低分子量化合物和高分子化合物之间最根本的区别在于,后者可能表现出无法从仔细检查低分子量材料中推导出来的性质。
Hermann Staudinger是一位德国有机化学家,他证明了高分子化合物的存在,并将其特征描述为聚合物。因这项工作,他获得了1953年的诺贝尔化学奖。
他还因发现酮烯和Staudinger反应而闻名。Staudinger与Leopold Ružička一起,在1920年代阐明了除虫菊素I和II的分子结构,使得1960年代和1970年代除虫菊酯类杀虫剂的开发成为可能。
早期工作
Staudinger于1881年出生在Worms。最初想成为植物学家的Staudinger在Halle大学、TH Darmstadt和LMU Munich学习化学。他从TH Darmstadt获得了相当于硕士学位的"Verbandsexamen"。在1903年从Halle大学获得博士学位后,Staudinger在1907年获得了Strasbourg大学的学术讲师资格。
正是在这里,他发现了酮烯,这是一类分子,其特征是由图1所示的通式来表示。酮烯将被证明对于生产尚未被发现的抗生素(如青霉素和阿莫西林)的合成是一个重要的中间体。
在1907年,Staudinger在Karlsruhe技术大学开始了助理教授的职位。在这里,他成功分离出了许多有用的有机化合物,包括合成咖啡香料,更完整的评论由Rolf Mülhaupt提供。
Staudinger反应
在1912年,Staudinger在位于Zurich, Switzerland的瑞士联邦理工学院担任了新职位。他最早的发现之一出现在1919年,当时他和同事Meyer报告说叠氮化物与三苯基膦反应形成亚磷酰亚胺,如图2所示。这一反应——通常称为Staudinger反应——产生高的亚磷酰亚胺产率。
聚合物化学
在Karlsruhe和后来的Zurich,Staudinger开始了橡胶化学的研究,已经通过Raoult和van 't Hoff的物理方法测定了非常高的分子量。与当时的主流观点相反(见下文),Staudinger在1920年发表的里程碑式论文中提出,橡胶和其他聚合物(如淀粉、纤维素和蛋白质)是由共价键连接的短重复分子单元的长链。换句话说,聚合物就像纸夹链,由小的组成部分从端到端连接而成,如图3所示。
当时,像Emil Fischer和Heinrich Wieland这样的著名有机化学家认为,测得的高分子量仅是由于小分子聚集成胶体而引起的表观值。最初,Staudinger的大多数同事拒绝接受小分子可能通过共价键连接形成高分子量化合物的可能性。正如Mülhaupt恰当地指出的那样,这在一定程度上是因为分子结构和键合理论在20世纪早期还没有被充分理解。
在1926年,他被任命为位于Freiburg im Breisgau Germany的Freiburg大学化学讲师,在那里他度过了职业生涯的余生。在1927年,他与拉脱维亚植物学家Magda Voita(也作德文:Magda Woit)结婚,她是他的合作者直至他去世,他在诺贝尔奖获奖演讲中承认了她的贡献。进一步的证据支持他的聚合物假说出现在1930年代。聚合物的高分子量通过膜渗透测压法得到确认,以及Staudinger对溶液粘度的测量。Herman Mark对聚合物的X射线衍射研究为长链重复分子单元提供了直接证据。由Carothers领导的合成工作证明了聚合物(如尼龙和聚酯)可以通过深入理解的有机反应来制备。他的理论为该学科的进一步发展打开了大门,并帮助将聚合物科学置于坚实的基础上。
遗产
Staudinger对他称为Makromoleküle的高分子量化合物性质的突破性阐明为聚合物化学领域的诞生铺平了道路。Staudinger本人很久以前就看到了这门科学的潜力,远在它被充分实现之前。"这并非不可能,"Staudinger在1936年评论道,"迟早会发现一种方法从合成的高分子产品中制备人造纤维,因为天然纤维的强度和弹性完全取决于它们的大分子结构——即它们的长链状分子。"
Staudinger在1940年创办了第一个聚合物化学期刊,在1953年因"在高分子化学领域的发现"获得了诺贝尔化学奖。在1999年,美国化学学会和Gesellschaft Deutscher Chemiker将Staudinger的工作指定为国际历史化学地标。他的开创性研究为世界提供了无数的塑料、纺织品和其他聚合物材料,这些材料使消费产品更加经济实惠、富有吸引力和有趣,同时帮助工程师开发更轻更耐用的结构。
.jpg)
