הרמן שטאודינגר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
הרמן שטאודינגר
Hermann Staudinger
Hermann Staudinger.jpg
לידה 23 במרץ 1881
וורמס, גרמניה
פטירה 8 בספטמבר 1965 (בגיל 84)
פרייבורג, גרמניה
ענף מדעי כימיה, כימיה אורגנית, כימיה פולימרית
ארצות מגורים גרמניה, צרפת, שווייץ
מקום לימודים אוניברסיטת האלה-ויטנברג
מנחה לדוקטורט Daniel Vorländer
מוסדות

אוניברסיטת שטרסבורג
University of Karlsruhe
המכון הטכנולוגי של ציריך

אוניברסיטת פרייבורג
מונחה לדוקטורט

טדאוס רייכשטיין

לבוסלב רוז'יצ'קה
פרסים והוקרה פרס נובל לכימיה, (1953)
בן/בת זוג Magda Staudinger
תרומות עיקריות
מקרומולקולות, פולימרים
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

הרמן שטאודינגראנגלית: Hermann Staudinger‏; 23 במרץ 1881 - 8 בספטמבר 1965) היה כימאי אורגני גרמני, מי שהוכיח את קיומן של מקרומולקולות אותן הוא אפיין כפולימרים. על עבודה זו הוענק לו פרס נובל לכימיה לשנת 1953.

עסק במחקר ריאקציות אורגניות וחומרי ביניים הנוצרים במהלכן. דוגמה אחת היא ריאקציית שטאודינגר הקרויה על שמו ומאפשרת חיזור של אזיד לאמין. דוגמה נוספת היא גילוי מבנה החומר קֵטֶן (Ketene), חומר ריאקטיבי מאוד שמשמש בסינתזה אורגנית של תרכובות ציקליות.

פענח עם עמיתיו את מבנה הפירטרין, זוג תרכובות אורגניות טבעיות ששמשו להדברת מזיקים והיוו בהמשך את הבסיס לסינתזה של מגוון חומרי הדברה.

ראשית דרכו[עריכת קוד מקור | עריכה]

מבנה כללי של קֵטֶן

שטאודינגר נולד ב-1881 בוורמס, גרמניה. אביו דר' פרנץ שטאודינגר היה מורה בבית ספר תיכון וסוציאל-דמוקראט פעיל, אמו אוגוסטה שטאודינגר (ונק) הייתה פעילה למען זכויות נשים. היו לו שני אחים ואחות. אחיו האנס היה פוליטיקאי חבר המפלגה הסוציאל-דמוקרטית של גרמניה וכלכלן שהיגר ב-1933 לארצות הברית מאימת השלטון הנאצי בין השאר כיוון שאשתו הייתה יהודיה.

ב-1903 הוענק לו תואר .Ph.D באוניברסיטת האלה-ויטנברג וב-1907 קיבל משרה כמרצה באוניברסיטת שטרסבורג, צרפת .[1] כאן הוא גילה את הקֵטֶנים (Ketene), קבוצה של חמרים מהצורה R′R″C=C=O.[2] זהו תוצר ביניים פעיל בעל חשיבות בין השאר בסינתזה של אנטיביוטיקות כמו פניצילין ואמוקסיצילין.

בשנת 1907, שטאודינגר קיבל משרה של מרצה בכיר באוניברסיטה הטכנית בקרלסרוהה, כאן הצליח לבודד מספר תרכובות אורגניות שימושיות כולל תוסף מלאכותי בטעם קפה.[3]

תגובת שטאודינגר[עריכת קוד מקור | עריכה]

תגובת שטאודינגר

בשנת 1912 שטאודינגר קיבל משרה חדשה במכון הטכנולוגי של ציריך, שווייץ. אחת התגליות המוקדמות שם הייתה ב-1919. אזיד וטריפנילפוספין מגיבים לתת פוספאזיד.[4] לתגובה זו, המוכרת כתגובת שטאודינגר, ניצולת גבוהה של פוספט. בשלב שני, אחרי הידרוליזה מתקבל Phosphine oxide (אורגני) ואמין.[5]

כימיה של פולימרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

שרשרת של מהדקים (למעלה) היא מודל טוב לפולימר כמו PLA (למטה). הפולימר בנוי מיחידות קטנות קשורות ביניהן "ראש לזנב"

עוד בהיותו בקרלסרוהה ומאוחר יותר בשווייץ, שטאודינגר התחיל להתעניין בכימיה של גומי. המסה המולקולרית שנקבעה לגומי בעזרת השיטה הסטנדרטית (הורדת נקודת הקיפאון) שפיתחו פרנסואה-מארי ראול ויאקובוס ואן 'ט הוף הייתה גבוהה מאוד.

