Hermann Emil Fischer
gigatos | noviembre 13, 2021
Resumen
Hermann Emil Fischer († 15 de julio de 1919 en Wannsee) fue un químico y profesor de química orgánica alemán. Entre sus trabajos científicos destaca la síntesis de la fenilhidrazina, que utilizó para sintetizar el indol y para dilucidar la estereoquímica de las moléculas de azúcar. También sintetizó varios estereoisómeros de azúcares. La proyección de Fischer, que él introdujo, es un método para trazar sin ambigüedades la estructura espacial de los compuestos de azúcares quirales. Fue pionero en la síntesis del ácido dietil barbitúrico (Veronal®).
Fischer también investigó la estructura química del ácido úrico, las xantinas, la cafeína y otras sustancias naturales, y demostró que éstas derivan de una base nitrogenada con estructura bicíclica, a la que llamó purina. Por sus trabajos sobre la química de los azúcares y las purinas, el Comité Nobel le concedió el Premio Nobel de Química en 1902.
Como otra clase de sustancias, investigó los aminoácidos y las proteínas y sintetizó péptidos más pequeños. Sus trabajos sobre las enzimas y la metabolización de los estereoisómeros del azúcar por parte de las levaduras condujeron a la formulación por parte de Fischer del principio de «llave en mano» entre la enzima y el sustrato. Por último, investigó la clase de sustancias de los lípidos y los depsidos. Sus investigaciones constituyen la base de la química orgánica y la bioquímica.
Como sucesor de August Wilhelm von Hofmann en la Universidad de Berlín, Fischer se comprometió a promover la ciencia en Alemania y contribuyó a fundar la Sociedad Kaiser Wilhelm y el Instituto Kaiser Wilhelm de Química, así como el Instituto Kaiser Wilhelm de Física en Berlín-Dahlem. Fischer también fue elegido varias veces Presidente de la Sociedad Química Alemana.
De su escuela científica salieron numerosos químicos de renombre, como Karl Freudenberg, Burckhardt Helferich, Phoebus Levene, Walter Abraham Jacobs, Hermann Leuchs, Ludwig Knorr, Max Bergmann y los posteriores premios Nobel Otto Diels, Otto Warburg y Karl Landsteiner.
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Origen y familia
Emil Fischer creció en Euskirchen como el último nacido y único hijo junto a cinco hermanas de Laurenz Fischer (1807-1902) y su esposa Julie Poensgen (1819-1882), tía del industrial de Düsseldorf Carl Poensgen. En febrero de 1888 se casó en Erlangen con Agnes Gerlach (hacia 1861-12 de noviembre de 1895), hija del profesor de anatomía local Joseph von Gerlach. El matrimonio tuvo tres hijos: Hermann Fischer (16 de diciembre de 1888-9 de marzo de 1960), que más tarde se convirtió en químico, Walter (5 de julio de 1891-4 de noviembre de 1916) y Alfred (3 de octubre de 1894-29 de marzo de 1917).
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Carrera
Emil Fischer obtuvo su Abitur en 1869 como estudiante de primer año en el Gymnasium de Bonn. Al principio quiso estudiar matemáticas y física, pero esto fue rechazado por su padre, que consideraba las materias demasiado abstractas y un arte sin pan. Fischer interrumpió su aprendizaje de comerciante para estudiar química en la Universidad de Bonn a partir de Semana Santa de 1871, entre otros con August Kekulé. Él mismo citó la «falta total de talento» como motivo de su abandono, algunos biógrafos citan razones de salud, pero también parece haber estado relacionado con un conflicto entre padre e hijo. Se dice que su padre, que era un empresario de éxito en el negocio de la madera y aspiraba a una carrera comercial para su único hijo, dijo después: «El chico es demasiado estúpido para ser comerciante, debería estudiar».
