Ernst Otto Fischer | ||||
---|---|---|---|---|
Němec Ernst Otto Fischer | ||||
Datum narození | 10. listopadu 1918 | |||
Místo narození | Soln , Německo | |||
Datum úmrtí | 23. července 2007 (ve věku 88 let) | |||
Místo smrti | Mnichov , Německo | |||
Země | Německo | |||
Vědecká sféra | chemie | |||
Místo výkonu práce | ||||
Alma mater | ||||
vědecký poradce | Walter Heber | |||
Ocenění a ceny |
Alfred Stock Memorial Prize (1959) Nobelova cena za chemii ( 1973 ) Centenary Prize (1974)
|
|||
Autogram | ||||
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Ernst Otto Fischer ( německy Ernst Otto Fischer ; 10. listopadu 1918 , Soln , poblíž Mnichova – 23. července 2007 , Mnichov ) je německý chemik.
V roce 1952 založil o rok dříve objevenou strukturu ferrocenu a o několik let později také syntetizoval dibenzenechrom . [1] V 60. letech objevil obecnou metodu pro přípravu stabilních komplexů kov-karben obsahujících dvojnou vazbu uhlík-kov, následně po něm pojmenovaných „Fischer carbenes“ [2] . V 70. letech 20. století syntetizoval první kovové karabinové komplexy s trojnou vazbou mezi uhlíkem a přechodným kovem.
E. O. Fisher byl vlastníkem řady ocenění a byl také členem mnoha vědeckých akademií. V roce 1973 spolu s Jeffrey Wilkinsonem obdržel Nobelovu cenu za chemii za „průkopnickou, nezávisle vedenou práci v chemii organokovových sendvičových sloučenin “ [3] .
Na místo Waltera Hebera zastával Fischer 21 let katedru anorganické chemie na Technické univerzitě v Mnichově . Mnoho následných vedoucích kateder a chemiků-technologů pocházelo z „Fischerovy školy“ – jeho vědeckého prostředí.
Ernst Otto Fischer byl třetím dítětem Karla Tobiase Fischera , profesora fyziky na Technické univerzitě v Mnichově, a Valentiny Fischerové (rozené Danzer). V roce 1937 absolvoval Therese Gymnasium v Mnichově . Poté sloužil v armádě a během druhé světové války (v letech 1939 až 1944) sloužil jako důstojník v Polsku, Francii a Rusku. Během studijní přestávky v zimním semestru 1941/42, povzbuzen přednáškami Waltera Hiebera o anorganické chemii, začal Fischer studovat chemii na Technické univerzitě v Mnichově (nyní Technická univerzita v Mnichově, TUM) místo dějin umění, jak bylo plánováno. Poté, co byl zraněn ve válce v Rusku, byl po skončení války na podzim 1945 propuštěn z amerického zajetí. Poté, co spolu se svými spolužáky obnovil ústav zničený za války na Arkissstrasse, Fischer pokračoval ve studiu. [4] [5] [6] .
V roce 1949 promoval s vyznamenáním a stal se vědeckým asistentem Waltera Hebera. V roce 1952 obhájil doktorskou práci z anorganické chemie pod vedením Hebera na téma „O mechanismu reakce oxidu uhelnatého se solemi niklu (II) a kobaltu (II) v přítomnosti dithionitu a sulfoxylátu ionty." V době, kdy si na začátku roku 1952 všiml článku v Nature o objevu ferrocenu a poté se stal úspěšným vědcem, jeho publikace na toto téma mu již přinesly nabídku práce ve velké chemické společnosti [7] . O dva roky později obhájil doktorskou práci na téma „Sloučeniny kovů s cyklopentadienem a indenem “ na Technické univerzitě v Mnichově, kde v následujícím roce získal post Privatdozent . V roce 1956 odjel na několik měsíců na služební cestu do Spojených států.
V roce 1957 byl Fischer jmenován mimořádným profesorem na Univerzitě Ludwiga Maxmiliána v Mnichově (LMU). Po odmítnutí pozvání na Univerzitu Friedricha Schillera v Jeně se Fischer v roce 1959 stává řádným profesorem na LMU jako nástupce Franze Heina . Následující rok odmítl pozvání, aby se stal profesorem anorganické chemie na univerzitě v Marburgu , a místo toho v roce 1964 zdědil po svém učiteli Walteru Hieberovi, katedru anorganické chemie na Technické univerzitě v Mnichově. Fischer zastával tuto pozici až do svého odchodu do důchodu v roce 1985. Jako nástupce byl pozván Wolfgang A. Hermann (Univerzita ve Frankfurtu nad Mohanem), který je od roku 1995 prezidentem Technické univerzity v Mnichově [4] [5] [8] [9] . Fisher byl přednášejícím na University of Wisconsin v roce 1969, hostujícím profesorem na University of Florida v Gainesville v roce 1971 a prvním přednášejícím v anorganické chemii v Pacifické sekci západního pobřeží American Chemical Society . V roce 1973 byl hostujícím profesorem na MIT a také na University of Rochester [4] .
