поддержали широкую общественную поддержку войны, Штаудингер отказался подписать «Манифест девяноста трех» и присоединился к немногим, кто его осуждал, таким как Макс Борн, Отто Буек и Альберт Эйнштейн. В 1917 году он опубликовал эссе, в котором предсказал поражение Германии из-за промышленного превосходства Антанты, и призвал к скорейшему мирному урегулированию, а после вступления США в войну повторил этот призыв в длинном письме немецкому военному руководству. Фриц Габер подверг его критике за это эссе, обвинив в подрыве интересов Германии, а Штаудингер, в свою очередь, критиковал Габера за его участие в немецкой программе разработки химического оружия.
While in autumn 1914 German professors joined the widespread public support of the war, Staudinger refused to sign Manifesto of the Ninety Three and joined the few exceptions like Max Born, Otto Buek and Albert Einstein in condemning it. In 1917 he authored an essay predicting the defeat of Germany due to industrial superiority of the Entente and called for a peaceful settlement as soon as possible, and after the entrance of the US he repeated the call in a long letter to the German military leadership. Fritz Haber attacked him for his essay, accusing him of harming Germany, and Staudinger in turn criticized Haber for his role in the German chemical weapons program.
Химия полимеров
В Карлсруэ и позже в Цюрихе Стаудингер начал исследования в области химии резины, для которой физическими методами Рауля и ван-т-Хоффа были измерены очень высокие молекулярные веса. Вопреки преобладавшим представлениям (см. ниже), в знаковой статье, опубликованной в 1920 году, Стаудингер предположил, что резина и другие полимеры, такие как крахмал, целлюлоза и белки, представляют собой длинные цепи из коротких повторяющихся молекулярных звеньев, соединенных ковалентными связями. Иными словами, полимеры подобны цепочкам скрепок, состоящим из небольших составных частей, соединенных последовательно (рис. 3). В то время ведущие органические химики, такие как Эмиль Фишер и Генрих Виланд, полагали, что измеренные высокие молекулярные веса были лишь кажущимися значениями, обусловленными агрегацией малых молекул в коллоиды. Поначалу большинство коллег Стаудингера отказывались признавать возможность ковалентного соединения малых молекул с образованием соединений с высокой молекулярной массой. Как метко отмечает Мюльхаупт, это было частично связано с тем, что структура молекул и теория химической связи в начале XX века были недостаточно изучены. Дополнительные доказательства в поддержку его полимерной гипотезы появились в 1930-х годах. Высокие молекулярные веса полимеров были подтверждены мембранной осмометрией, а также измерениями вязкости растворов, проведенными самим Стаудингером. Исследования рентгеноструктурного анализа полимеров Германом Марком предоставили прямые доказательства наличия длинных цепей повторяющихся молекулярных звеньев. А работы по синтезу, возглавляемые Каротерсом, показали, что такие полимеры, как нейлон и полиэстер, могут быть получены с помощью известных органических реакций. Его теория открыла новые горизонты для дальнейших исследований и заложила прочный фундамент полимерной науки.
While at Karlsruhe and later, Zurich, Staudinger began research in the chemistry of rubber, for which very high molecular weights had been measured by the physical methods of Raoult and van 't Hoff. Contrary to prevailing ideas (see below), Staudinger proposed in a landmark paper published in 1920 that rubber and other polymers such as starch, cellulose and proteins are long chains of short repeating molecular units linked by covalent bonds. In other words, polymers are like chains of paper clips, made up of small constituent parts linked from end to end (Figure 3). At the time, leading organic chemists such as Emil Fischer and Heinrich Wieland believed that the measured high molecular weights were only apparent values caused by the aggregation of small molecules into colloids. At first, the majority of Staudinger’s colleagues refused to accept the possibility that small molecules could link together covalently to form high molecular weight compounds. As Mülhaupt aptly notes, this is due in part to the fact that molecular structure and bonding theory were not fully understood in the early 20th century. Further evidence to support his polymer hypothesis emerged in the 1930s. High molecular weights of polymers were confirmed by membrane osmometry, and also by Staudinger’s measurements of viscosity in solution. The X ray diffraction studies of polymers by Herman Mark provided direct evidence for long chains of repeating molecular units. And the synthetic work led by Carothers demonstrated that polymers such as nylon and polyester could be prepared by well understood organic reactions. His theory opened up the subject to further development, and helped place polymer science on a sound basis.
Частная жизнь
В 1906 году он женился на Доре Форстер, и они оставались вместе до развода в 1926 году. У них было четверо детей, включая Еву Лецци (1907–1993) и Клару (Клару) Кауфман, которые активно боролись с ростом фашизма. Дора вновь вышла замуж и стала известным деятелем движения за мир.
He married in 1906 to Dora Förster and they remained together until their divorce in 1926. They had four children including Eva Lezzi (1907 1993) and Klar (Klara) Kaufmann who were active in resisting the rise of fascism. Dora married again and became a leading peace activist.
Наследие
Прорывное прояснение Стаудингером природы высокомолекулярных соединений, которые он назвал Makromoleküle, проложило путь к рождению полимерной химии. Сам Стаудингер предвидел потенциал этой науки задолго до её полной реализации. "Не невероятно, – заметил Стаудингер в 1936 году, – что рано или поздно будет найден способ получения искусственных волокон из синтетических высокомолекулярных продуктов, поскольку прочность и эластичность природных волокон зависят исключительно от их макромолекулярной структуры, то есть от длинноцепочечных молекул". Стаудингер основал первый журнал по химии полимеров в 1940 году, а в 1953 году получил Нобелевскую премию по химии "за его открытия в области макромолекулярной химии". В 1999 году Американское химическое общество и Gesellschaft Deutscher Chemiker признали работу Стаудингера Международным историческим химическим памятником. Его новаторские исследования предоставили миру множество пластмасс, текстильных материалов и других полимерных материалов, делающих потребительские товары более доступными, привлекательными и удобными, а также помогающих инженерам разрабатывать более легкие и долговечные конструкции.
Staudinger's groundbreaking elucidation of the nature of the high molecular weight compounds he termed Makromoleküle paved the way for the birth of the field of polymer chemistry. Staudinger himself saw the potential for this science long before it was fully realized. "It is not improbable," Staudinger commented in 1936, "that sooner or later a way will be discovered to prepare artificial fibers from synthetic high molecular products, because the strength and elasticity of natural fibers depend exclusively on their macro molecular structure – i. e., on their long thread shaped molecules." Staudinger founded the first polymer chemistry journal in 1940, and in 1953 received the Nobel Prize in Chemistry for "his discoveries in the field of macromolecular chemistry." In 1999, the American Chemical Society and Gesellschaft Deutscher Chemiker designated Staudinger's work as an International Historic Chemical Landmark. His pioneering research has afforded the world myriad plastics, textiles, and other polymeric materials which make consumer products more affordable, attractive and enjoyable, while helping engineers develop lighter and more durable structures.