Ernst Otto Fischer

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Ernst Otto Fischer (nacido el 10 de noviembre de 1918 en Solln ; † el 23 de julio de 2007 en Munich ) fue un químico alemán . En 1952 aclaró la nueva estructura del ferroceno, que había sido descubierta un año antes, y sintetizó dibenzeno cromo unos años más tarde . Hasta el descubrimiento de Fischer, la química de los complejos de metales con hidrocarburos desempeñaba solo un papel secundario. Las publicaciones sobre compuestos organometálicos hasta entonces contenían principalmente trabajos sobre compuestos alquílicos de metales de los grupos principales como cacodilo o compuestos de Grignard y sobre compuestos de monóxido de carbono del subgrupo de metales, los carbonilos metálicos . Incluso si los complejos coordinativos como la sal de Zeise se conocen desde hace mucho tiempo, el trabajo de Fischer se considera un hito y el comienzo de la química organometálica moderna ; en la actualidad, más del 80% de los complejos organometálicos como el ferroceno son complejos de ciclopentadienilo.

En la década de 1960 descubrió un método de aplicación general para la producción de complejos estables de metal-carbeno que tienen un doble enlace metal-carbono y que se denominan carbenos de Fischer en su honor . En la década de 1970 sintetizó los primeros complejos de metal-carabina con un triple enlace entre el carbono y el metal de transición.

EO Fischer recibió numerosos premios y fue miembro de muchas academias científicas. Junto con Geoffrey Wilkinson , recibió el Premio Nobel de Química en 1973 por “un trabajo innovador e independiente realizado sobre la química de los compuestos sándwich organometálicos ” .

Como sucesor de Walter Hieber , dirigió la cátedra de química inorgánica en la Universidad Técnica de Munich durante 21 años . Numerosos químicos industriales y profesores posteriores surgieron de su grupo de trabajo, conocido como Fischer School .

La vida

Ernst Otto Fischer nació como el tercer hijo de Karl Tobias Fischer , profesor de Física en la Universidad Técnica de Munich, y Valentine Fischer, de soltera Danzer. En 1937 se graduó en el Theresien-Gymnasium humanístico de Munich . Luego hizo su servicio militar básico y fue desplegado como oficial en Polonia, Francia y Rusia durante la Segunda Guerra Mundial de 1939 a 1944. Durante unas vacaciones de estudio en el semestre de invierno de 1941/42, fascinado por las conferencias de Walter Hieber sobre química inorgánica, en lugar de estudiar historia del arte como estaba planeado, comenzó a estudiar química en la Universidad Técnica de Munich (ahora la Universidad Técnica de Munich, TUM ). Herido en Rusia durante la guerra, fue liberado del cautiverio estadounidense al final de la guerra en el otoño de 1945. Después de que él y sus compañeros de estudios hicieran que el instituto de Arcisstrasse, que había sido destruido en la guerra, pudiera volver a utilizarse, Fischer reanudó sus estudios.

En 1949 recibió su diploma con distinción y se convirtió en asistente de investigación en Walter Hieber. En 1952 estuvo en Hieber en química inorgánica con el trabajo sobre el mecanismo de Kohlenoxydreaktion de sales de níquel (II) y cobalto (II) en presencia de doctorado de ditionito y sulfoxilato . Ya le habían ofrecido una oferta para unirse a una gran empresa química cuando se enteró del descubrimiento del ferroceno a través de un artículo de Nature a principios de 1952 y logró su gran avance como científico académico con su trabajo en él. Dos años más tarde completó su habilitación con una tesis sobre compuestos metálicos de ciclopentadieno e indeno en el TH Munich, donde fue nombrado dietista al año siguiente . En 1956 pasó varios meses en Estados Unidos. En 1957, Fischer se convirtió en profesor asociado en la Universidad Ludwig Maximilians de Munich (LMU). Después de que se rechazara una llamada a la Universidad Friedrich Schiller de Jena para suceder a Franz Hein , se convirtió en profesor personal en la LMU en 1959. Al año siguiente, rechazó una convocatoria para ser profesor de química inorgánica en la Universidad de Marburg y, en cambio, siguió a su profesor Walter Hieber en la Universidad Técnica de Munich en 1964 en la cátedra de química inorgánica. Fischer ocupó este cargo hasta su jubilación en 1985. Wolfgang A. Herrmann (Universidad de Fráncfort del Meno), que más tarde se convirtió en presidente de la Universidad Técnica de Múnich, fue nombrado su sucesor . En 1969 fue profesor de Firestone en la Universidad de Wisconsin , en 1971 fue profesor invitado en la Universidad de Florida en Gainesville y primer profesor de química inorgánica en la sección de la costa oeste del Pacífico de la American Chemical Society . En 1973 fue profesor invitado Arthur D. Little en el Instituto de Tecnología de Massachusetts y profesor invitado en la Universidad de Rochester .

