Hermann Emil Fischer

gigatos | Novembro 13, 2021

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Resumo

Hermann Emil Fischer († 15 de Julho de 1919 em Wannsee) foi um químico alemão e professor de química orgânica. O seu trabalho científico inclui a síntese de fenilidrazina, que utilizou para sintetizar o indole e elucidar a estereoquímica das moléculas de açúcar. Ele também sintetizou vários estereoisómeros de açúcares. A projecção de Fischer, que ele introduziu, é um método para mapear sem ambiguidade a estrutura espacial dos compostos de açúcar quiral. Foi pioneiro na síntese de ácido dietil barbitúrico (Veronal®).

Fischer também pesquisou a estrutura química do ácido úrico, xantinas, cafeína e outras substâncias naturais, e provou que estas são derivadas de uma base azotada com uma estrutura bicíclica, a que chamou purina. Pelo seu trabalho sobre a química dos açúcares e purinas, o Comité Nobel atribuiu-lhe o Prémio Nobel da Química em 1902.

Como uma outra classe de substâncias, investigou aminoácidos e proteínas e sintetizou peptídeos mais pequenos. O seu trabalho sobre enzimas e a metabolização de estereoisómeros de açúcar por leveduras conduziu à formulação por Fischer do princípio “lock-and-key” entre enzima e substrato. Finalmente, pesquisou a classe de substâncias de lípidos e depsides. A sua investigação constitui a base da química orgânica e da bioquímica.

Como sucessor de August Wilhelm von Hofmann na Universidade de Berlim, Fischer empenhou-se na promoção da ciência na Alemanha e foi fundamental na fundação da Sociedade Kaiser Wilhelm e do Instituto Kaiser Wilhelm de Química, bem como do Instituto Kaiser Wilhelm de Física em Berlim-Dahlem. Fischer foi também eleito Presidente da Sociedade Química Alemã várias vezes.

A sua escola científica produziu numerosos químicos bem conhecidos, incluindo Karl Freudenberg, Burckhardt Helferich, Phoebus Levene, Walter Abraham Jacobs, Hermann Leuchs, Ludwig Knorr, Max Bergmann e os mais recentes vencedores do Prémio Nobel Otto Diels, Otto Warburg e Karl Landsteiner.

Origem e família

Emil Fischer cresceu em Euskirchen como o último e único filho ao lado de cinco irmãs de Laurenz Fischer (1807-1902) e da sua esposa Julie Poensgen (1819-1882), tia do industrialista de Düsseldorf Carl Poensgen. Em Fevereiro de 1888 casou com Agnes Gerlach (cerca de 1861-12 de Novembro de 1895) em Erlangen, filha do professor de anatomia local Joseph von Gerlach. O casal teve três filhos: Hermann Fischer (16 de Dezembro de 1888-9 de Março de 1960), que mais tarde se tornou químico, Walter (5 de Julho de 1891-4 de Novembro de 1916) e Alfred (3 de Outubro de 1894-29 de Março de 1917).

Carreira

Emil Fischer obteve o seu Abitur em 1869 como aluno do primeiro ano no Ginásio de Bonn. No início ele queria estudar matemática e física, mas isto foi rejeitado pelo seu pai, que considerava os sujeitos demasiado abstractos e uma arte sem pão. Fischer terminou a aprendizagem de um comerciante para estudar química na Universidade de Bona a partir da Páscoa de 1871, entre outros, com August Kekulé. Ele próprio citou a “total falta de talento” como motivo para desistir, alguns biógrafos citam razões de saúde, mas também parece ter estado ligado a um conflito entre pai e filho. O seu pai, que era um empresário de sucesso no negócio da madeira e aspirava a uma carreira comercial para o seu único filho, terá dito depois: “O rapaz é demasiado estúpido para ser um comerciante, devia estudar”.