A partir del semestre de otoño de 1872, Fischer estudió en Estrasburgo, donde se doctoró en 1874 con Adolf von Baeyer sobre la acilación de los colorantes de fenolftaleína con Ueber Fluorescëin y Phtalëin-Orcin, después de haber tenido que abandonar su primer tema de doctorado porque una pieza importante del equipo se había roto mientras experimentaba. Ya durante sus estudios, uno de sus profesores, el químico Friedrich Rose, quedó tan impresionado por su capacidad analítica que encargó al joven estudiante que analizara el agua de un manantial de la Alta Alsacia. Con una tesis sobre las hidracinas, se habilitó en Múnich en 1878, donde fue nombrado profesor de química analítica ya en 1879. Tras una escala en Erlangen (1882-1884), en 1885 pasó a dirigir el instituto de Würzburg (1885-1892). Su primo Otto Fischer ocupó la cátedra de Erlangen. Según los planos de Emil Fischer, en Würzburg se construyó el nuevo edificio de Pleicherring 11 (hoy Röntgenring) con una villa de servicio anexa. En 1892, sin embargo, siguió la llamada altamente remunerada a Berlín como sucesor de August Wilhelm Hofmann, que murió inesperadamente. Arthur Hantzsch se convirtió en su sucesor en Würzburg en 1893, después de que Theodor Curtius declinara una convocatoria en 1892.
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Compromiso con la Primera Guerra Mundial
Tras el estallido de la Primera Guerra Mundial, Emil Fischer fue uno de los primeros firmantes del Manifiesto del 93 ¡Al mundo cultural! del 4 de octubre de 1914. octubre de 1914, que justificaba la invasión de Bélgica por parte de las tropas alemanas, negaba las supuestas atrocidades de guerra cometidas por las tropas alemanas en Bélgica, reprochaba a los opositores occidentales a la guerra que «se aliaran con los rusos y los serbios y ofrecieran al mundo el vergonzoso espectáculo de enfrentar a mongoles y negros con la raza blanca», y afirmaba que «sin el llamado militarismo alemán, la cultura alemana habría sido borrada hace tiempo de la faz de la tierra». Sin embargo, recibió una reprimenda por interferir en asuntos militares internos por su referencia al principio de la guerra, junto con Walther Rathenau, a la necesidad militar de la producción de salitre.
Durante la guerra, Fischer formó parte del gran número de premios Nobel alemanes y otros investigadores de alto nivel que orientaron sus actividades en gran medida a las exigencias de la guerra. En octubre de 1914, el Ministro de Guerra prusiano Erich von Falkenhayn había encargado a Walther Nernst y al experto en artillería del Mando Supremo del Ejército, el comandante Michelis, que aseguraran un «aumento de la eficacia de los proyectiles» mediante municiones que contuvieran irritantes no letales. Pronto se llamó a Fischer, al igual que a otros científicos y representantes de la industria como, sobre todo, Carl Duisberg, químico doctorado y viejo conocido de Fischer y, como presidente del consejo de administración de Bayer, uno de los más poderosos industriales químicos alemanes. Desde mediados de 1915, este grupo se denominó extraoficialmente «Comisión de Observación y Ensayo de Experimentos de Voladura y Tiro», abreviada como «Comisión Nernst-Duisberg».
Fischer se permitió coincidir con colegas del bando enemigo: el 22 de octubre de 1914 envió a Duisberg una carta al director de The Times en la que el británico William Ramsay, que había recibido el Premio Nobel de Química dos años después que él, ofrecía a las empresas químicas de su país sustituir a un químico más joven para que pudiera ir al frente. Fischer concluyó a partir de esto: «No se sorprenderá de que sus amigos en Alemania actúen de forma similar.
Después de que los disparos de sustancias que sólo actuaban como irritantes no tuvieran suficiente efecto en el frente, von Falkenhayn se dirigió a Fischer el 18 de diciembre de 1914 e instó a hacer «algo» que «incapacitara permanentemente a la gente». Fischer no se distanció de esto, sino que se limitó a ver problemas técnicos: explicó al ministro, como informó a Duisberg unos días después, lo difícil que era encontrar sustancias que siguieran teniendo un efecto letal en las fuertes diluciones del campo de batalla. A pesar de su escepticismo, Fischer realizó pruebas preliminares con ácido prúsico a finales de 1914, al igual que Nernst. A petición de Nernst, incluso había «producido ácido prúsico anhidro» especialmente para este fin. Sin embargo, las pruebas preliminares no fueron convincentes para ninguno de ellos.