Fischer byl spoluzakladatelem (1964) a několik desetiletí regionálním redaktorem prestižního mezinárodního vědeckého časopisu „ Journal of Organometallic Chemistry “. Dlouhodobě zastává funkce v hlavním výboru a senátu Německé výzkumné společnosti (DFG), Německé akademické výměnné služby (DAAD); byl jedním z kurátorů Deutsches Museum v Mnichově. Jelikož byl Fischer humanista a pamatoval doby nacionalismu, postavil se nejen proti kontrole výzkumu, ale i proti politickým extrémům. Často přitom vynikla jeho bojovná a impulzivní povaha [10] . Takže během studentských nepokojů v roce 1968 v přednášce o hydridech kovů citoval „Exorcismus“ [6] z knihy „ Mein Kampf “ a také odkazoval na „ Citace Mao Ce-tunga “. Fisher nabádal studenty, aby se zaměřili pouze na vědu jako na „duchovní výzvu“, a důrazně se postavil proti extremistickým studentům. Ve svých přednáškách se opíral nejen o vizuální experimenty, ale hledal i souvislosti s dějinami kultury a literatury, protože chemii jako takovou vnímal jako kulturní výdobytek [5] [6] .
Chemie byla Fischerovou životní náplní. Na své studenty kladl vysoké nároky, podle jeho názoru by neměli kouřit ani se ženit. Sám Fischer byl dlouhou dobu svobodným mládencem a Traudl Haasovou se oženil až po odchodu do důchodu [6] . Věděl však, jak své studenty inspirovat, a tak s nimi udržoval úzké vazby a choval se k nim jako ke své rodině. Fischer měl tedy dům v Leutasch (komuna v Rakousku), kam své kolegy často zval na lyže [6] . Fischer byl až do své smrti v té době nejstarším žijícím německým laureátem Nobelovy ceny [11] . Byl pohřben 26. července 2007 na hřbitově v Sollnu do rodinného hrobu vedle svých rodičů [12] .
Fischer určil strukturu ferrocenu , syntetizoval dibenzenechrom z benzenu a CrCl3 v přítomnosti AlCl3 ( 1955 ), vyvinul obecnou metodu syntézy derivátů arénových ( obsahujících aromatické jádro) přechodných kovů a jako první získal arenekarbonyl, arecyklopentadienyl a další smíšené π-komplexy přechodných kovů. Ukázal, že tyto sloučeniny se při zahřívání rozkládají za vzniku „kovového zrcadla“, které lze použít k získání ultračistých kovů. Fischer jako první syntetizoval řadu organokovových sloučenin prvků technecia a transuranu , získal stabilní karbenové komplexy přechodných kovů ( 1964 ) a později jejich karbinové komplexy ( 1973 ).
Za celou dobu akademické práce vedl Fischer ve své vědecké skupině přes 200 diplomových, kandidátských a doktorských disertačních prací. Mnozí z jejích absolventů byli pozváni na akademické pozice nebo dosáhli vysokých vedoucích pozic v chemickém průmyslu. Byli mezi nimi 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 jako PhD., Dietmar Seifert a Robert Angelici – PhD, PhD. stejně jako postgraduální student Wolfgang A. Hermann, jeho budoucí nástupce ve funkci vedoucího katedry anorganické chemie na Technické univerzitě v Mnichově. „Fischer School“ je vynikajícím příkladem „akademického vzdělávání“, tedy formování rozsáhlých vědeckých skupin, což je jeden z hlavních úkolů univerzit [5] . Fischer za dobu své vědecké činnosti publikoval asi 450 článků o organokovových sloučeninách, z toho více než 200 o komplexech kovů s aromatickými organickými sloučeninami [4] . Fischer se spolu se svými kolegy zaměřil na neustálé objevování stále nových organokovových sloučenin. Zabýval se však pouze základním výzkumem, praktické uplatnění výsledků své práce nepovažoval za důležité [6] .
Před Fischerovým objevem hrála chemie kovových komplexů s uhlovodíky jen vedlejší roli. Publikace o organokovech až do této doby sestávaly převážně z prací o alkylových sloučeninách s kovy hlavní skupiny, jako jsou kakodylové nebo Grignardovy komplexy , a také o sloučeninách oxidu uhelnatého s kovy vedlejší skupiny, tzn. karbonyly těchto kovů. Přestože jsou koordinační komplexy jako Zeise sůl známy již dlouhou dobu, Fischerova práce byla klíčovým momentem ve formování moderní organokovové chemie – dnes více než 80 % organokovových komplexů připomíná ferrocen, přičemž jde také o cyklopentadienylové komplexy [1] .