A partir do semestre de Outono de 1872, Fischer estudou em Estrasburgo, onde completou o seu doutoramento em 1874 sob a orientação de Adolf von Baeyer sobre a acilação dos corantes fenolftaleína com Ueber Fluorescëin e Phtalëin-Orcin, depois de ter tido de abandonar o seu primeiro tema de doutoramento porque um importante equipamento se tinha partido enquanto fazia experiências. Já durante os seus estudos, um dos seus professores, o químico Friedrich Rose, ficou tão impressionado com a sua capacidade analítica que encomendou ao jovem estudante a análise da água de uma nascente mineral na Alta Alsácia. Com uma tese sobre hidrazinas, habilitou-se em Munique em 1878, e foi nomeado professor de química analítica lá já em 1879. Após uma escala em Erlangen (1882-1884), tornou-se chefe do instituto em Würzburg em 1885 (1885-1892). O seu primo Otto Fischer assumiu a cadeira em Erlangen. De acordo com os planos de Emil Fischer, o novo edifício no Pleicherring 11 (hoje Röntgenring) com uma villa de serviço anexa foi construído em Würzburg. Em 1892, contudo, seguiu a chamada altamente remunerada para Berlim, como sucessor de August Wilhelm Hofmann, que morreu inesperadamente. Arthur Hantzsch tornou-se o seu sucessor em Würzburg em 1893, depois de Theodor Curtius ter recusado uma chamada em 1892.

Compromisso para a Primeira Guerra Mundial

Após a deflagração da Primeira Guerra Mundial, Emil Fischer foi um dos primeiros signatários do Manifesto do 93 Ao Mundo Cultural! de 4 de Outubro de 1914. Outubro de 1914, que justificou a invasão da Bélgica pelas tropas alemãs, negou alegadas atrocidades de guerra cometidas pelas tropas alemãs na Bélgica, censurou os opositores ocidentais da guerra por “se aliarem a russos e sérvios e oferecerem ao mundo o espectáculo vergonhoso de colocar mongóis e negros na raça branca”, e afirmou que “sem o chamado militarismo alemão, a cultura alemã há muito que teria sido varrida da face da terra”. Contudo, recebeu uma reprimenda por interferir nos assuntos militares internos pela sua referência no início da guerra, juntamente com Walther Rathenau, à necessidade militar da produção de salitre.

Durante a guerra, Fischer pertenceu então ao grande número de laureados alemães com o Prémio Nobel e outros investigadores de topo que em grande parte orientaram as suas actividades para as exigências da guerra. Em Outubro de 1914, o Ministro Prussiano da Guerra Erich von Falkenhayn tinha encarregado Walther Nernst e o perito em artilharia do Comando Supremo do Exército Major Michelis de assegurar um “aumento da eficácia dos projécteis” através de munições contendo irritantes não letais. Fischer foi logo chamado, assim como outros cientistas e representantes da indústria como, acima de tudo, Carl Duisberg, um químico doutorado e conhecido de longa data de Fischer e, como Presidente do Conselho de Administração da Bayer, um dos mais poderosos industriais químicos alemães. A partir de meados de 1915, este grupo denominou-se oficiosamente “Comissão de Observação e Testes para Experimentos de Explosão e Tiro”, abreviadamente “Comissão Nernst-Duisberg”.

Fischer foi autorizado a ver-se a si próprio de acordo com os colegas do lado inimigo: a 22 de Outubro de 1914, enviou a Duisberg uma carta ao editor do The Times na qual o britânico William Ramsay, que tinha recebido o Prémio Nobel da Química dois anos depois dele, ofereceu às empresas químicas do seu país para substituírem um químico mais jovem para que ele pudesse ir à frente. Fischer concluiu do seguinte: “Não ficará surpreendido por os seus amigos na Alemanha agirem de forma semelhante.

Após o disparo de substâncias que apenas actuavam como irritantes não tinham tido efeito suficiente na frente, von Falkenhayn recorreu a Fischer a 18 de Dezembro de 1914 e exortou “algo” que “incapacitasse permanentemente as pessoas”. Fischer não se distanciou disto, mas apenas viu problemas técnicos: explicou ao ministro, como relatou a Duisberg alguns dias mais tarde, como era difícil encontrar substâncias que ainda tivessem um efeito letal nas diluições pesadas no campo de batalha. Apesar do seu cepticismo, Fischer realizou testes preliminares com ácido prússico no final de 1914, semelhantes aos de Nernst. A pedido de Nernst, ele tinha mesmo “produzido ácido prússico anidro” especialmente para este fim. No entanto, os testes preliminares não foram convincentes para nenhum dos dois.