נילון 6 ונילון 6-6

הדעה המקובלת של כימאים מובילים כמו הרמן אמיל פישר והיינריך אוטו וילנד הייתה כי המסה המולקולרת הגבוהה הנמדדת למשפחה שלמה של חמרים כמו עמילן, תאית וחלבונים לא מעידה על מולקולות מרובות אטומים אלא נובעת מקולואיד שנוצר מאגרגציה של מולקולות קטנות.[3][6]

בניגוד לדעה המקובלת שטאודינגר הציע מודל, במאמר פורץ דרך שפורסם ב-1920, שהגומי וחומרים אחרים המדגימים מסה מולקולרית גבוהה בנויים כשרשראות ארוכות שנוצרות מיחידות קטנות שחוזרות על עצמן וקשורות זו לזו בקשר קוולנטי.[7]

בהתחלה, האפשרות שמולקולות קטנות יכולות להתחבר זו לזו בקשר קוולנטי וליצור מקרומולקולות נדחתה על ידי רוב הקולגות של שטאודינגר, אבל בתחילת המאה ה-20 הידע על מהות הקשרים והמבנה של מולקולות לא היה שלם.[3]

בשנת 1926 הוא מונה למרצה לכימיה באוניברסיטת פרייבורג, גרמניה, מקום בו עבד עד סוף הקרירה המקצועית.[8] שנה לאחר מכן נשא את הבוטניקאית הלטבית מגדה וויטה לאישה. מגדה שטאודינגר הייתה שותפה במחקריו עד יומו האחרון ושטאודינגר ציין את תרומתה בנאמו במעמד קבלת פרס נובל.[9]

עדות נוספת התומכת בהיפוטזה על מבנה הפולימרים הופיעה בשנות ה-30. משקלים מולקולריים גבוהים התקבלו במדידות בעזרת אוסמומטריה וגם בעזרת מדידות של צמיגות בתמיסות שבוצעו על ידי שטאודינגר עצמו. מחקרים של פולימרים בעזרת קריסטלוגרפיה בקרני X שבוצעו על ידי הרמן מארק סיפקו הוכחה ישירה למבנה של שרשראות ארוכות עם יחידות מונומר חוזרות על עצמן. הסינתזה של וולאס קרותרס הדגימה שניתן להכין פולימרים כמו ניילון ופוליאסטר בעזרת תגובות אורגניות שמנגנוניהן נלמדו והובנו מראש. התאוריה של הרמן שטאודינגר הייתה אבן יסוד להתפתחות מחקר ויישום של פולימרים בכימיה אורגנית, ביוכימיה, ביופיזיקה, ביולוגיה מבנית, ביוטכנולוגיה, והנדסה כימית.

מורשת[עריכת קוד מקור | עריכה]

הבנת המבנה של תרכובות עם מסה מולקולרית גבוהה, שנקראו על ידי שטאודינגר מקרומולקולות סללה את הדרך להגדרת ענף מדעי חדש בשם כימיה פולימרית[10]. שטאודינגר ראה את הפוטנציאל הטמון בענף מדעי זה הרבה לפני שהדבר הובן על ידי הקהילה המדעית. ההערה שלו מ-1936 "זה לא בילתי אפשרי שבמוקדם או במאוחר תמצא דרך להכין סיבים מלאכותיים מתוצרים סינתטים, כיוון שהחוזק והגמישות של סיבים טבעיים תלוי בלעדית במבנה המקרומולקולרי שלהם - במילים אחרות במולקולות הארוכות דמויות הפתיל שלהם" מדגימה זאת.[11]

תגליתו חיזקה את ההיפותזות המוקדמות של אדואר גרימו (Édouard Grimaux,1882) ׁׁׁׂושל פרנץ הופמייסטר (Franz Hofmeister) והרמן אמיל פישר (1902) על המבנה המקרומולקולרי של חלבונים[12], שעד אז לא קיבלו הכרה על ידי קהילת הביוכימאים, ותרמה את חלקה להתפתחויות שחלו בשטח זה מאז.

