Фишер, Эмиль Герман

gigatos | 7 декабря, 2021

Post Views: 309

Суммури

Герман Эмиль Фишер († 15 июля 1919 года в Ваннзее) был немецким химиком и профессором органической химии. Его научная деятельность включает синтез фенилгидразина, который он использовал для синтеза индола и выяснения стереохимии молекул сахара. Он также синтезировал различные стереоизомеры сахаров. Введенная им проекция Фишера — это метод однозначного отображения пространственной структуры хиральных сахарных соединений. Он стал пионером в синтезе диэтилбарбитуровой кислоты (Veronal®).

Фишер также исследовал химическую структуру мочевой кислоты, ксантинов, кофеина и других природных веществ и доказал, что они происходят от азотистого основания с бициклической структурой, которое он назвал пурином. За его работу по химии сахаров и пуринов Нобелевский комитет присудил ему Нобелевскую премию по химии в 1902 году.

В качестве еще одного класса веществ он исследовал аминокислоты и белки и синтезировал более мелкие пептиды. Его работа над ферментами и метаболизмом стереоизомеров сахара дрожжами привела к тому, что Фишер сформулировал принцип «замок и ключ» между ферментом и субстратом. Наконец, он исследовал класс веществ — липиды и депсиды. Его исследования легли в основу органической химии и биохимии.

Будучи преемником Августа Вильгельма фон Хофмана в Берлинском университете, Фишер стремился к развитию науки в Германии и сыграл важную роль в основании Общества кайзера Вильгельма и Института химии кайзера Вильгельма, а также Института физики кайзера Вильгельма в Берлине-Дахлеме. Фишер также несколько раз избирался президентом Немецкого химического общества.

Его научная школа выпустила множество известных химиков, среди которых Карл Фрейденберг, Буркхардт Хелферих, Фибус Левене, Вальтер Абрахам Якобс, Герман Лейхс, Людвиг Кнорр, Макс Бергманн и ставшие впоследствии лауреатами Нобелевской премии Отто Дильс, Отто Варбург и Карл Ландштейнер.

Происхождение и семья

Эмиль Фишер вырос в Эускирхене как последний и единственный сын рядом с пятью сестрами Лауренца Фишера (1807-1902) и его жены Юли Поенсген (1819-1882), тети дюссельдорфского промышленника Карла Поенсгена. В феврале 1888 года он женился на Агнес Герлах (около 1861-12 ноября 1895) в Эрлангене, дочери местного профессора анатомии Йозефа фон Герлаха. У пары было трое детей: Герман Фишер (16 декабря 1888-9 марта 1960), который впоследствии стал химиком, Вальтер (5 июля 1891-4 ноября 1916) и Альфред (3 октября 1894-29 марта 1917).

Карьера

Эмиль Фишер получил свой Abitur в 1869 году, будучи студентом первого курса Боннской гимназии. Сначала он хотел изучать математику и физику, но это было отвергнуто его отцом, который считал эти предметы слишком абстрактными и бесхлебным искусством. Фишер прервал ученичество у торговца, чтобы изучать химию в Боннском университете с Пасхи 1871 года, в том числе у Августа Кекуле. Сам он назвал причиной ухода из школы «полное отсутствие таланта», некоторые биографы ссылаются на состояние здоровья, но, похоже, это также было связано с конфликтом между отцом и сыном. Его отец, который был успешным предпринимателем в лесном бизнесе и стремился к коммерческой карьере для своего единственного сына, как говорят, сказал впоследствии: «Мальчик слишком глуп, чтобы быть торговцем, он должен учиться».