De qualquer modo, nas semanas seguintes, Fritz Haber começou a afirmar-se cada vez mais como organizador e coordenador das forças militares, científicas e industriais, e foi ele a força motriz por detrás do facto de, contrariamente à suposição de Fischer, vários milhares de soldados inimigos terem caído pela primeira vez em Abril de 1915 na Segunda Batalha da Flandres, em resultado da libertação de gás cloro. Fischer obviamente não viu nada de censurável nisto. Pelo contrário, aconselhou o seu filho Hermann a 13 de Julho de 1915:

Nos anos seguintes, o “Haber Office” deveria atrair cada vez mais cientistas de topo, recursos material-financeiros e apoio político para a investigação, testes e produção em massa de agentes de guerra química. Fischer, por outro lado, não estava directamente activo neste campo, para além da sua experiência precoce e falhada com ácido prússico, apesar de alguns autores o afirmarem sem darem pormenores, e em breve esteve em várias listas de crimes de guerra Entente juntamente com Haber e Nernst, por exemplo.

Fischer era basicamente a favor da utilização de agentes de guerra química e por isso promoveu áreas relacionadas com a investigação de guerra e economia de guerra da melhor forma que podia. Ao fazê-lo, pôde recorrer a contactos de longa data, especialmente à sua boa relação com Duisberg. Já em 1904, a Duisberg tinha tentado conquistar Fischer para uma comunidade de interesses de grandes empresas químicas alemãs. Durante décadas, a Fischer foi também um membro proeminente da Sociedade Química Alemã, Duisberg da Associação de Químicos Alemães. Além disso, Fischer, juntamente com Nernst e Wilhelm Ostwald, já tinha tentado em 1905 iniciar a fundação de um Instituto Imperial Químico análogo ao Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR) existente através de um memorando e fundou uma associação para este fim em 1908. Fischer utilizava agora esta e outras cooperações e contactos de longa data para a investigação de guerra.

Isto incluía, por exemplo, a fixação de quantidades suficientes de explosivos e, portanto, do seu precursor salitre. Em estreita coordenação com Duisberg, avançou com um acordo com empresas como a Bayer, BASF e Hoechst imediatamente após o início da guerra, que foi então assinado em meados de Janeiro de 1915. O Berliner Illustrirte Zeitung elogiou: “Emil Fischer está ao lado do departamento de matérias-primas de guerra como um conselheiro clarividente”. Desenvolveu derivados de anilina-ureia para estabilizar os explosivos. Nas coquerias que processavam carvão nacional, encorajou a instalação de depuradores de gás que extraíam tolueno e benzeno, reduzindo assim a dependência do petróleo importado para a produção do explosivo TNT e do combustível para a frota de veículos militares. A borracha natural anteriormente importada foi cada vez mais substituída por borracha metílica sintética graças à sua investigação.

Tudo considerado, Fischer esteve activo em inúmeros comités e instituições do Estado, ciência e indústria durante a Primeira Guerra Mundial. Estes incluíam alguns cuja tarefa e composição foram mantidas em segredo na medida do possível, tais como a Kaiser Wilhelm Foundation for War Technology Science (KWKW), fundada em 1916, onde Fischer presidiu ao Comité Especialista I, que se ocupava de matérias-primas para munições, com questões de transporte e nutrição. Os conselhos dos outros cinco comités especializados do KWKW incluíam principalmente Haber (Comité Especialista II – Agentes de Guerra Química) e Nernst (Comité Especialista III – Física). Não directamente relacionados com questões militares, por outro lado, eram comités como o “Comité de Nutrientes” e o “Comité de Guerra para Alimentos Substitutos”, do qual Fischer era também membro.

