Ernst Otto Fischer | ||||
---|---|---|---|---|
Saksan kieli Ernst Otto Fischer | ||||
Syntymäaika | 10. marraskuuta 1918 | |||
Syntymäpaikka | Soln , Saksa | |||
Kuolinpäivämäärä | 23. heinäkuuta 2007 (88-vuotiaana) | |||
Kuoleman paikka | München , Saksa | |||
Maa | Saksa | |||
Tieteellinen ala | kemia | |||
Työpaikka | ||||
Alma mater | ||||
tieteellinen neuvonantaja | Walter Heber | |||
Palkinnot ja palkinnot |
Alfred Stock Memorial Prize (1959) Nobelin kemianpalkinto ( 1973 ) Centenary Prize (1974)
|
|||
Nimikirjoitus | ||||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Ernst Otto Fischer ( saksalainen Ernst Otto Fischer ; 10. marraskuuta 1918 , Soln , lähellä Müncheniä - 23. heinäkuuta 2007 , München ) on saksalainen kemisti.
Vuonna 1952 hän loi ferroseenin rakenteen , joka löydettiin vuotta aiemmin, ja syntetisoi myös dibentseenikromin muutamaa vuotta myöhemmin . [1] 1960-luvulla hän keksi yleisen menetelmän hiili-metalli-kaksoissidoksen sisältävien stabiilien metalli-karbeenikompleksien valmistamiseksi , joka myöhemmin nimettiin hänen mukaansa "Fischer-karbeeneiksi" [2] . 1970-luvulla hän syntetisoi ensimmäiset metallikarbiinikompleksit, joissa oli kolmoissidos hiilen ja siirtymämetallin välillä.
E. O. Fisher oli useiden palkintojen omistaja, ja hän oli myös useiden tieteellisten akatemioiden jäsen. Vuonna 1973 hän sai yhdessä Jeffrey Wilkinsonin kanssa kemian Nobelin palkinnon "uraauurtavasta, itsenäisesti suoritetusta työstä organometallisten sandwich-yhdisteiden kemian alalla " [3] .
Walter Heberin tilalle Fischer toimi epäorgaanisen kemian johdolla Münchenin teknisessä yliopistossa 21 vuoden ajan . Monet myöhemmät osastojen päälliköt ja kemistit-teknikot tulivat "Fischer-koulusta" - hänen tieteellisestä ympäristöstään.
Ernst Otto Fischer oli Münchenin teknisen yliopiston fysiikan professorin Karl Tobias Fischerin ja Valentina Fischerin (os Danzer) kolmas lapsi . Vuonna 1937 hän valmistui Therese Gymnasiumista Münchenissä . Sen jälkeen hän palveli armeijassa ja toisen maailmansodan aikana (1939-1944) upseerina Puolassa, Ranskassa ja Venäjällä. Talvilukukauden 1941/42 opintotauolla Fischer aloitti Walter Hieberin epäorgaanisen kemian luentojen rohkaisemana opiskelemaan kemiaa Münchenin teknillisessä yliopistossa (nykyisin Technical University of München, TUM) suunnitelmien mukaan taidehistorian sijaan. Venäjän sodassa haavoittuneena hänet vapautettiin Yhdysvaltain vankeudesta sodan päätyttyä syksyllä 1945. Fischer jatkoi opintojaan sen jälkeen, kun hän yhdessä luokkatoveriensa kanssa kunnosti sodan aikana tuhoutuneen instituutin Arkisstrassella. [4] [5] [6] .
Vuonna 1949 hän valmistui arvosanoin ja hänestä tuli Walter Heberin tutkimusassistentti. Vuonna 1952 hän puolusti väitöskirjaansa epäorgaanisesta kemiasta Heberin johdolla aiheesta "Hiilimonoksidin reaktion mekanismista nikkeli (II) ja koboltti (II) suolojen kanssa ditioniitin ja sulfoksylaatin läsnä ollessa ionit." Kun hän huomasi Nature -lehdessä artikkelin ferroseenin löydöstä vuoden 1952 alussa ja hänestä tuli sitten menestynyt tiedemies, aihetta koskevat julkaisunsa olivat jo saaneet hänelle työtarjouksen suuressa kemianteollisuudessa [7] . Kaksi vuotta myöhemmin hän puolusti väitöskirjaansa aiheesta "Metallien yhdisteet syklopentadieenin ja indeenin kanssa" Münchenin teknisessä yliopistossa, jossa hän sai Privatdozentin viran seuraavana vuonna . Vuonna 1956 hän lähti muutamaksi kuukaudeksi työmatkalle Yhdysvaltoihin.