С осеннего семестра 1872 года Фишер учился в Страсбурге, где в 1874 году защитил докторскую диссертацию под руководством Адольфа фон Байера по ацилированию фенолфталеиновых красителей с помощью Ueber Fluorescëin и Phtalëin-Orcin, после того как ему пришлось отказаться от своей первой докторской темы из-за поломки важного оборудования во время экспериментов. Уже во время учебы один из его преподавателей, химик Фридрих Розе, был настолько впечатлен его аналитическими способностями, что поручил молодому студенту проанализировать воду минерального источника в Верхнем Эльзасе. С диссертацией о гидразинах он абилитировался в Мюнхене в 1878 году и уже в 1879 году был назначен профессором аналитической химии. После остановки в Эрлангене (1882-1884) он возглавил институт в Вюрцбурге в 1885 году (1885-1892). Его двоюродный брат Отто Фишер занял кафедру в Эрлангене. По планам Эмиля Фишера в Вюрцбурге было построено новое здание по адресу Пляйхерринг 11 (сегодня Рентгенринг) с пристроенной служебной виллой. Однако в 1892 году он последовал высокооплачиваемому вызову в Берлин в качестве преемника Августа Вильгельма Хофмана, который скоропостижно скончался. Артур Ханцш стал его преемником в Вюрцбурге в 1893 году, после того как Теодор Курциус отказался от приглашения в 1892 году.

Читайте также, биографии — Рут, Бейб

Приверженность Первой мировой войне

После начала Первой мировой войны Эмиль Фишер был одним из первых подписантов Манифеста 93 «К культурному миру!» от 4 октября 1914 года. Октябрь 1914 года, в котором оправдывалось вторжение немецких войск в Бельгию, отрицались якобы совершенные немецкими войсками в Бельгии зверства, упрекались западные противники войны в том, что они «вступили в союз с русскими и сербами и представили миру позорное зрелище натравливания монголов и негров на белую расу», и утверждалось, что «без так называемого немецкого милитаризма немецкая культура давно была бы стерта с лица земли». Однако он получил выговор за вмешательство во внутренние военные дела за то, что в начале войны вместе с Вальтером Ратенау говорил о военной необходимости производства селитры.

Во время войны Фишер принадлежал к тому большому числу немецких лауреатов Нобелевской премии и других ведущих исследователей, которые в основном ориентировали свою деятельность на требования войны. В октябре 1914 года прусский военный министр Эрих фон Фалькенхайн поручил Вальтеру Нернсту и артиллерийскому эксперту Верховного армейского командования майору Михелису обеспечить «повышение эффективности снарядов» за счет боеприпасов, содержащих несмертельные раздражающие вещества. Вскоре был вызван Фишер, а также другие ученые и представители промышленности, в первую очередь Карл Дуйсберг, химик с докторской степенью, давний знакомый Фишера и, как председатель правления компании Bayer, один из самых влиятельных немецких химиков-промышленников. С середины 1915 года эта группа неофициально называла себя «Комиссией по наблюдению и испытаниям для экспериментов со взрывами и стрельбой», сокращенно «Комиссия Нернста-Дуйсберга».

Фишеру позволили увидеть себя в согласии с коллегами на вражеской стороне: 22 октября 1914 года он отправил Дуйсбергу письмо редактору из «Таймс», в котором британец Уильям Рамсей, получивший Нобелевскую премию по химии через два года после него, предлагал химическим компаниям своей страны заменить молодого химика, чтобы тот мог отправиться на фронт. Из этого Фишер сделал вывод: «Он не удивится, что его друзья в Германии будут действовать аналогичным образом.

После того, как обстрел веществами, которые действовали только как раздражители, не дал достаточного эффекта на фронте, фон Фалькенхайн обратился к Фишеру 18 декабря 1914 года и попросил «что-нибудь», что «навсегда вывело бы людей из строя». Фишер не дистанцировался от этого, а просто увидел технические проблемы: он объяснил министру, как тот через несколько дней доложил Дуйсбергу, как трудно было найти вещества, которые в сильных разведениях на поле боя все еще оказывали бы смертельный эффект. Несмотря на свой скептицизм, в конце 1914 года Фишер, как и Нернст, провел предварительные испытания с коклюшной кислотой. По просьбе Нернста он даже «произвел безводную коклюшную кислоту» специально для этой цели. Однако предварительные испытания не убедили ни тех, ни других.