Os últimos anos

No final da guerra, Fischer foi um dos poucos cientistas de topo a deixar claro que lamentava ter apoiado o apelo de 1914. A guerra foi “um mau negócio que teve de ser liquidado”. Em várias cartas ele fez saber que estava a sofrer mentalmente com a previsível derrota da Alemanha e o temido declínio da ciência alemã. Além disso, houve repetidas pinceladas pessoais do destino: A esposa de Fischer tinha morrido prematuramente de meningite como resultado de sinusite em 1895, meio ano após o nascimento do seu terceiro filho. Isto foi agravado pela morte prematura de dois filhos: Walter, que, segundo o relato do seu pai, tinha sido enfraquecido por doenças na sua juventude e tinha sido dispensado prematuramente do serviço militar em 1910 devido a “problemas cardíacos”, mostrou sinais de uma doença maníaco-depressiva o mais tardar em 1913. Finalmente, em 1916, tirou a sua própria vida numa instituição fechada. Alfred morreu em 1917 devido a uma infecção de tifo que contraiu durante a sua formação como médico num hospital militar.

Duisberg afirmou num obituário que Fischer tinha sofrido “uma reviravolta surpreendente” após o colapso do Império. Encontrou a força para uma nova vida e avanço no trabalho de investigação que imediatamente recomeçou. O trabalho e o seu sucesso tornaram-no novamente alegre e feliz”. Durante uma reunião apenas 10 dias antes do seu suicídio, ele tinha-se sentado “como um dos mais felizes entre nós”.

No entanto, a saúde de Fischer no final da Primeira Guerra Mundial não estava apenas limitada pela sua idade, pelo deficiente abastecimento alimentar durante os anos de guerra e pelo trabalho árduo. Segundo o seu próprio relato, ele também já tinha tido uma primeira doença antes dos 18 anos de idade, conhecida como “gastrite”, que se iria repetir ao longo da sua vida e ser a razão de várias longas ausências do trabalho. Finalmente, na sua opinião, os seus muitos anos de exposição desprotegida à fenilidrazina tinham conduzido a “intoxicações crónicas , que apareceram no Outono de 1891 e se manifestaram em perturbações muito perturbadoras da actividade intestinal, nomeadamente em cólicas nocturnas e diarreias”. Na Primavera de 1918, adoeceu com “inflamação da vesícula biliar” e “pneumonia”. Em meados de Julho de 1919, após um exame, o cirurgião August Bier disse-lhe que ele tinha “cancro do intestino”. Tendo em conta as possibilidades de diagnóstico da época, a verdadeira natureza e causa desta doença deve permanecer em aberto. Em qualquer caso, Fischer resolveu os seus papéis nos três dias seguintes, deixou uma grande soma de dinheiro ao seu filho Hermann, doou os bens restantes à Academia das Ciências para a promoção de jovens cientistas e pôs fim à sua vida, tomando cianeto na presença do seu filho e da sua governanta.

Emil Fischer foi enterrado no Novo Cemitério Wannsee. A cidade de Berlim tinha uma sepultura representativa disposta para ele no muro norte do cemitério. A parede da sepultura de cinco metros de comprimento feita de calcário de concha é decorada com um relevo desenhado por Fritz Klimsch mostrando um casal ajoelhado carregando uma grande tigela com pegas. Por decisão do Senado de Berlim, o local de repouso final de Emil Fischer (local de sepultura Li AT 39) tem sido dedicado como campa honorária do Estado de Berlim desde 1956. A dedicação foi prolongada em 2016 pelo período agora habitual de vinte anos.

Ciências naturais em geral

Fischer foi um mestre na elucidação estrutural de substâncias naturais. Fischer devia a descoberta da fenilidrazina a uma coincidência como assistente de estágio em Estrasburgo. Durante a diazotização realizada por um estagiário, foram obtidos intermediários castanhos. Fischer investigou a reacção com sulfito de sódio e obteve a fenilidrazina amarela. Com a fenilidrazina, Fischer conseguiu também distinguir aldeídos e cetonas e caracterizá-las como fenilidrazonas.

Química do açúcar

Com a fenilidrazina conseguiu derivar o grupo carbonilo livre de açúcares, e mais tarde em 1891 elucidou a configuração de D-glucose, D-manose e D-arabinose. A conclusão para a elucidação estrutural dos açúcares é conhecida como a prova de Fischer.

