Русская Википедия:Фишер, Эрнст Отто

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:ФИО Шаблон:Учёный

Эрнст Отто́ Фи́шер (Шаблон:Lang-de; 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 дибензолхром.[1] В 1960-х годах он открыл общий метод получения стабильных металлокарбеновых комплексов, в которых присутствует двойная связь углерод-металл, названных впоследствии в его честь «карбенами Фишера»[2]. 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»[3].

Заняв место Вальтера Хибера, 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.

Биография

Эрнст Отто Фишер был третьим ребёнком в семье Карла Тобиаса Фишера, профессора физики Мюнхенской технической высшей школы, и Валентины Фишер (урождённая Данцер). В 1937 году он окончил Мюнхенскую гимназию Терезы. 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.[4][5][6].

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[7]. 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.

Педагогическая деятельность

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 Франца Хайна. 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 Вольфганг А. Херманн (университет Франкфурта-на-Майне), который с 1995 по 2019 гг также являлся президентом Мюнхенского технического университета[4][5][8][9]. 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[4].

Общественная деятельность и взгляды

Фишер был сооснователем (1964) и в течение нескольких десятилетий региональным редактором авторитетного международного научного журнала «Journal of Organometallic Chemistry». 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[10]. Так, во времена студенческих беспорядков в 1968 году, в лекции по гидридам металлов, он цитировал «Изгнание бесов»[6] 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[5][6].

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[6]. 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[6]. Вплоть до его смерти, Фишер был самым возрастным живущим на тот момент немецким лауреатом Нобелевской премии[11]. Он был похоронен 26 июля 2007 года на кладбище в Золльне в родовом захоронении рядом со своими родителями[12].

Файл:Grabstaette Ernst Otto Fischer.jpg
Могила Эрнста Отто Фишера

Научные исследования

Фишер определил структуру ферроцена, синтезировал дибензолхром из бензола и CrCl3 в присутствии AlCl3 (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 Хенри Бруннер, Карл Хайнц Дётц, Александр Филлиппоу, Макс Херберхольд, Герхард Е. Херберих, Готтфрид Хуттнер, Корнелиус Герхард Крайтер, Йорн Мюллер, Ульрих Шуберт, Арнд Фоглер, Хельмут Вернер в качестве кандидатов наук, Дитмар Сейферт и Роберт Анджелици – 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[5]. 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[4]. 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[6].

Сэндвичевые соединения

Шаблон:Main

Файл:Ferrocene Crystals.png
Микрофотография кристаллов ферроцена

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[1].

Первая новаторская исследовательская работа Фишера заключалась в определении структуры ферроцена, на статью об открытии которого в журнале Nature ему указал его отец[12]. Ферроцен, как соединение, очень устойчивое химически и термически, был открыт независимо друг от друга и описан двумя исследовательскими группами в 1951 году (Томас Дж. Кили и Петер Л. Поусон из университета Дюкейн, а также Сэмьюэл А. Миллер, Джон А. Тэббот и Джон Ф. Тремэйн из «Британской кислородной компании», BOC)[13][14][15]. 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[16]. Фишер серьёзно сомневался в предложенной самими первооткрывателями структуре с одинарной связью между атомами железа и углерода[12]. 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[17][18][19][20].

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[21]. 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»[10] конкурировал с Джеффри Уилкинсоном и его научной группой. С открытием кобальтоцена и никелоцена Фишер представил миру металлоцены соседних с железом элементов[22][23]. Начиная с 1954 года началось открытие так называемых «полусэндвичевых» комплексов.

Файл:Bis(benzene)chromium-from-xtal-2006-3D-balls-A.png
Дибензолхром[24]

Основу для будущей Нобелевской премии Фишер заложил в 1955 году вместе со своим аспирантом Вальтером Хафнером и Эрвином Вайссом с помощью синтеза и определения структуры дибензолхрома – вещества, существование которого Фишер постулировал только лишь из теоретических предположений[12][25][26][27]. 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[26][28].

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[3].

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[29].

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[6]. Его последователям Вальтеру Хафнеру и Райнхардту Жира 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[6].