Как бы то ни было, в последующие недели Фриц Хабер все больше стал заявлять о себе как об организаторе и координаторе сил военных, науки и промышленности, и именно он был движущей силой того, что, вопреки предположению Фишера, несколько тысяч солдат противника впервые пали в апреле 1915 года во Второй битве во Фландрии в результате выброса хлорного газа. Фишер, очевидно, не видел в этом ничего предосудительного. Напротив, он посоветовал своему сыну Герману 13 июля 1915 года:

В последующие годы «офис Хабера» должен был привлекать все больше и больше ведущих ученых, материально-финансовых ресурсов и политической поддержки для исследований, испытаний и массового производства боевых отравляющих веществ. С другой стороны, Фишер не был непосредственно активен в этой области, если не считать его раннего и неудачного эксперимента с коклюшной кислотой, хотя некоторые авторы утверждают это, не приводя подробностей, и вскоре он был включен в различные списки военных преступников Антанты вместе с Хабером и Нернстом, например.

Фишер в принципе был сторонником использования боевых отравляющих веществ и поэтому в меру своих возможностей продвигал смежные области военных исследований и военной экономики. При этом он мог использовать давние контакты, особенно хорошие отношения с Дуйсбергом. Еще в 1904 году Дуйсберг пытался добиться от Фишера создания сообщества интересов крупных немецких химических компаний. На протяжении десятилетий Фишер также был видным членом Немецкого химического общества, Дуйсберг — Ассоциации немецких химиков. Кроме того, Фишер, вместе с Нернстом и Вильгельмом Оствальдом, уже в 1905 году пытался инициировать создание Химического Имперского Института по аналогии с существующим Физико-техническим Рейхсанштальтом (ФТР) посредством меморандума и основал ассоциацию для этой цели в 1908 году. Теперь Фишер использовал это и другие давние сотрудничества и контакты для военных исследований.

Это включало, например, обеспечение достаточного количества взрывчатых веществ и, соответственно, их прекурсора — селитры. В тесной координации с Дуйсбергом он сразу после начала войны продвинул соглашение с такими компаниями, как Bayer, BASF и Hoechst, которое было подписано в середине января 1915 года. Берлинская «Иллюстрирте цайтунг» похвалила: «Эмиль Фишер стоит на стороне отдела военного сырья как дальновидный советник». Он разработал производные анилин-мочевины для стабилизации взрывчатых веществ. На коксохимических заводах, перерабатывающих отечественный уголь, он поощрял установку газоочистителей, которые извлекали толуол и бензол, тем самым снижая зависимость от импортной нефти для производства взрывчатого вещества тротила и топлива для военного автопарка. Благодаря его исследованиям ранее импортируемый натуральный каучук все больше заменялся синтетическим метиловым каучуком.

В целом, Фишер принимал активное участие в работе бесчисленных комитетов и учреждений государства, науки и промышленности во время Первой мировой войны. Среди них были и такие, задачи и состав которых держались в секрете, насколько это было возможно, например, Фонд Кайзера Вильгельма по военно-техническим наукам (KWKW), основанный в 1916 году, где Фишер возглавлял Специализированный комитет I, который занимался сырьем для боеприпасов, вопросами транспортировки и питания. В советы остальных пяти специализированных комитетов KWKW в основном входили Хабер (Специализированный комитет II — Химические боевые агенты) и Нернст (Специализированный комитет III — Физика). С другой стороны, не имеющие прямого отношения к военным вопросам, были такие комитеты, как «Комитет по питательным веществам» и «Военный комитет по заменителям пищи», членом которых был и Фишер.