Vuonna 1957 Fischer nimitettiin ylimääräiseksi professoriksi Münchenin Ludwig Maximilianin yliopistoon (LMU). Kieltäytyessään kutsusta Jenan Friedrich Schiller -yliopistoon Fischerista tulee LMU:n täysprofessori vuonna 1959 Franz Heinin seuraajaksi . Seuraavana vuonna hän kieltäytyi kutsusta tulla epäorgaanisen kemian professoriksi Marburgin yliopistoon ja sen sijaan peri vuonna 1964 opettajaltaan Walter Hieberiltä, Münchenin teknisen yliopiston epäorgaanisen kemian johtajalta. Fischer toimi tässä tehtävässä eläkkeelle jäämiseensä vuonna 1985. Wolfgang A. Hermann (University of Frankfurt am Main), joka on toiminut Münchenin teknisen yliopiston rehtorina vuodesta 1995 [4] [5] [8] [9] , kutsuttiin seuraajaksi . Fisher oli luennoitsija Wisconsinin yliopistossa vuonna 1969, vieraileva professori Floridan yliopistossa Gainesvillessä vuonna 1971 ja ensimmäinen epäorgaanisen kemian luennoitsija American Chemical Societyn Tyynenmeren länsirannikon osastolla . Vuonna 1973 hän oli vierailevana professorina MIT :ssä ja myös Rochesterin yliopistossa [4] .
Fischer oli arvostetun kansainvälisen tieteellisen lehden " Journal of Organometallic Chemistry " perustaja (1964) ja useiden vuosikymmenten aluetoimittaja . Hän on toiminut pitkään Saksan tutkimusseuran (DFG), Saksan akateemisen vaihtopalvelun (DAAD) pääkomiteassa ja senaatissa ; oli yksi Münchenin Deutsches Museumin kuraattoreista. Koska Fischer oli humanisti ja muisti nationalismin aikoja, hän vastusti tutkimuksen hallinnan lisäksi myös poliittisia ääripäitä. Samaan aikaan hänen taistelullinen ja impulsiivinen luonne erottui usein [10] . Niinpä opiskelijoiden mellakoiden aikana vuonna 1968 hän lainasi metallihydridejä koskevassa luennossaan "Manaamista" [6] kirjasta " Mein Kampf " ja viittasi myös " Mao Zedongin lainauksiin ". Fisher kehotti opiskelijoita keskittymään vain tieteeseen "hengellisenä haasteena" ja vastusti itseään voimakkaasti ääriopiskelijoille. Luennoissaan hän ei tukeutunut pelkästään visuaalisiin kokeiluihin, vaan etsi myös yhteyksiä kulttuurin ja kirjallisuuden historiaan, koska hän piti kemiaa kulttuurisena saavutuksena [5] [6] .
Kemia oli Fischerin elämäntyö. Hän asetti korkeat vaatimukset opiskelijoilleen, hänen mielestään heidän ei pitäisi tupakoida tai mennä naimisiin. Fischer itse oli pitkään poikamies ja meni naimisiin Traudl Haasin vasta jäätyään eläkkeelle [6] . Hän tiesi kuitenkin inspiroida oppilaitaan, joten hän säilytti heihin läheiset siteet ja kohteli heitä kuin perhettään. Niinpä Fischerillä oli talo Leutaschissa (kunnassa Itävallassa), johon hän usein kutsui kollegansa hiihtämään [6] . Kuolemaansa asti Fischer oli tuolloin vanhin elävä saksalainen Nobel-palkinnon saaja [11] . Hänet haudattiin 26. heinäkuuta 2007 Sollnin hautausmaalle perhehautaan vanhempiensa viereen [12] .
Fischer määritti ferroseenin rakenteen , syntetisoi dibentseenikromia bentseenistä ja CrCl 3 :sta AlCl 3 :n läsnä ollessa ( 1955 ), kehitti yleisen menetelmän siirtymämetallien areenin ( joka sisältää aromaattisen ytimen) johdannaisten syntetisoimiseen ja sai ensimmäisenä. areenikarbonyyli, arensyklopentadienyyli ja muut siirtymämetallien seka-π-kompleksit. Hän osoitti, että nämä yhdisteet hajoavat kuumennettaessa muodostaen "metallipeilin", jota voidaan käyttää ultrapuhtaiden metallien saamiseksi. Fischer oli ensimmäinen, joka syntetisoi useita teknetium- ja transuraanialkuaineiden organometallisia yhdisteitä , sai stabiileja siirtymämetallien karbeenikomplekseja ( 1964 ) ja myöhemmin niiden karbiinikomplekseja ( 1973 ).