En cualquier caso, en las semanas siguientes Fritz Haber empezó a imponerse cada vez más como organizador y coordinador de las fuerzas del ejército, la ciencia y la industria, y fue el impulsor de que, en contra de lo que suponía Fischer, varios miles de soldados enemigos cayeran por primera vez en abril de 1915 en la Segunda Batalla de Flandes como consecuencia de la liberación de gas cloro. Obviamente, Fischer no vio nada censurable en esto. Por el contrario, aconsejó a su hijo Hermann el 13 de julio de 1915:
En los años siguientes, la «Oficina de Haber» atraería cada vez más científicos de alto nivel, recursos materiales-financieros y apoyo político para la investigación, las pruebas y la producción en masa de agentes de guerra química. Fischer, en cambio, no se dedicó directamente a este campo, aparte de su temprano y fallido experimento con el ácido prúsico, aunque algunos autores lo afirmen sin dar detalles, y pronto figuró en varias listas de crímenes de guerra de la Entente junto con Haber y Nernst, por ejemplo.
Fischer estaba básicamente a favor del uso de agentes químicos de guerra y, por lo tanto, promovió en la medida de sus posibilidades las áreas relacionadas con la investigación y la economía de guerra. Para ello, pudo recurrir a contactos de larga data, especialmente su buena relación con Duisberg. Ya en 1904, Duisberg había intentado ganar a Fischer para una comunidad de intereses de las grandes empresas químicas alemanas. Durante décadas, Fischer fue también un miembro destacado de la Sociedad Química Alemana, Duisberg de la Asociación de Químicos Alemanes. Además, Fischer, junto con Nernst y Wilhelm Ostwald, ya había intentado en 1905 iniciar la fundación de un Instituto Imperial Químico análogo al existente Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR) mediante un memorando y fundó una asociación con este fin en 1908. Fischer utilizó ahora esa y otras cooperaciones y contactos de larga data para la investigación bélica.
Esto incluía, por ejemplo, asegurar cantidades suficientes de explosivos y, por tanto, de su precursor, el salitre. En estrecha coordinación con Duisberg, impulsó un acuerdo con empresas como Bayer, BASF y Hoechst inmediatamente después del estallido de la guerra, que se firmó a mediados de enero de 1915. El Berliner Illustrirte Zeitung elogió: «Emil Fischer está al lado del departamento de materias primas de guerra como asesor previsor». Desarrolló derivados de anilina-urea para estabilizar los explosivos. En las coquerías que procesaban carbón nacional, fomentó la instalación de depuradores de gases que extraían el tolueno y el benceno, reduciendo así la dependencia del petróleo importado para la producción del explosivo TNT y el combustible del parque de vehículos militares. Gracias a sus investigaciones, el caucho natural importado anteriormente fue sustituido cada vez más por el caucho sintético de metilo.
En total, Fischer participó activamente en innumerables comités e instituciones del Estado, la ciencia y la industria durante la Primera Guerra Mundial. Entre ellos se encontraban algunos cuya tarea y composición se mantuvieron en secreto en la medida de lo posible, como la Fundación Kaiser Wilhelm para la Ciencia de la Tecnología de la Guerra (KWKW), fundada en 1916, en la que Fischer presidía el Comité Especializado I, que se ocupaba de las materias primas para las municiones y de las cuestiones de transporte y nutrición. Las juntas de los otros cinco comités especializados del KWKW incluían principalmente a Haber (Comité Especializado II – Agentes de Guerra Química) y a Nernst (Comité Especializado III – Física). Por otro lado, no están directamente relacionados con cuestiones militares comités como el «Comité de Nutrición» y el «Comité de Guerra para la Alimentación Sustitutiva», de los que también formaba parte Fischer.