Читайте также, биографии — Дега, Эдгар

Последние годы

В конце войны Фишер был одним из немногих ведущих ученых, который ясно дал понять, что сожалеет о поддержке призыва 1914 года. Война была «плохим бизнесом, который нужно было ликвидировать». В различных письмах он давал понять, что душевно страдает от предвидимого поражения Германии и боялся упадка немецкой науки. Кроме того, были неоднократные личные удары судьбы: Жена Фишера умерла преждевременно от менингита в результате синусита в 1895 году, через полгода после рождения их третьего ребенка. Это усугубилось ранней смертью двух сыновей: Уолтер, который, по словам его отца, был ослаблен болезнями в молодости и был преждевременно уволен с военной службы в 1910 году из-за «проблем с сердцем», проявил признаки маниакально-депрессивного заболевания не позднее 1913 года. В конце концов, он покончил с собой в закрытом учреждении в 1916 году. Альфред умер в 1917 году от тифа, которым он заразился во время обучения на врача в военном госпитале.

В своем некрологе Дуйсберг утверждал, что после распада империи Фишер пережил «удивительный поворот». Он нашел силы для новой жизни и продвижения в исследовательской работе, которую тут же начал снова. Работа и ее успех снова сделали его бодрым и счастливым». На собрании, которое состоялось всего за 10 дней до его самоубийства, он сидел «как один из самых счастливых среди нас».

Однако здоровье Фишера в конце Первой мировой войны было ограничено не только его возрастом, плохим питанием в военные годы и тяжелой работой. Кроме того, по его собственным словам, еще до 18 лет он перенес первое заболевание, известное как «гастрит», которое должно было повторяться на протяжении всей его жизни и было причиной нескольких длительных отлучек с работы. Наконец, по его мнению, многолетнее незащищенное воздействие фенилгидразина привело к «хроническому отравлению, которое возникло осенью 1891 года и проявилось в очень неприятных нарушениях деятельности кишечника, а именно в ночных коликах и диарее». Весной 1918 года он заболел «воспалением желчного пузыря» и «пневмонией». В середине июля 1919 года, после осмотра, хирург Август Бир сказал ему, что у него «рак кишечника». Учитывая диагностические возможности того времени, истинная природа и причина этого заболевания должны оставаться открытыми. В любом случае, Фишер разобрался со своими бумагами за три дня, оставил большую сумму денег своему сыну Герману, пожертвовал оставшееся имущество Академии наук для поощрения молодых ученых и покончил с жизнью, приняв цианид в присутствии сына и экономки.

Эмиль Фишер был похоронен на кладбище Нью-Ванзее. Городские власти Берлина установили для него представительную могилу у северной стены кладбища. Пятиметровая могильная стена из ракушечного известняка украшена рельефом, разработанным Фрицем Климшем, на котором изображена коленопреклоненная пара, несущая большую чашу с ручками. По решению Сената Берлина место последнего упокоения Эмиля Фишера (место захоронения Li AT 39) с 1956 года является почетной могилой земли Берлин. В 2016 году посвящение было продлено на ставший уже привычным двадцатилетний срок.

Естественные науки в целом

Фишер был мастером в структурном выяснении природных веществ. Открытием фенилгидразина Фишер был обязан случайному совпадению в качестве ассистента на стажировке в Страсбурге. В ходе диазотирования, проведенного стажером, были получены коричневые промежуточные продукты. Фишер исследовал реакцию с сульфитом натрия и получил желтый фенилгидразин. Он написал свою первую работу о фенилгидразине в 1875 году и впоследствии написал обширные работы об этом соединении. С помощью фенилгидразина Фишер также смог различить альдегиды и кетоны и охарактеризовать их как фенилгидразоны.

Читайте также, биографии — Нурми, Пааво

Химия сахара

С помощью фенилгидразина он смог дериватизировать свободную карбонильную группу сахаров, а позже, в 1891 году, выяснил конфигурацию D-глюкозы, D-маннозы и D-арабинозы. Вывод о структурном выяснении сахаров известен как доказательство Фишера.

