Фишер, Дженна
- 1 year ago
- 0
- 0
Эрнст Отто́ Фи́шер ( нем. Ernst Otto Fischer ; 10 ноября 1918 , Сольн , близ Мюнхена — 23 июля 2007 , Мюнхен ) – немецкий химик.
В 1952 году установил структуру ферроцена , открытого годом ранее, а также синтезировал через несколько лет после этого . В 1960-х годах он открыл общий метод получения стабильных , в которых присутствует двойная связь углерод-металл, названных впоследствии в его честь «карбенами Фишера» . В 1970-х он синтезировал первые металлкарбиновые комплексы с тройной связью между углеродом и переходным металлом.
Э. О. Фишер являлся обладателем многочисленных наград, а также был членом многих научных академий. В 1973 году, вместе с Джеффри Уилкинсоном , он получил Нобелевскую премию по химии за «новаторские, независимо друг от друга проведённые работы по химии органометаллических сэндвичевых соединений » .
Заняв место , Фишер в течение 21 года являлся заведующим кафедрой неорганической химии в Мюнхенском техническом университете . Многие последующие заведующие кафедрами и химики-технологи были выходцами «школы Фишера» - его научной среды.
Эрнст Отто Фишер был третьим ребёнком в семье , профессора физики Мюнхенской технической высшей школы, и Валентины Фишер (урождённая Данцер). В 1937 году он окончил . После этого проходил военную службу, и во времена Второй мировой войны (с 1939 по 1944 годы) служил офицером в Польше, Франции и России. Во время учебных каникул в зимнем семестре 1941/42 года, воодушевлённый лекциями Вальтера Хибера по неорганической химии, Фишер начал изучать химию в Мюнхенской технической высшей школе (теперь Мюнхенский технический университет, TUM) вместо истории искусства, как было запланировано. Будучи раненым на войне в России, он был выпущен из американского плена после окончания войны осенью 1945 года. После того, как он вместе со своими однокурсниками восстановил разрушенный в ходе войны институт на Аркисштрасе, Фишер продолжил свою учёбу. .
В 1949 году он получил диплом с отличием и стал научным сотрудником у Вальтера Хибера. В 1952 он защитил кандидатскую диссертацию по неорганической химии под руководством Хибера по теме «О механизме реакции оксида углерода с солями никеля(II) и кобальта(II) в присутствии дитионит- и сульфоксилат-ионов». К тому времени как в начале 1952 года он обратил внимание на статью в журнале Nature об открытии ферроцена, а затем стал успешным учёным, благодаря своим публикациям по этой теме, он уже получил предложение о работе в большой химической компании . Двумя годами позднее он защитил докторскую диссертацию по теме «Соединения металлов с циклопентадиеном и инденом » в Мюнхенском техническом университете, где в следующем году получил должность приват-доцента . В 1956 году уехал на несколько месяцев в командировку в США.
В 1957 Фишер был назначен экстраординарным профессором в Мюнхенском университете имени Людвига и Максимилиана (LMU). После отклонения приглашения в Йенский университет имени Фридриха Шиллера , Фишер становится ординарным профессором LMU в 1959 году, в качестве преемника . В следующем году он отклонил приглашение стать профессором неорганической химии в университете Марбурга , и вместо этого унаследовал в 1964 году от своего учителя, Вальтера Хибера, место заведующего кафедрой неорганической химии в Мюнхенской технической высшей школе. Эту должность Фишер занимал вплоть до своего ухода на пенсию в 1985 году. В качестве преемника был приглашён (университет Франкфурта-на-Майне), который с 1995 по 2019 гг также являлся президентом Мюнхенского технического университета . В 1969 году Фишер был лектором в университете Висконсина , в 1971 – приглашённым профессором в университете Флориды в Гейнсвилле, а также первым лектором по неорганической химии в секции западного побережья Тихого океана Американского химического общества . В 1973 году был приглашённым профессором в MIT , а также в университете Рочестера .