Файл:Metallocenes3.png
Типы металлоценов, использующихся как катализаторы в реакциях полимеризации

Сегодня, важнейшее практическое применение сэндвичевых комплексов и их производных состоит в их использовании в качестве катализаторов полимеризации при производстве полиолефинов[30]. В 1980 году Хансйорг Зинн и Вальтер Камински разработали каталитическую полимеризацию этилена и пропилена с использованием так называемых катализаторов Камински – смеси металлоцендигалогенидов (тип 1) с метилалюминоксаном (MAO), которые показывают очень высокую продуктивность[31]. Анса-металлоцены типа 2 используются для изотактического упорядочивания мономеров в полипропилене[32]. Магнецен и бис-циклопентадиенильные соединения кальция и стронция могут быть применены как катализаторы полимеризации, например, для метилметакрилата (ММА)[33].

Металлкарбен- и -карбиновые комплексы (карбены Фишера)

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-ых 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[2]. Представителей этого класса соединений, открытого Фишером, называют сегодня в его честь «карбенами Фишера». Они развились до ценных строительных блоков для органического синтеза и используются, например, в реакции Дётца[34].

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[35]. С тех пор «карбены Шрока» применяются в целом ряде многотоннажных процессов – например, им является реагент Теббе для метиленирования (введения метиленовой группы) кетонов или катализатор Граббса, 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.

Награды, премии и членства

За всю свою жизнь Эрнст Отто Фишер получил множество наград и премий[5].

Память

Файл:100. Geburtstag Ernst Otto Fischer Bildseite.jpg
Памятные монеты номиналом 20 евро, выпущенные к 100-му дню рождения Эрнста Отто Фишера
Файл:Ernst Otto Fischer Stamp Germany 2018.jpg
Почтовая марка Deutschen Post AG к 100-му дню рождения Эрнста Отто Фишера

Технический университет Мюнхена ввёл в 2010 году «преподавательскую премию Эрнста Отто Фишера» в качестве уникальной награды за отличия в преподавательской деятельности[50], 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[51]. 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»[52]. 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[53].

Литература

  • Некрологи об Эрнсте Отто Фишере:
    • Wolfgang A. Herrmann // Nature, 2007, v. 449, p. 156, doi:10.1038/449156a.
    • Wolfgang A. Herrmann // Angew. Chem. Internat. Edit. Engl., 2007, v. 46, p. 6578–6579, doi:10.1002/anie.200703517.
    • Wolfgang A. Herrmann // Nachr. Chem. (Weinheim)., 2007, v. 55, p. 897
    • Wolfgang A. Herrmann. Incitatus Chimiae, Feuersporn der Chemie – Nachruf auf Ernst Otto Fischer // TUM – Mitteilungen Techn. Univ. München., 2007, v. 4, p. 74–75
  • Wolfgang A. Herrmann // Jahrhundert-Münchner, München: A1, 2000, S. 55–57, ISBN 3-927743-53-4
  • Wolfgang A. Herrmann. Mediator between chemical worlds, aesthete of sciences, and man of Bavaria: Ernst Otto Fischer // Journal of Organometallic Chemistry, 2003, v. 684, p. 1–5, doi:10.1016/S0022-328X(03)00715-0
  • Wolfgang A. Herrmann. Dibenzechromium: Chemistry only for Chemists? // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 2012, v. 638, p. 1245–1247, doi:10.1002/zaac.201210011.
  • K. H. Dötz, H. Fischer, P. Hofmann, F. R. Kreißl, U. Schubert, K. Weiss. Transition Metal Carbene Complexes. Weinheim: Chemie, 1983, ISBN 0-89573-073-1. (Dedicated to Ernst Otto Fischer on the occasion of his 65th birthday)
  • H. Fischer, P. Hofmann, F. R. Kreißl, R. R. Schrock, U. Schubert, K. Weiss. Carbyne Complexes. Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft, 1988, ISBN 3-527-26948-7. (Dedicated to Ernst Otto Fischer on the occasion of his 70th birthday)
  • F. R. Kreißl (Hrsg.). Transition Metal Carbyne Complexes. Dordrecht/Boston/London: Kluwer Academic Publishers, 1993, ISBN 0-7923-2212-6.