שטאודינגר הקים את כתב העת המדעי הראשון שעסק בכימיה של פולימרים ב-1940,[13] וב-1953 הוענק לו פרס נובל בכימיה על "תגליותיו בשטח הכימיה של מקרומולקולות".[14] ב-1999 הגדירה האגודה האמריקנית לכימיה ו-GDCh (האגודה הגרמנית המקבילה) את עבודתו על מקרומולקולות כנקודת ציון היסטורית (National Historic Chemical Landmarks).[15] עבודתו החלוצית הניבה מספר עצום של פלסטיקים, טקסטיל, וחמרים פולימריים רבים אחרים שמספקים מוצרי צריכה, קלים, עמידים, יפים וזולים בכל שטחי החיים המודרניים.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא הרמן שטאודינגר בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ "Hermann Staudinger - Biographical". Nobelprize.org. 1953. בדיקה אחרונה ב-13 במרץ 2018. 
  2. ^ Hermann Staudinger (1905). "Ketene, eine neue Körperklasse". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 38 (2): 1735–1739. doi:10.1002/cber.19050380283. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Mülhaupt, R. (2004). "Hermann Staudinger and the Origin of Macromolecular Chemistry". Angew. Chem. Int. Ed. 43 (9): 1054–1063. PMID 14983438. doi:10.1002/anie.200330070. 
  4. ^ Staudinger, H.; Meyer, J. (1919). "Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine". Helv. Chim. Acta 2 (1): 635–646. doi:10.1002/hlca.19190020164. 
  5. ^ Breinbauer, R.; Kohn, M. (2004). "The Staudinger Ligation – A Gift to Chemical Biology". Angew. Chem. Int. Ed. 43 (24): 3106–3116. PMID 15199557. doi:10.1002/anie.200401744. 
  6. ^ Feldman, S. D.; Tauber, A. I. (1997). "Sickle Cell Anemia: Reexamining the First "Molecular Disease"". Bulletin of the History of Medicine 17 (4): 623–650. doi:10.1353/bhm.1997.0178. 
  7. ^ Staudinger, H. (1920). "Über Polymerisation". Ber. Dtsch. Chem. Ges. 53 (6): 1073. doi:10.1002/cber.19200530627. 
  8. ^ Hermann Staudinger - Biographical, www.nobelprize.org
  9. ^ Ogilvie & Harvey 2000, p. 1223.
  10. ^ Staudinger, H. (1933). "Viscosity investigations for the examination of the constitution of natural products of high molecular weight and of rubber and cellulose". Trans. Faraday Soc. 29 (140): 18–32. doi:10.1039/tf9332900018. 
  11. ^ Staudinger, H.; Heuer, W.; Husemann, E.; Rabinovitch, I. J. (1936). "The insoluble polystyrene". Trans. Faraday Soc. 32: 323–335. doi:10.1039/tf9363200323. 
  12. ^ Fruton JS (מאי 1979). "Early theories of protein structure". Ann. N. Y. Acad. Sci. 325: xiv, 1–18. PMID 378063. doi:10.1111/j.1749-6632.1979.tb14125.x. 
  13. ^ Meisel, I.; Mülhaupt, R. (2003). "The 60th Anniversary of the First Polymer Journal ("Die Makromolekulare Chemie"): Moving to New Horizons". Macromolecular Chemistry and Physics 204 (2): 199. doi:10.1002/macp.200290078. 
  14. ^ The Nobel Prize in Chemistry 1953 (accessed Mar 2006).
  15. ^ "Hermann Staudinger: Foundation of Polymer Science". International Historic Chemical Landmarks. American Chemical Society. אורכב מ-המקור ב-January 12, 2013. בדיקה אחרונה ב-25 ביוני 2012.