A determinação das moléculas de açúcar foi favorecida por várias descobertas:

Ao investigar a forma espacial das moléculas de açúcar, Fischer descobriu que os açúcares se cristalizam na presença de acetona (formação de acetal). Os compostos cristalinos de acetona de açúcar levaram a uma melhor compreensão espacial das moléculas de açúcar. De grande importância para a estereoquímica foi a teoria do átomo de carbono assimétrico, segundo a teoria de Jacobus Henricus van ”t Hoff e Joseph Achille Le Bel. A inversão de Walden (Paul Walden) no átomo de carbono opticamente activo também poderia ser demonstrada na química do açúcar.

Com base nas muitas descobertas, conseguiu realizar uma síntese total de açúcares opticamente activos da série manitol e editar a nomenclatura.

Só quando a estereoquímica dos açúcares foi exacta é que eles foram transformados por corpos vegetais e animais, de modo que Fischer formulou o princípio do “lock-and-key” (1894).

Através do seu trabalho sobre a estereoquímica dos açúcares e a rotação óptica das soluções açucaradas, conseguiu dar à teoria de van ”t Hoff sobre a quiralidade um lugar adequado na química orgânica.A nomenclatura Fischer e um método de representação molecular tridimensional (projecção Fischer) receberam o nome de Fischer.

Aminoácidos, peptídeos

A partir de 1900, Emil Fischer também investigou a síntese do peptídeo. Nessa altura, apenas 14 aminoácidos eram conhecidos, mas em 1907 já existiam 19. Fischer obteve a prolina de aminoácidos a partir da caseína.

O grupo de Fischer produziu cerca de 100 peptídeos. Em anos posteriores, o seu aluno E. Abderhalden melhorou significativamente a síntese dos peptídeos.

Em 1902, na Assembleia de Cientistas e Médicos Naturais Alemães em Karlsbad, foi o primeiro a propor, independentemente e simultaneamente com Franz Hofmeister, uma estrutura de proteínas constituída por aminoácidos com ligações de peptídeo. Ao mesmo tempo, ele introduziu o nome peptídeo nessa altura.

Fischer foi o primeiro a estudar a seda de aranha (1907). Descobriu que consistia em aminoácidos, mas bastante diferente da seda dos bichos-da-seda.

Mais descobertas

Outras contribuições significativas do seu grupo de trabalho foram a síntese de Fischer em indole (1883) e a síntese de Fischer em oxazol, com o seu nome, assim como a síntese das substâncias naturais cafeína (1897) e teobromina. Helferich sintetiza nucleosídeos e nucleotídeos. Enquanto investigava o ácido úrico, Fischer descobriu o bloco de construção de ácido nucléico purina como base em 1884.

Na indústria química, a fenilidrazina, descoberta por Fischer em 1875 como assistente de Baeyer, foi utilizada para produzir medicamentos e corantes. Antipirina, um primeiro medicamento importante na indústria química, era um produto de condensação de fenilidrazina e éster acético e tinha sido desenvolvido pelo seu aluno Ludwig Knorr. A produção do corante tartrazina tornou-se possível com fenilidrazina.

Fischer sintetizou ácido dietil-barbitúrico (Veronal®) juntamente com o seu sobrinho Alfred Dilthey. Veronal e o seu derivado fenobarbital foram utilizados como comprimidos para dormir até aos anos 80; o fenobarbital continua a ser utilizado em todo o mundo no tratamento da epilepsia sob o nome comercial Luminal.

Em 1894, descobriu o princípio da indução assimétrica (um centro quiral determina a quiralidade do átomo de carbono vizinho) em Brucin.

Professor, apoiante e organizador

Em 1900, inaugurou um grande edifício novo para o Instituto Orgânico na Universidade Friedrich Wilhelm em Berlim. Fischer exigiu um trabalho científico sério e correcto dos seus estudantes, e queria mais liberdade científica para jovens químicos altamente talentosos. A cooperação entre a ciência e a indústria era muito importante para ele. Juntamente com Adolf von Harnack, ele foi fundamental na fundação da Sociedade Kaiser Wilhelm em 1911, da qual foi membro do Senado até à sua morte. No final do Império, o anti-semitismo também aumentou entre os cientistas. Fischer foi um dos poucos que não aderiu. Ele contrariou a questão de não ser anti-semita, tendo em conta o grande número de concorrentes judeus:

Fischer também provou ser um não-conformista noutra área: no início, não achou que fizesse sentido as mulheres estudarem porque, mais tarde, geralmente recorreriam ao lar e à família. Mais tarde, porém, mudou de ideias e foi um dos primeiros professores principais a defender a admissão de mulheres aos estudos, permitindo que Hertha von Siemens, por exemplo, trabalhasse no seu laboratório privado, e Lise Meitner a trabalhar no laboratório do instituto (o que ela inicialmente recusou).