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Los últimos años
Al final de la guerra, Fischer fue uno de los pocos científicos de alto nivel que dejó claro que lamentaba haber apoyado el llamamiento de 1914. La guerra fue «un mal negocio que había que liquidar». En varias cartas dejó entrever que sufría mentalmente por la previsible derrota de Alemania y el temido declive de la ciencia alemana. Además, hubo repetidos golpes de suerte personales: La esposa de Fischer había muerto prematuramente de meningitis como consecuencia de una sinusitis en 1895, medio año después del nacimiento de su tercer hijo. A ello se sumó la temprana muerte de dos hijos: Walter, que, según el relato de su padre, había estado debilitado por enfermedades en su juventud y había sido dado de baja prematuramente del servicio militar en 1910 por «problemas de corazón», mostraba signos de una enfermedad maníaco-depresiva a más tardar en 1913. Finalmente se quitó la vida en una institución cerrada en 1916. Alfred murió en 1917 de una infección de tifus que había contraído durante su formación como médico en un hospital militar.
Duisberg afirmó en una nota necrológica que Fischer había experimentado «un giro sorprendente» tras el colapso del Imperio. Encontró la fuerza para una nueva vida y avance en el trabajo de investigación que inmediatamente comenzó de nuevo. El trabajo y su éxito le hicieron volver a estar alegre y feliz». En una reunión celebrada sólo 10 días antes de su suicidio, se había sentado «como uno de los más felices entre nosotros».
Sin embargo, la salud de Fischer al final de la Primera Guerra Mundial no sólo estaba limitada por su edad, el escaso suministro de alimentos durante los años de guerra y el duro trabajo. Además, según su propio relato, ya había tenido una primera enfermedad antes de los 18 años, conocida como «gastritis», que se repetiría a lo largo de su vida y sería el motivo de varias ausencias prolongadas del trabajo. Finalmente, en su opinión, sus muchos años de exposición sin protección a la fenilhidrazina le habían llevado a una «intoxicación crónica , que apareció en el otoño de 1891 y se manifestó en perturbaciones muy molestas de la actividad intestinal, concretamente en cólicos nocturnos y diarrea». En la primavera de 1918 enfermó de «inflamación de la vesícula biliar» y de «neumonía». A mediados de julio de 1919, tras un examen, el cirujano August Bier le dijo que tenía «cáncer intestinal». En vista de las posibilidades de diagnóstico de la época, la verdadera naturaleza y la causa de esta enfermedad deben permanecer abiertas. En cualquier caso, Fischer ordenó sus papeles en los tres días siguientes, dejó una gran suma de dinero a su hijo Hermann, donó el resto de sus bienes a la Academia de Ciencias para la promoción de jóvenes científicos y puso fin a su vida tomando cianuro en presencia de su hijo y su ama de llaves.
Emil Fischer fue enterrado en el Nuevo Cementerio de Wannsee. La ciudad de Berlín le dedicó una tumba representativa en el muro norte del cementerio. El muro de la tumba, de cinco metros de largo y hecho de piedra caliza de concha, está decorado con un relieve diseñado por Fritz Klimsch que muestra una pareja arrodillada que lleva un gran cuenco con asas. Por decisión del Senado de Berlín, la última morada de Emil Fischer (ubicación de la tumba Li AT 39) está dedicada como tumba honorífica del Estado de Berlín desde 1956. La dedicación se prorrogó en 2016 por el período ya habitual de veinte años.
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Ciencias naturales en general
Fischer fue un maestro en la elucidación estructural de las sustancias naturales. Fischer debe el descubrimiento de la fenilhidracina a una coincidencia como asistente de prácticas en Estrasburgo. Durante la diazotización realizada por un interno, se obtuvieron intermedios de color marrón. Fischer investigó la reacción con sulfito de sodio y obtuvo la fenilhidrazina amarilla. En 1875 escribió su primer artículo sobre la fenilhidrazina y posteriormente escribió extensos trabajos sobre este compuesto.Con la fenilhidrazina, Fischer también pudo distinguir los aldehídos y las cetonas y caracterizarlos como fenilhidrazonas.
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Química del azúcar
Con la fenilhidrazina pudo derivar el grupo carbonilo libre de los azúcares, y más tarde, en 1891, dilucidó la configuración de la D-glucosa, la D-manosa y la D-arabinosa.La conclusión de la elucidación estructural de los azúcares se conoce como la prueba de Fischer.