Fischerovou první průkopnickou výzkumnou prací bylo určení struktury ferrocenu , na jehož objev ho upozornil jeho otec v časopise Nature [12] . Ferrocen jako sloučenina, která je velmi stabilní chemicky a tepelně, byl nezávisle objeven a popsán dvěma výzkumnými skupinami v roce 1951 ( Thomas J. Keely a Peter L. Pawson z Ducane University a Samuel A. Miller, John A. Tabbot a John F. Tremaine z British Oxygen Company, BOC ) [13] [14] [15] . Bezprostředně po objevu, v roce 1952, Geoffrey Wilkinson a Robert B. Woodworth z Harvardské univerzity , na základě dat infračervené spektroskopie (pouze jedna CH vibrace, tedy pouze jeden typ vazby uhlík-vodík v cyklopentadienylovém kruhu) a objeveného diamagnetismu , poprvé navržený pro tuto sloučeninu v té době ještě neznámá "sendvičová" struktura [16] . I sám Fischer vážně pochyboval o struktuře navržené samotnými objeviteli s jednoduchou vazbou mezi atomy železa a uhlíku [12] . Prostřednictvím rentgenové difrakční analýzy byl Fischer spolu s Wolfgangem Pfabem (později BASF) v Mnichově schopen potvrdit sendvičovou strukturu ferrocenu v roce 1952; nezávisle na nich podobnou práci provedli v roce 1952 Philip Frank Eiland a Ray Repinski na University of Pennsylvania [17] [18] [19] [20] .
Tato nová "sendvičová" struktura byla tak revoluční, že bylo možné vysvětlit jak strukturu, tak stabilitu ferrocenu v jednom modelu až po dalším rozvoji teorie molekulárních orbitalů [21] . Během několika příštích let byl v obou výzkumných skupinách – Ernst Otto Fischer v Mnichově a Jeffrey Wilkinson na Harvardu – ohromnou rychlostí syntetizován tucet nových biscyklopentadienylových komplexů jiných přechodných kovů a také jejich derivátů. Později ve výzkumu na poli organokovové chemie Fischer spolu se svými studenty „tvrdě, někdy až zuřivě“ [10] soupeřil s Jeffrey Wilkinsonem a jeho vědeckou skupinou. S objevem kobaltocenu a niklocenu Fischer představil světu metaloceny prvků sousedících se železem [22] [23] . Počínaje rokem 1954 bylo zahájeno otevírání tzv. "polosudvičových" komplexů .
Fischer položil základ pro budoucí Nobelovu cenu v roce 1955 spolu se svým postgraduálním studentem Walterem Hafnerem a Erwinem Weissem syntézou a určením struktury dibenzenechromu , látky, jejíž existenci Fischer předpokládal pouze z teoretických předpokladů [12] [25] [26 ] [27] . Pomocí této sloučeniny, ve které jsou dva formálně neutrální benzenové kruhy vázány na nenabitý atom chrómu, dokázal Fischer prokázat, že v sendvičových sloučeninách existuje nový typ vazby pro organokovovou chemii [26] [28] .
V roce 1973 obdržel Fisher spolu s Geoffrey Wilkinsonem ( Imperial College London ) Nobelovu cenu za chemii „za svou nezávislou průkopnickou práci v chemii takzvaných organokovových sendvičových sloučenin “.
„Toto je nejdůležitější část práce Fishera a Wilkinsona: objev nového sendvičového spoje. Nebyli to oni, kdo syntetizoval první „sendvič“, ale poprvé se jim podařilo pochopit neobvyklou povahu tohoto spojení a jeho koncepční význam. – Královská švédská akademie věd: tisková zpráva: Nobelova cena za chemii v roce 1973 [3] .
Ve své smuteční řeči u Nobelovy ceny řekl Ingvar Lindquist Fischerovi německy tato slova:
„Objevy zcela nových principů vztahů a struktur byly vždy významnými okamžiky v historii chemie. K jednomu z těchto objevů jste významně přispěli. Přeji vám vše nejlepší od Královské švédské akademie věd.“ - Ingvar Lindqvist: projev na ceremonii [29] .
Průkopnická práce Ernsta Otto Fischera a jeho kolegů zásadně změnila obraz chemické vazby . Jeho výzkumné práce o chemii vazby kov-uhlík v jejích mnoha variantách vzbudily velký zájem, v důsledku čehož se organokovová chemie rozšířila téměř do všech výzkumných laboratoří na světě. Pro praktické aplikace měla sendvičová připojení velký význam, ale Fischerovi to bylo vlastně jedno; soustředil se na základní výzkum [6] . Jeho následovníci Walter Hafner a Reinhardt Gira udělali koncem 50. let obrovský skok vpřed v zavádění organokovových sloučenin do výrobního procesu s rozvojem takzvaného Wackerova procesu . To vedlo v 50. letech k prudkému skoku ve vývoji organokovové chemie, který se projevil v pracích Karla Zieglera et al [6] .