Koko akateemisen työskentelyn ajan Fischer ohjasi tieteellisessä ryhmässään yli 200 väitöskirjaa, kandidaatti- ja väitöskirjaa. Monet sen valmistuneista on kutsuttu akateemisiin tehtäviin tai saavuttaneet korkeita johtotehtäviä kemianteollisuudessa. Heidän joukossaan olivat 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 tohtoreina, Dietmar Seifer ja tohtori Robert Angelic sekä jatko-opiskelija Wolfgang A. Hermann, hänen tuleva seuraajansa epäorgaanisen kemian osaston päällikkönä Münchenin teknisessä yliopistossa. "Fischer School" on erinomainen esimerkki "akateemisesta koulutuksesta", eli laajojen tieteellisten ryhmien muodostamisesta, joka on yksi yliopistojen päätehtävistä [5] . Fischer julkaisi tieteellisen toimintansa aikana noin 450 artikkelia organometallisista yhdisteistä, joista yli 200 koski metallikomplekseja aromaattisten orgaanisten yhdisteiden kanssa [4] . Fischer keskittyi kollegoidensa kanssa jatkuvasti uusien organometalliyhdisteiden löytämiseen. Hän oli kuitenkin kiinnostunut vain perustutkimuksesta, hän ei pitänyt työnsä tulosten käytännön soveltamista tärkeänä [6] .
Ennen Fischerin löytöä metallikompleksien ja hiilivetyjen kemialla oli vain vähäinen rooli. Organometaleja koskevat julkaisut tähän asti käsittivät pääasiassa alkyyliyhdisteitä, joissa on pääryhmän metalleja, kuten kakodyyli- tai Grignard-komplekseja , ja myös hiilimonoksidiyhdisteitä sivuryhmän metallien kanssa, ts. näiden metallien karbonyylit . Vaikka Zeisen suolan kaltaiset koordinaatiokompleksit ovat olleet tiedossa jo pitkään, Fischerin työ oli keskeinen hetki nykyaikaisen organometallikemian muodostumisessa - nykyään yli 80 % organometallisista komplekseista muistuttavat ferroseenia, jotka ovat myös syklopentadienyylikomplekseja [1] .
Fischerin ensimmäinen uraauurtava tutkimustyö oli määrittää ferroseenin rakenne , jonka löydöstä hänen isänsä huomautti hänelle Nature-lehdessä [12] . Kaksi tutkimusryhmää ( Thomas J. Keely ja Peter L. Pawson Ducanen yliopistosta sekä Samuel A. Miller, John A. Tabbot ja John ) löysivät ja kuvasivat ferroseenin yhdisteenä, joka on kemiallisesti ja termisesti erittäin stabiili . F. Tremaine British Oxygen Companysta, BOC ) [13] [14] [15] . Välittömästi löydön jälkeen, vuonna 1952, Geoffrey Wilkinson ja Robert B. Woodworth Harvardin yliopistosta , perustuen infrapunaspektroskopiatietoihin (vain yksi CH-värähtely, eli vain yhden tyyppinen hiili-vetysidos syklopentadienyylirenkaassa ) ja löydettyyn diamagnetismiin . , ehdotettiin ensimmäisen kerran tälle yhdisteelle tuolloin vielä tuntematon "sandwich"-rakenne [16] . Jopa Fischer itse epäili vakavasti löytäjien itsensä ehdottamaa rakennetta raudan ja hiiliatomien välisellä yksinkertaisella sidoksella [12] . Röntgendiffraktioanalyysin avulla Fischer pystyi yhdessä Wolfgang Pfabin (myöhemmin BASF:ssä) Münchenissä vahvistamaan ferroseenin sandwich-rakenteen vuonna 1952; heistä riippumatta samanlaisen työn suorittivat vuonna 1952 Philip Frank Eiland ja Ray Repinski Pennsylvanian yliopistossa [17] [18] [19] [20] .