Фишер был сооснователем (1964) и в течение нескольких десятилетий региональным редактором авторитетного международного научного журнала « ». Он долгое время занимал должности в главном комитете и сенате Немецкого научно-исследовательского общества (DFG), Немецкой службе академических обменов (DAAD); был одним из кураторов Немецкого музея в Мюнхене. Так как Фишер был гуманистом и помнил времена национализма, он выступал не только против контроля исследований, но также и против политических крайностей. При этом зачастую выделялся его боевой и импульсивный характер . Так, во времена студенческих беспорядков в 1968 году , в лекции по гидридам металлов, он цитировал «Изгнание бесов» из книги « Mein Kampf », а также ссылался на « Цитаты Мао Цзэдуна ». Фишер умолял студентов сконцентрироваться только на науке в качестве «духовного вызова» и решительно противопоставлял себя экстремистски настроенным студентам. В лекциях он делал ставку не только на наглядные эксперименты, но и искал связи с историей культуры и литературы, потому что воспринимал химию как таковую в качестве культурного достижения .
Химия была для Фишера делом всей жизни. Он предъявлял высокие требования к своим ученикам, по его мнению они не должны были ни курить, ни жениться. Фишер долгое время и сам был холостяком, и женился на Траудль Хаас только после выхода на пенсию . Однако он знал, как воодушевить своих учеников, поэтому поддерживал тесные связи с ними и относился с ним как к своей семье. Так, у Фишера был дом в Лойташе (коммуна в Австрии), куда он частенько приглашал своих коллег кататься на лыжах . Вплоть до его смерти, Фишер был самым возрастным живущим на тот момент немецким лауреатом Нобелевской премии . Он был похоронен 26 июля 2007 года на в родовом захоронении рядом со своими родителями .
Фишер определил структуру ферроцена , синтезировал из бензола и CrCl 3 в присутствии AlCl 3 ( 1955 ), разработал общий метод синтеза ареновых (содержащих ароматическое ядро) производных переходных металлов , впервые получил аренкарбонильные, аренциклопентадиенильные и др. смешанные π-комплексы переходных металлов. Было показано, что эти соединения при нагревании разлагаются с образованием «металлического зеркала», что может быть использовано для получения сверхчистых металлов. Фишер впервые синтезировал ряд металлорганических соединений технеция и трансурановых элементов , получил устойчивые карбеновые комплексы переходных металлов ( 1964 ), а позднее их карбиновые комплексы ( 1973 ).
За весь период академической работы Фишер руководил в своей научной группе более 200 дипломными работами, кандидатскими и докторскими диссертациями. Многие его выпускники приглашались на академические должности или достигали высоких руководящих позиций в химической индустрии. Среди них были , , , , , , , , , , в качестве кандидатов наук, и – докторов наук, а также дипломник Вольфганг А. Херманн, его будущий преемник по должности заведующего кафедрой неорганической химии в Техническом университете Мюнхена. «Школа Фишера» - это выдающийся пример «академического школообразования», то есть формирования обширных научных групп, что является одной из основных задач университетов . Около 450 статей по металлорганическим соединениям были опубликованы Фишером за период его научной активности, из которых более 200 – по комплексам металлов с ароматическими органическими соединениями . Фишер вместе со своими коллегами сосредоточился на постоянном открытии всё новых металлорганических соединений. Однако Фишер интересовался лишь фундаментальными исследованиями, практическое применение результатов его работ он важным не считал .
До открытия Фишера химия комплексов металлов с углеводородами играла лишь второстепенную роль. Публикации о металлорганических веществах до этого времени состояли преимущественно из работ по алкильным соединениям с непереходными металлами, такими как какодил или комплексы Гриньяра , а также работ по соединениям монооксида углерода с переходными металлами, т.е. карбонилам металлов. Несмотря на то, что координационные комплексы, такие как соль Цейзе , были уже давно известны, работы Фишера стали ключевым моментом в формировании современной металлоорганической химии – сегодня более 80% металлоорганических комплексов напоминают ферроцен, также являясь циклопентадиенильными комплексами .