Dnes je nejdůležitější praktickou aplikací sendvičových komplexů a jejich derivátů jejich použití jako polymeračních katalyzátorů při výrobě polyolefinů [30] . V roce 1980 Hansjörg Zinn a Walter Kaminski vyvinuli katalytickou polymeraci ethylenu a propylenu pomocí takzvaných Kaminského katalyzátorů , směsí metalocendihalogenidů (typ 1) s methylaluminoxanem (MAO), které vykazují velmi vysokou produktivitu [31] . Ansa-metaloceny typu 2 se používají pro izotaktické řazení monomerů v polypropylenu [32] . Magnetenové a bis-cyklopentadienylové sloučeniny vápníku a stroncia mohou být použity jako polymerační katalyzátory, například pro methylmethakrylát (MMA) [33] .
Spolu s výzkumem sendvičových komplexů Fischer také dělal průkopnickou práci v jiných oblastech organokovové chemie. Karbeny obecného vzorce CX2 - tedy ty obsahující dvojmocný uhlík - jsou v organické chemii známy jako vysoce reaktivní látky s krátkou životností, často prezentované pouze jako přechodný stav. Teprve v 60. letech 20. století byly karbeny charakterizovány a jejich existence byla spektroskopicky potvrzena.
O to překvapivější bylo, že Fischer v roce 1964 společně s Alfredem Maasböhlem popsal syntézu prvního stabilního zástupce dosud neznámé třídy sloučenin – metalokarbenů, tedy komplexu kovu s dvojnou vazbou kov-uhlík [2]. . Zástupci této třídy sloučenin objevených Fischerem se dnes na jeho počest nazývají „ Fischer karbeny “ . Vyvinuly se v cenné stavební kameny pro organickou syntézu a používají se např. při Doetzově reakci [34] .
Od Fischerova objevu bylo syntetizováno mnoho nových kovových komplexů z této třídy. Fischer sám publikoval na toto téma v letech 1964 až 1973 přes 50 prací; další vědecké skupiny, jako jsou Richard Royce Schrock , Michael Lappert a Joseph Chatt, převzali toto téma. V roce 1975 Schrock objevil karbenové komplexy niobu a tantalu, které mají mnohem vyšší reaktivitu než „Fischer carbenes“ [35] . Od té doby se "Schrock karbeny" používají v řadě velkotonážních procesů - jsou to například Tebbeho činidlo pro methylenaci (zavedení methylenové skupiny ) ketonů nebo Grubbsův katalyzátor používaný při metatezi olefinů . Wolfgang A. Hermann objevil první komplex s přemostěným karbenovým ligandem.
V roce obdržení Nobelovy ceny (1973) Fischer spolu se svým postgraduálním studentem Gerhardem Kreisem objevil kovové karabiny, kovové komplexy s trojitou vazbou kov-uhlík. Tento objev vedl dále k pochopení kritických průmyslových katalytických procesů, jako je metateze olefinů .
Za svůj život získal Ernst Otto Fischer mnoho ocenění a cen [5] .
Technická univerzita v Mnichově zavedla v roce 2010 „Teaching Award Ernsta Otta Fischera“ jako unikátní ocenění za excelenci ve výuce [50] a také po něm pojmenovala ulici ve vědeckém parku Garching, hlavním Fischerově působišti. Na jeho počest zahájilo v říjnu 2012 gymnázium Aventijsk v Burghausenu každoroční vzdělávací program pro učitele z celého Bavorska nazvaný „Seminář E. O. Fischera“. Celý bavorský učitelský sbor chemie má o víkendu možnost vyslechnout si přednášky profesorů Technické univerzity v Mnichově o aktuálních problémech chemie [51] . U příležitosti Fischerových 100. narozenin byly v říjnu 2018 v Německu vydány pamětní mince ze slitiny mincovního stříbra v nominální hodnotě 20 eur, které zobrazují strukturu dibenzenechromu objevenou Fischerem a s předním nápisem „Přírodní vědy nejsou ani dobré ani špatný“ [52] . Spolu s tím vydala Deutsche Post AG k Fischerovým 100. narozeninám podobné známky v hodnotě 70 centů. První povolený den užívání byl 2. listopad 2018. Skica umístěná na známce patří umělci Thomasi Meyerovi z Berlína [53] .
za chemii 1951-1975 | Laureáti Nobelovy ceny|
---|---|
| |
|