La determinación de las moléculas de azúcar se vio favorecida por varios descubrimientos:
Al investigar la forma espacial de las moléculas de azúcar, Fischer descubrió que los azúcares se cristalizan en presencia de acetona (formación de acetales). Los compuestos cristalinos de acetona del azúcar permitieron una mejor comprensión espacial de las moléculas de azúcar. De gran importancia para la estereoquímica fue la teoría del átomo de carbono asimétrico según la teoría de Jacobus Henricus van »t Hoff y Joseph Achille Le Bel. La inversión de Walden (Paul Walden) en el átomo de carbono ópticamente activo también podría demostrarse en la química del azúcar.
A partir de los numerosos hallazgos, pudo realizar una síntesis total de los azúcares ópticamente activos de la serie del manitol y editar la nomenclatura.
Sólo cuando la estereoquímica de los azúcares era exacta, éstos eran transformados por los organismos vegetales y animales, por lo que Fischer formuló el principio de la cerradura y la llave (1894).
Gracias a sus trabajos sobre la estereoquímica de los azúcares y la rotación óptica de las soluciones azucaradas, consiguió que la teoría de van »t Hoff sobre la quiralidad ocupara un lugar adecuado en la química orgánica.La nomenclatura de Fischer y un método de representación molecular tridimensional (proyección de Fischer) recibieron su nombre.
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Aminoácidos, péptidos
A partir de 1900, Emil Fischer también investigó la síntesis de péptidos. En aquella época sólo se conocían 14 aminoácidos, pero en 1907 ya había 19. Fischer obtuvo el aminoácido prolina a partir de la caseína.
El grupo de Fischer produjo unos 100 péptidos. En años posteriores, su alumno E. Abderhalden mejoró considerablemente la síntesis de péptidos.
En 1902, en la Asamblea de Médicos y Científicos Naturales Alemanes de Karlsbad, fue el primero en proponer, de forma independiente y simultánea con Franz Hofmeister, una estructura de las proteínas formada por aminoácidos con enlaces peptídicos. Al mismo tiempo, introdujo el nombre de péptido en esa época.
Fischer fue el primero en estudiar la seda de araña (1907). Descubrió que estaba formada por aminoácidos, pero muy diferente a la seda de los gusanos de seda.
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Más descubrimientos
Otras aportaciones significativas de su grupo de trabajo fueron la síntesis del indol de Fischer (1883) y la síntesis del oxazol de Fischer, que lleva su nombre, así como la síntesis de las sustancias naturales cafeína (1897) y teobromina.Posteriormente, Fischer y B. Helferich sintetizó nucleósidos y nucleótidos. Mientras investigaba el ácido úrico, Fischer descubrió en 1884 el bloque de construcción del ácido nucleico, la purina, como base.
Fischer sintetizó el ácido dietil-barbitúrico (Veronal®) junto con su sobrino Alfred Dilthey. El Veronal y su derivado, el fenobarbital, se utilizaron como somníferos hasta la década de 1980; el fenobarbital sigue utilizándose en todo el mundo para el tratamiento de la epilepsia con el nombre comercial de Luminal.
En 1894, descubrió en Brucin el principio de la inducción asimétrica (un centro quiral determina la quiralidad del átomo de carbono vecino).
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Profesora, colaboradora y organizadora
En 1900 inauguró un gran edificio nuevo para el Instituto Orgánico de la Universidad Friedrich Wilhelm de Berlín. Fischer exigía a sus alumnos un trabajo científico serio y correcto, y quería más libertad científica para los jóvenes químicos de gran talento. La cooperación entre la ciencia y la industria era muy importante para él. Junto con Adolf von Harnack, contribuyó a la fundación de la Sociedad Kaiser Wilhelm en 1911, de la que fue miembro del Senado hasta su muerte. Hacia el final del Imperio, el antisemitismo también aumentó entre los científicos. Fischer fue uno de los pocos que no se sumó. Respondió a la pregunta de por qué no era antisemita en vista del gran número de competidores judíos:
Fischer también demostró ser un inconformista en otro ámbito: al principio no creía que tuviera sentido que las mujeres estudiaran porque, por lo general, se dedicarían más tarde al hogar y la familia. Más tarde, sin embargo, cambió de opinión y fue uno de los primeros profesores destacados en abogar por la admisión de mujeres en los estudios, permitiendo, por ejemplo, que Hertha von Siemens trabajara en su laboratorio privado, y que Lise Meitner lo hiciera en el laboratorio del instituto (a lo que ella se negó inicialmente).