Первая новаторская исследовательская работа Фишера заключалась в определении структуры ферроцена , на статью об открытии которого в журнале Nature ему указал его отец . Ферроцен, как соединение, очень устойчивое химически и термически, был открыт независимо друг от друга и описан двумя исследовательскими группами в 1951 году ( и из университета Дюкейн , а также Сэмьюэл А. Миллер, Джон А. Тэббот и Джон Ф. Тремэйн из ) . Сразу после открытия, в 1952 году, Джеффри Уилкинсон и Роберт Б. Вудворт из Гарвардского университета , на основании данных инфракрасной спектроскопии (только одно C-H колебание, то есть только один тип связи углерод-водород в циклопентадиенильном кольце) и обнаруженном диамагнетизме , впервые предложили для данного соединения не имевшую на тот момент аналогов «сэндвичевую» структуру . Фишер серьёзно сомневался в предложенной самими первооткрывателями структуре с одинарной связью между атомами железа и углерода . С помощью рентгеноструктурного анализа Фишер, совместно с Вольфгангом Пфабом (позднее работавшим в BASF) в Мюнхене, смог подтвердить сэндвичевую структуру ферроцена в 1952 году; независимо от них аналогичную работу в 1952 году провели Филипп Франк Айланд и Рэй Репински в Университете штата Пенсильвания .
Эта новая «сэндвичевая» структура оказалась настолько революционной, что объяснить как структуру, так и стабильность ферроцена в одной модели удалось только после дальнейшего развития теории молекулярных орбиталей . В течение следующих нескольких лет в обеих научных группах – Эрнста Отто Фишера в Мюнхене и Джеффри Уилкинсона в Гарварде – с огромной скоростью была синтезирована дюжина новых бисциклопентадиенильных комплексов других переходных металлов, а также их производные. Позже по исследованиям в области металлорганической химии Фишер вместе со своими учениками «жёстко, иногда даже ожесточённо» конкурировал с Джеффри Уилкинсоном и его научной группой. С открытием кобальтоцена и никелоцена Фишер представил миру металлоцены соседних с железом элементов . Начиная с 1954 года началось открытие так называемых .
Основу для будущей Нобелевской премии Фишер заложил в 1955 году вместе со своим аспирантом и с помощью синтеза и определения структуры – вещества, существование которого Фишер постулировал только лишь из теоретических предположений . С помощью этого соединения, в котором два формально нейтральных бензольных кольца связаны с незаряженным атомом хрома, Фишеру удалось доказать, что в сэндвичевых соединениях присутствует новый для металлоорганической химии тип связи .
В 1973 году Фишер совместно с Джеффри Уилкинсоном ( Имперский колледж Лондона ) получил Нобелевскую премию по химии «за их независимо друг от друга проведённые пионерские работы в области химии так называемых металлорганических сэндвичевых соединений ».
«Это самая важная часть работы Фишера и Уилкинсона: открытие нового сэндвичевого соединения. Они не были теми, кто синтезировал первый «сэндвич», однако им впервые удалось понять необычную природу этого соединения и её концептуальное значение». – Шведская королевская академия наук: пресс-релиз: Нобелевская премия по химии в 1973 году .
В речи при вручении Нобелевской премии Ингвар Линдквист сказал Фишеру по-немецки дополнительно следующие слова:
«Открытия абсолютно новых принципов связей и структур всегда были значимыми моментами в истории химии. Вы внесли выдающийся вклад в одно из таких открытий. Я передаю Вам наилучшие пожелания от Шведской королевской академии наук.» - Ингвар Линдквист: речь на церемонии вручения .
Новаторская работа Эрнста Отто Фишера и его коллег коренным образом поменяла картину химической связи . Его исследовательские работы по химии связи металл-углерод в её многочисленных вариантах вызвали большой интерес, вследствие чего металлорганическая химия распространилась практически по всем исследовательским лабораториям мира. Сэндвичевые соединения имели большое значение для практического применения, однако Фишера это не очень волновало; он концентрировался на фундаментальных исследованиях . Его последователям Вальтеру Хафнеру и в конце 1950-х годов удалось совершить огромный скачок во внедрении металлорганических соединений в производственный процесс с помощью разработки так называемого Вакер-процесса . Это обусловило резкий скачок в развитии металлорганической химии в 1950-х годах, проявившийся в работах Карла Циглера и др .