Tämä uusi "sandwich"-rakenne oli niin vallankumouksellinen, että ferroseenin rakenne ja stabiilisuus pystyttiin selittämään yhdessä mallissa vasta molekyyliratojen teorian jatkokehityksen jälkeen [21] . Seuraavien vuosien aikana molemmissa tutkimusryhmissä - Ernst Otto Fischer Münchenissä ja Jeffrey Wilkinson Harvardissa - syntetisoitiin tusinaa uutta muiden siirtymämetallien bisyklopentadienyylikomplekseja sekä niiden johdannaisia valtavalla nopeudella. Myöhemmin, organometallikemian alan tutkimuksessa, Fischer kilpaili oppilaidensa kanssa "kovaa, joskus jopa kiivaasti" [10] Jeffrey Wilkinsonin ja hänen tieteellisen ryhmänsä kanssa. Löytämällä kobaltoseenin ja nikeloseenin Fischer esitteli maailmalle raudan viereisten alkuaineiden metalloseenit [22] [23] . Vuodesta 1954 alkaen niin kutsuttujen "semi-sandwich" -kompleksien avaaminen alkoi .
Fischer loi pohjan tulevalle Nobel-palkinnolle vuonna 1955 yhdessä jatko-opiskelijansa Walter Hafnerin ja Erwin Weissin kanssa syntetisoimalla ja määrittämällä dibentseenikromin rakenteen , aineen, jonka olemassaolon Fischer oletti vain teoreettisten oletusten perusteella [12] [25] [26 ] ] [27] . Tämän yhdisteen avulla, jossa kaksi muodollisesti neutraalia bentseenirengasta on sitoutunut varautumattomaan kromiatomiin, Fischer pystyi todistamaan, että sandwich-yhdisteissä on uudenlainen sidos organometallikemiassa [26] [28] .
Vuonna 1973 Fisher sai yhdessä Geoffrey Wilkinsonin ( Imperial College London ) kanssa kemian Nobelin palkinnon "itsenäisestä uraauurtavasta työstään niin kutsuttujen organometallisten sandwich-yhdisteiden kemiassa ".
”Tämä on Fisherin ja Wilkinsonin työn tärkein osa: uuden sandwich-liitoksen löytäminen. He eivät olleet niitä, jotka syntetisoivat ensimmäistä "voileipää", mutta ensimmäistä kertaa he onnistuivat ymmärtämään tämän yhteyden epätavallisen luonteen ja sen käsitteellisen merkityksen. – Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia: lehdistötiedote: Nobelin kemianpalkinto vuonna 1973 [3] .
Nobel-palkinnon muistopuheessaan Ingvar Lindquist sanoi Fischerille saksaksi seuraavat sanat:
”Täysin uusien suhteiden ja rakenteiden periaatteiden löytäminen on aina ollut merkittäviä hetkiä kemian historiassa. Olet tehnyt erinomaisen panoksen yhteen näistä löydöistä. Välitän teille parhaat terveiset Ruotsin kuninkaalliselta tiedeakatemialta." - Ingvar Lindqvist: puhe seremoniassa [29] .
Ernst Otto Fischerin ja hänen kollegoidensa uraauurtava työ muutti perusteellisesti kuvan kemiallisesta sidoksesta . Hänen tutkimustyönsä metalli-hiilisidoksen kemiasta sen monissa muunnelmissa herätti suurta kiinnostusta, minkä seurauksena organometallinen kemia levisi lähes kaikkiin maailman tutkimuslaboratorioihin. Sandwich-liitännöillä oli suuri merkitys käytännön sovelluksissa, mutta Fischer ei todellakaan välittänyt; hän keskittyi perustutkimukseen [6] . Hänen seuraajansa Walter Hafner ja Reinhardt Gira tekivät valtavan harppauksen eteenpäin 1950-luvun lopulla ottamalla metalliorgaanisia yhdisteitä valmistusprosessiin kehittämällä niin sanotun Wacker-prosessin . Tämä johti terävään harppaukseen organometallikemian kehityksessä 1950-luvulla, mikä ilmeni Karl Zieglerin ym . [6] töissä .
Nykyään sandwich-kompleksien ja niiden johdannaisten tärkein käytännön sovellus on niiden käyttö polymerointikatalyytteinä polyolefiinien valmistuksessa [30] . Vuonna 1980 Hansjörg Zinn ja Walter Kaminski kehittivät eteenin ja propeenin katalyyttisen polymeroinnin käyttämällä niin kutsuttuja Kaminski-katalyyttejä , metalloseenidihalogenidien (tyyppi 1) ja metyylialuminoksaanin (MAO) seoksia, joilla on erittäin korkea tuottavuus [31] . Tyypin 2 ansa-metalloseeneja käytetään monomeerien isotaktiseen järjestykseen polypropeenissa [32] . Kalsiumin ja strontiumin magneteeni- ja bis-syklopentadienyyliyhdisteitä voidaan käyttää polymerointikatalyytteinä esimerkiksi metyylimetakrylaatille (MMA) [33] .