Определению молекул сахара способствовало несколько открытий:

Исследуя пространственную форму молекул сахара, Фишер обнаружил, что сахара кристаллизуются в присутствии ацетона (образование ацеталей). Кристаллические ацетоновые соединения сахара привели к лучшему пространственному пониманию молекул сахара. Большое значение для стереохимии имела теория асимметричного атома углерода по теории Якобуса Хенрикуса ван т Хоффа и Джозефа Ахилла Ле Беля. Инверсия Уолдена (Paul Walden) у оптически активного атома углерода также может быть продемонстрирована в химии сахара.

На основе многочисленных находок он смог провести полный синтез оптически активных сахаров маннитового ряда и отредактировать номенклатуру.

Только когда стереохимия сахаров была точной, они превращались в растительных и животных организмах, так что Фишер сформулировал принцип «замок и ключ» (1894).

Благодаря своим работам по стереохимии сахаров и оптическому вращению растворов сахаров, он смог отвести теории ван т Хоффа о хиральности должное место в органической химии. Номенклатура Фишера и метод трехмерного представления молекул (проекция Фишера) были названы в честь Фишера.

Аминокислоты, пептиды

С 1900 года Эмиль Фишер также исследовал синтез пептидов. В то время было известно только 14 аминокислот, но к 1907 году их было уже 19. Фишер получил аминокислоту пролин из казеина.

Группа Фишера произвела около 100 пептидов. В последующие годы его ученик Э. Абдерхальден значительно усовершенствовал синтез пептидов.

В 1902 году на Ассамблее немецких естествоиспытателей и врачей в Карлсбаде он первым предложил, независимо и одновременно с Францем Хофмайстером, структуру белков, состоящих из аминокислот с пептидными связями. В то же время он ввел в обиход название пептид.

Фишер первым изучил паучий шелк (1907). Он обнаружил, что она состоит из аминокислот, но совершенно отличается от шелка шелкопрядов.

Читайте также, история — Гестапо

Больше открытий

Другими значительными работами его рабочей группы были синтез индола Фишера (1883) и синтез оксазола Фишера, названный в его честь, а также синтез природных веществ кофеина (1897) и теобромина.Позже Фишер и В. Хелферих синтезировал нуклеозиды и нуклеотиды. Исследуя мочевую кислоту, Фишер в 1884 году открыл в качестве основания строительный блок нуклеиновой кислоты — пурин.

В химической промышленности фенилгидразин, открытый Фишером в 1875 году в качестве ассистента Бейера, использовался для производства лекарств и красителей. Антипирин, первый важный препарат в химической промышленности, представлял собой продукт конденсации фенилгидразина и уксусного эфира и был разработан его учеником Людвигом Кнорром. Производство красителя тартразина стало возможным благодаря фенилгидразину.

Фишер синтезировал диэтилбарбитуровую кислоту (Veronal®) вместе со своим племянником Альфредом Дильтеем. Веронал и его производное фенобарбитал использовались в качестве снотворного до 1980-х годов; фенобарбитал продолжает использоваться во всем мире для лечения эпилепсии под торговым названием Люминал.

В 1894 году он открыл принцип асимметричной индукции (хиральный центр определяет хиральность соседнего атома углерода) в Брусине.

Читайте также, биографии — Сократ

Учитель, сторонник и организатор

В 1900 году он открыл большое новое здание для Института органики в Берлинском университете имени Фридриха Вильгельма. Фишер требовал от своих студентов серьезной научной и правильной работы и хотел большей научной свободы для талантливых молодых химиков. Для него очень важно сотрудничество между наукой и промышленностью. Вместе с Адольфом фон Харнаком он сыграл важную роль в основании Общества кайзера Вильгельма в 1911 году, членом Сената которого он был до самой смерти. К концу империи антисемитизм усилился и среди ученых. Фишер был одним из немногих, кто не присоединился к ним. Он ответил на вопрос, почему он не является антисемитом, учитывая большое количество еврейских конкурентов:

Фишер оказался нонконформистом и в другой области: сначала он не считал, что женщинам имеет смысл учиться, поскольку в дальнейшем они, как правило, занимаются домом и семьей. Однако позже он изменил свое мнение и стал одним из первых ведущих профессоров, выступавших за допуск женщин к учебе, разрешив, например, Герте фон Сименс работать в своей частной лаборатории, а Лизе Мейтнер — в лаборатории института (от чего она сначала отказалась).