Сегодня, важнейшее практическое применение сэндвичевых комплексов и их производных состоит в их использовании в качестве катализаторов полимеризации при производстве полиолефинов . В 1980 году и разработали каталитическую полимеризацию этилена и пропилена с использованием так называемых – смеси металлоцендигалогенидов (тип 1) с (MAO), которые показывают очень высокую продуктивность . Анса-металлоцены типа 2 используются для упорядочивания мономеров в полипропилене . и бис-циклопентадиенильные соединения кальция и стронция могут быть применены как катализаторы полимеризации, например, для метилметакрилата (ММА) .
Наряду с исследованием сэндвичевых комплексов, Фишер также выполнял новаторскую работу в других областях металлорганической химии. Карбены с общей формулой CX2 – то есть включающие в себя двухвалентный углерод, были известны в органической химии как высокореактивные, короткоживущие вещества, часто представляемые только в качестве переходного состояния. Только в 1960-х годах карбены были охарактеризованы, а также их существование было подтверждено спектроскопически.
Тем удивительнее было то, что Фишер в 1964 году совместно с Альфредом Маасбёлем описал синтез первого стабильного представителя до сих пор неизвестного класса соединений – металлокарбенов, то есть металлокомплекса с двойной связью металл-углерод . Представителей этого класса соединений, открытого Фишером, называют сегодня в его честь « ». Они развились до ценных строительных блоков для органического синтеза и используются, например, в .
Многие новые металлокомплексы из этого класса были синтезированы после открытия Фишера. Сам Фишер опубликовал более 50 работ по этой теме за период между 1964 и 1973 годом; другие научные группы, например, Ричарда Ройса Шрока , Майкла Лапперта и Джозефа Чатта подхватили эту тему. В 1975 году Шрок открыл карбеновые комплексы ниобия и тантала, которые имеют гораздо большую, чем у «карбенов Фишера», реакционную способность . С тех пор «карбены Шрока» применяются в целом ряде многотоннажных процессов – например, им является реагент Теббе для метиленирования (введения ) кетонов или , использующийся в метатезисе олефинов . Вольфганг А. Херманн открыл первый комплекс с мостиковым карбеновым лигандом.
В год получения Нобелевской премии (1973) Фишер, вместе со своим аспирантом Герхардом Крайсом, открыл металлокарбины, металлокоплексы с тройной связью металл-углерод. Это открытие привело в дальнейшем к пониманию важнейших производственных каталитических процессов, таких как метатезис олефинов .
За всю свою жизнь Эрнст Отто Фишер получил множество наград и премий .
Технический университет Мюнхена ввёл в 2010 году «преподавательскую премию Эрнста Отто Фишера» в качестве уникальной награды за отличия в преподавательской деятельности , а также назвал в честь него улицу в научном парке Гархинг, основном месте работы Фишера. В честь него в октябре 2012 года в Авентийской гимназии в Бургхаузене стартовала ежегодная программа по повышению квалификации преподавателей со всей Баварии, названная «семинар Э. О. Фишера». Весь баварский химический преподавательский состав имеет возможность в течение выходных слушать лекции профессоров Мюнхенского технического университета по актуальным проблемам в химии . По случаю 100-го дня рождения Фишера, в октябре 2018 года, в Германии были выпущены памятные монеты из серебряного сплава Стерлинга, номиналом 20 евро, на которых изображена структура открытого Фишером дибензолхрома и гуртовой надписью «Естественные науки – ни хорошие, ни плохие» . Вместе с этим Deutsche Post AG выпустила к 100-му дню рождения Фишера аналогичные марки ценностью 70 центов. Первым разрешённым днём использования стало 2 ноября 2018 года. Эскиз, размещённый на марке, принадлежит художнику Томасу Мейеру из Берлина .