A sua palestra introdutória de Química Orgânica foi didaticamente imortalizada por um dos seus antigos alunos Hans Beyer no Manual de Química Orgânica e ainda faz parte do cânone básico da Química Orgânica.

Em 1898, Fischer recebeu a Medalha Cothenius da Leopoldina.

Em 1902 foi-lhe atribuído o Prémio Nobel da Química “em reconhecimento do extraordinário mérito que adquiriu através do seu trabalho no campo dos grupos do açúcar e purinas”. Em 1904 foi eleito para a Academia Nacional de Ciências, em 1908 para a Academia Americana de Artes e Ciências e em 1909 para a Sociedade Filosófica Americana. De 1900 a 1915 foi membro correspondente da Académie des sciences em Paris. Foi membro honorário da Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei.

Ainda hoje, na sua cidade natal de Euskirchen, a Escola de Gramática Emil Fischer e, como em Berlim, Leverkusen e Leuna, a Rua Emil Fischer, em Erlangen o Centro Emil Fischer (casa dos Institutos de Bioquímica, Farmácia e Química Alimentar e Farmacologia Experimental e Clínica e Toxicologia) bem como a Escola de Pós-Graduação Emil Fischer e em Schwarzheide outra escola de gramática têm o seu nome.

Em 1921, Fritz Klimsch criou um monumento de grés a Fischer, que foi erguido perto do antigo local de trabalho de Fischer, o I. Instituto de Química da Universidade Friedrich Wilhelm (actual Universidade Humboldt) em Hessische Straße. Esta escultura foi destruída durante a Segunda Guerra Mundial. Em 1952, Richard Scheibe criou uma réplica em bronze, que foi colocada no jardim da frente do antigo Instituto Max Planck de Fisiologia Celular (dissolvido em 1972) na Garystraße em Dahlem. Uma segunda fundição foi feita com esta escultura em 1995, que encontrou o seu lugar na Robert-Koch-Platz em Berlim-Mitte.

A sala de conferências do antigo Instituto de Química da Universidade de Humboldt tem o nome honorário de Emil Fischer Lecture Hall.

Em Erlangen, uma placa memorial foi erguida na casa onde trabalhou entre 1882 e 1885. Na Universidade Friedrich Alexander de Erlangen-Nuremberga, existe um Centro Emil Fischer, no qual várias cadeiras da área das ciências da vida uniram forças.

De dois em dois anos, a Sociedade de Químicos Alemães atribui a Emil Fischer Commemorative Coin por realizações extraordinárias no campo da química orgânica.

Em 1976, a cratera lunar Fischer recebeu o seu nome e o de Hans Fischer.

Desde 1993, a Escola Secundária Superior de Nutrição e Tecnologia Alimentar de Berlim tem o nome de Escola Emil Fischer.

A 12 de Julho de 2010, uma placa comemorativa de Berlim foi revelada em Berlin-Mitte, Hessische Straße 1.

A 7 de Outubro de 2014, a Divisão da História da Química da Sociedade Americana de Química honrou a publicação de Emil Fischer Ueber die Conformation des Traubenzuckers und seiner Isomeren (Sobre a Conformação do Açúcar da Uva e os seus Isómeros) como uma publicação revolucionária sobre o futuro e o estabelecimento de tendências em 1891 com a “Citation for Chemical Breakthrough Award”. O seu instituto em Würzburg, na altura, foi assim nomeado como Sítio Histórico da Química.

A sua propriedade encontra-se na Universidade de Berkeley e com cópias de microfilmes no arquivo da Sociedade Max Planck.

Em Euskirchen, a cidade do seu nascimento, o Ginásio Emil Fischer tem o seu nome; durante os seus dias de escola chamava-se Kaiserin-Auguste-Victoria-Gymnasium.

Fontes