Sandwich-kompleksien tutkimuksensa ohella Fischer teki uraauurtavaa työtä myös muilla organometallisen kemian aloilla. Yleiskaavan CX2 mukaiset karbeenit - eli kaksiarvoista hiiltä sisältävät - on tunnettu orgaanisessa kemiassa erittäin reaktiivisina, lyhytikäisinä aineina, jotka usein esitetään vain siirtymätilana. Vasta 1960-luvulla karbeeneja karakterisoitiin ja niiden olemassaolo vahvistettiin spektroskooppisesti.
Oli sitäkin yllättävämpää, että Fischer kuvaili vuonna 1964 yhdessä Alfred Maasböhlin kanssa toistaiseksi tuntemattoman yhdisteluokan ensimmäisen vakaan edustajan - metallokarbeenien, eli metallikompleksin, jossa on metalli-hiili- kaksoissidos , synteesin [2] . Tämän Fischerin löytämän yhdisteluokan edustajia kutsutaan nykyään hänen kunniakseen " Fischer-karbeeneiksi " . Niistä on kehittynyt arvokkaita orgaanisen synteesin rakennuspalikoita ja niitä käytetään esimerkiksi Doetzin reaktiossa [34] .
Fischerin löydön jälkeen on syntetisoitu monia uusia tämän luokan metallikomplekseja. Fischer itse julkaisi yli 50 artikkelia aiheesta vuosina 1964-1973; muut tieteelliset ryhmät, kuten Richard Royce Schrockin , Michael Lappertin ja Joseph Chattin ryhmät, ottivat teeman. Vuonna 1975 Schrock löysi niobin ja tantaalin karbeenikomplekseja, joilla on paljon suurempi reaktiivisuus kuin "Fischer-karbeenilla" [35] . Sittemmin "Schrock-karbeeneja" on käytetty useissa suurikokoisissa prosesseissa - ne ovat esimerkiksi Tebben reagenssi ketonien metyleeniin ( metyleeniryhmän lisääminen ) tai Grubbsin katalysoimia olefiinien metateesissa . Wolfgang A. Hermann löysi ensimmäisen kompleksin silloitetun karbeeniligandin kanssa.
Nobel-palkinnon vuonna (1973) Fischer löysi yhdessä jatko-opiskelijansa Gerhard Kreisin kanssa metallikarbiinit, metallikompleksit, joissa on kolminkertainen metalli-hiilisidos. Tämä löytö johti edelleen kriittisten teollisten katalyyttisten prosessien, kuten olefiinien metateesin , ymmärtämiseen .
Koko elämänsä ajan Ernst Otto Fischer sai monia palkintoja ja palkintoja [5] .
Münchenin teknillinen yliopisto esitteli "Ernst Otto Fischer Teaching Award" -palkinnon vuonna 2010 ainutlaatuisena palkinnona opetuksen erinomaisuudesta [50] ja myös nimesi kadun hänen mukaansa Garchingin tiedepuistossa, Fischerin päätyöpaikalla. Hänen kunniakseen Aventijsk Gymnasium Burghausenissa käynnisti lokakuussa 2012 vuotuisen koulutusohjelman opettajille kaikkialta Baijerista, nimeltään "E. O. Fischer Seminar". Koko Baijerin kemian opetushenkilöstöllä on viikonloppuna mahdollisuus kuunnella Münchenin teknisen yliopiston professorien luentoja kemian ajankohtaisista ongelmista [51] . Fischerin 100-vuotisjuhlan kunniaksi lokakuussa 2018 Saksassa laskettiin liikkeeseen sterlinghopeaseoksesta valmistettuja juhlarahoja 20 euron nimellisarvoisina, jotka kuvaavat Fischerin löytämän dibentseenikromin rakennetta ja joissa on merkintä "Luonnontieteet eivät ole hyviä eikä huono" [52] . Tämän lisäksi Deutsche Post AG julkaisi samanlaisia 70 sentin arvoisia postimerkkejä Fischerin 100. syntymäpäivänä. Ensimmäinen sallittu käyttöpäivä oli 2.11.2018. Postimerkkiin kiinnitetty luonnos kuuluu berliiniläiselle taiteilijalle Thomas Meyerille [53] .
Kemian Nobel- palkitut 1951-1975 | |
---|---|
| |
|