Su Lección de Introducción a la Química Orgánica ha sido inmortalizada didácticamente por uno de sus antiguos alumnos, Hans Beyer, en el Textbook of Organic Chemistry y sigue formando parte del canon básico de la química orgánica.
En 1898, Fischer recibió la medalla Cothenius de la Leopoldina.
En 1902 se le concedió el Premio Nobel de Química «en reconocimiento al extraordinario mérito adquirido por sus trabajos en el campo de los grupos de azúcares y purinas». En 1904 fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias, en 1908 de la Academia Americana de Artes y Ciencias y en 1909 de la Sociedad Filosófica Americana. De 1900 a 1915 fue miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de París y miembro honorario del Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei.
Todavía hoy, en su ciudad natal de Euskirchen, la Escuela de Gramática Emil Fischer y, al igual que en Berlín, Leverkusen y Leuna, la calle Emil Fischer, en Erlangen el Centro Emil Fischer (sede de los Institutos de Bioquímica, Farmacia y Química de los Alimentos y de Farmacología Experimental y Clínica y Toxicología) así como la Escuela de Graduados Emil Fischer y en Schwarzheide otra escuela de gramática llevan su nombre.
En 1921, Fritz Klimsch creó un monumento de piedra arenisca a Fischer, que se erigió cerca del antiguo lugar de trabajo de Fischer, el I. Instituto Químico de la Universidad Friedrich Wilhelm (actual Universidad Humboldt) en la Hessische Straße. Esta escultura fue destruida durante la Segunda Guerra Mundial. En 1952, Richard Scheibe creó una réplica en bronce, que se colocó en el jardín delantero del antiguo Instituto Max Planck de Fisiología Celular (disuelto en 1972) en la calle Garystraße de Dahlem. En 1995 se realizó una segunda fundición de esta escultura, que se colocó en la plaza Robert-Koch de Berlín-Mitte.
La sala de conferencias del antiguo Instituto Químico de la Universidad Humboldt lleva el nombre honorífico de Sala de Conferencias Emil Fischer.
En Erlangen se erigió una placa conmemorativa en la casa donde trabajó de 1882 a 1885. En la Universidad Friedrich Alexander de Erlangen-Nuremberg existe un Centro Emil Fischer, en el que se han unido varias cátedras del ámbito de las ciencias de la vida.
Cada dos años, la Sociedad de Químicos Alemanes concede la moneda conmemorativa Emil Fischer por sus extraordinarios logros en el campo de la química orgánica.
En 1976, el cráter lunar Fischer recibió su nombre y el de Hans Fischer.
Desde 1993, la Escuela Secundaria Superior de Nutrición y Tecnología de los Alimentos de Berlín lleva el nombre de Escuela Emil Fischer.
El 12 de julio de 2010 se inauguró una placa conmemorativa en Berlín-Mitte, Hessische Straße 1.
El 7 de octubre de 2014, la División de Historia de la Química de la Sociedad Americana de Química honró la publicación de Emil Fischer Ueber die Conformation des Traubenzuckers und seiner Isomeren (Sobre la conformación del azúcar de la uva y sus isómeros) como una publicación revolucionaria del futuro y que marcó tendencia en 1891 con el «Citation for Chemical Breakthrough Award». Por ello, su instituto de Würzburg fue nombrado entonces Sitio Histórico de la Química.
Su patrimonio se encuentra en la Universidad de Berkeley y con copias en microfilm en el archivo de la Sociedad Max Planck.
En Euskirchen, su ciudad natal, el Gimnasio Emil Fischer lleva su nombre; en su época escolar se llamaba Gimnasio Kaiserin-Auguste-Victoria.
Fuentes