Его «Вводная органическая лекция» была дидактически увековечена одним из его бывших студентов Гансом Бейером в «Учебнике органической химии» и до сих пор является частью основного канона органической химии.

В 1898 году Фишер получил медаль Котерия Леопольдины.

В 1902 году ему была присуждена Нобелевская премия по химии «в знак признания выдающихся заслуг, которые он приобрел благодаря своей работе в области сахаров и пуриновых групп». В 1904 году он был избран в Национальную академию наук, в 1908 году — в Американскую академию искусств и наук, а в 1909 году — в Американское философское общество. С 1900 по 1915 год он был членом-корреспондентом Академии наук в Париже. Он был почетным членом Версухс- и Леранштальт фюр Браурей.

И сегодня в его родном городе Эускирхене его именем названы гимназия Эмиля Фишера и, как и в Берлине, Леверкузене и Лейне, улица Эмиля Фишера, в Эрлангене — Центр Эмиля Фишера (в котором расположены Институты биохимии, фармации и пищевой химии, экспериментальной и клинической фармакологии и токсикологии), а также Высшая школа Эмиля Фишера, а в Шварцхайде — еще одна гимназия.

В 1921 году Фриц Климш создал памятник Фишеру из песчаника, который был установлен возле бывшего места работы Фишера — I. Химического института Университета Фридриха Вильгельма (ныне Университет Гумбольдта) на Хессише Штрассе. Эта скульптура была разрушена во время Второй мировой войны. В 1952 году Ричард Шейбе создал бронзовую копию, которая была установлена в палисаднике бывшего Института физиологии клетки имени Макса Планка (расформирован в 1972 году) на улице Гариштрассе в Далеме. В 1995 году была сделана вторая отливка этой скульптуры, которая нашла свое место на Роберт-Кох-плац в Берлин-Митте.

Лекционный зал бывшего Химического института Университета Гумбольдта носит почетное имя «Лекционный зал Эмиля Фишера».

В Эрлангене на доме, где он работал с 1882 по 1885 год, установлена мемориальная доска. В Университете имени Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге существует Центр Эмиля Фишера, в котором объединились несколько кафедр из области наук о жизни.

Каждые два года Общество немецких химиков награждает Эмиля Фишера памятной монетой за выдающиеся достижения в области органической химии.

В 1976 году лунный кратер Фишер был назван в честь него и Ганса Фишера.

С 1993 года Берлинская гимназия питания и пищевых технологий носит название «Школа Эмиля Фишера».

12 июля 2010 года в Берлине была открыта мемориальная доска по адресу: Берлин-Митте, Гессише Штрассе, 1.

7 октября 2014 года Отдел истории химии Американского химического общества отметил публикацию Эмиля Фишера «Ueber die Conformation des Traubenzuckers und seiner Isomeren» («О конформации виноградного сахара и его изомерах») 1891 года как революционную публикацию будущего и задающую тенденции, наградой «Citation for Chemical Breakthrough Award». Таким образом, его институт в Вюрцбурге в то время был назван историческим местом химии.

Его наследие находится в Университете Беркли, а микрофильмированные копии — в архиве Общества Макса Планка.

В Эускирхене, городе, где он родился, его именем названа гимназия имени Эмиля Фишера; во времена его учебы она называлась гимназией имени кайзерин-Августы-Виктории.

Источники