Избранные работы

  • E. O. Fischer, W. Pfab. Cyclopentadien-Metallkomplexe, ein neuer Typ metallorganischer Verbindungen // Zeitschrift für Naturforschung, 1952, v. 7, p. 377–379.
  • E. O. Fischer, W. Hafner. Di-benzol-chrom. Über Aromatenkomplexe von Metallen I // Zeitschrift für Naturforschung, 1955, v. 10, p. 665–668.
  • Ernst Otto Fischer. On the Road to Carbene and Carbyne Complexes // Nobelprice.org., 30. September 2018.
  • Ernst Otto Fischer, Helmut Werner. Metall-π-Komplexe mit di- und oligoolefinischen Liganden. Weinheim: Chemie, 1963, DNB 451277872.
  • E. O. Fischer, A. Maasböl. Zur Frage eines Wolfram-Carbonyl-Carben-Komplexes // Angewandte Chemie, 1964, v. 76, S. 645.
  • Ernst Otto Fischer, Gerhard Kreis, Cornelius G. Kreiter, Jörn Müller, Gottfried Huttner, Hans Lorenz. Trans-Halogeno-alkyl(aryl)carbin-tetracarbonyl-Komplexe von Chrom, Molybdän und Wolfram–Ein neuer Verbindungstyp mit Übergangsmetall-Kohlenstoff-Dreifachbindung // Angew. Chemie, 1973, v. 85, S. 618–620.

Ссылки

  • Literatur von und über Ernst Otto Fischer im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
  • Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1973 an Ernst Otto Fischer (englisch)
  • dpa: Chemie: Nobelpreisträger Ernst Otto Fischer gestorben. In: FAZ. 23. Juli 2007.

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 Шаблон:Cite web
  2. ↑ 2,0 2,1 Шаблон:Статья
  3. ↑ 3,0 3,1 Шаблон:Cite web
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Шаблон:Статья
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Шаблон:Статья
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 Шаблон:Статья
  7. ↑ Шаблон:Статья
  8. ↑ Шаблон:Cite web
  9. ↑ Шаблон:Статья
  10. ↑ 10,0 10,1 Шаблон:Статья
  11. ↑ Шаблон:Cite web
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 Шаблон:Статья
  13. ↑ Шаблон:Статья
  14. ↑ Шаблон:Статья
  15. ↑ Шаблон:Статья
  16. ↑ Шаблон:Статья
  17. ↑ Шаблон:Статья
  18. ↑ Шаблон:Статья
  19. ↑ Шаблон:Статья
  20. ↑ Шаблон:Статья
  21. ↑ Шаблон:Книга
  22. ↑ Шаблон:Статья
  23. ↑ Шаблон:Статья
  24. ↑ Шаблон:Статья
  25. ↑ Шаблон:Статья
  26. ↑ 26,0 26,1 Шаблон:Статья
  27. ↑ Шаблон:Статья
  28. ↑ Шаблон:Статья
  29. ↑ Шаблон:Cite web
  30. ↑ Шаблон:Статья
  31. ↑ Шаблон:Статья
  32. ↑ Шаблон:Статья
  33. ↑ Шаблон:Статья
  34. ↑ Шаблон:Статья
  35. ↑ Шаблон:Статья
  36. ↑ Шаблон:Cite web
  37. ↑ Шаблон:Cite web
  38. ↑ Шаблон:Cite web
  39. ↑ 39,0 39,1 39,2 39,3 39,4 39,5 39,6 Шаблон:Cite web
  40. ↑ Шаблон:Cite web
  41. ↑ Шаблон:Cite web
  42. ↑ Шаблон:Cite web
  43. ↑ Шаблон:Cite web
  44. ↑ Шаблон:Cite web
  45. ↑ Шаблон:Cite web
  46. ↑ Шаблон:Cite web
  47. ↑ Шаблон:Cite web
  48. ↑ Шаблон:Cite web
  49. ↑ Шаблон:Cite web
  50. ↑ Шаблон:Cite web
  51. ↑ Шаблон:Cite web
  52. ↑ Шаблон:Cite web
  53. ↑ Шаблон:Cite web

Шаблон:Нобелевская премия по химии 1951—1975

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Фишер,_Эрнст_Отто&oldid=11181551