Fischer fue cofundador (1964) y durante décadas editor regional de la revista especializada de renombre internacional " Journal of Organometallic Chemistry ". Durante muchos años estuvo involucrado en el comité principal y el senado de la Fundación Alemana de Investigación (DFG), en el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) y en el consejo de administración del Deutsches Museum . Como humanista y basado en sus experiencias durante la era nacionalsocialista, Fischer se opuso a la investigación condescendiente, pero también a los extremos políticos. A menudo surgía su carácter impulsivo y discutidor. Durante los disturbios estudiantiles en 1968 , citó del libro Mein Kampf and the Mao Bible en la conferencia de hidruro metálico sobre "exorcizar al diablo" , instó a los estudiantes a concentrarse en la ciencia como un desafío espiritual y se opuso firmemente a los estudiantes extremistas. En sus conferencias, no solo dio importancia a los experimentos vívidos, sino que también hizo conexiones con la historia de la cultura y la literatura, porque entendió la química como un logro cultural.

Para Fischer la química era su vida. Hizo grandes exigencias a sus alumnos, en su opinión, no debían fumar ni casarse. Pero también supo inspirar y cultivó estrechos vínculos con sus alumnos, a quienes consideraba su familia. Por ejemplo, Fischer tenía una casa en Leutasch , donde a menudo invitaba a sus empleados a esquiar.

Tumba de Ernst Otto Fischer

Hasta su muerte, Fischer fue el ganador del Premio Nobel alemán de mayor edad. Fischer fue enterrado el 26 de julio de 2007 en la tumba familiar de sus padres en el cementerio de Solln .

actuar

Durante su aprendizaje académico, supervisó a más de 200 estudiantes de diploma , doctorado y postdoctorado en su grupo de investigación . Muchos graduados fueron nombrados para cátedras o alcanzaron importantes puestos gerenciales en la industria química. Entre ellos estaban como estudiantes de doctorado Profesores Henri Brunner , Karl Heinz Dötz , Alexander Filippou , H. Fischer (Konstanz), HP Fritz (TUM), Rainer Dietrich Fischer (Hamburgo), Max Herberhold , Gerhard E. Herberich , Gottfried Huttner , Cornelius Gerhard Kreiter , Jörn Müller , Ulrich Schubert , Arnd Vogler , Helmut Werner , como postdoctorados Dietmar Seyferth y Robert Angelici , y como estudiante de posgrado Wolfgang A. Herrmann, su último profesor en Munich. La "Escuela Fischer" es un ejemplo destacado de "educación escolar académica" como tarea central de las universidades. Fischer ha publicado alrededor de 450 artículos sobre compuestos organometálicos a lo largo de su carrera investigadora, incluidos más de 200 sobre complejos de metales aromáticos. Fischer y sus colegas se concentraron en el descubrimiento de compuestos organometálicos siempre nuevos. Solo le interesaba la investigación básica, pero no le interesaba poner en práctica los resultados.

Complejos de sándwich

Primer plano de cristales de ferroceno

La primera investigación innovadora de Fischer fue la determinación de la estructura del ferroceno después de que su padre lo llamara la atención de una publicación en la revista Nature. El ferroceno, un compuesto química y térmicamente muy estable, fue descubierto en 1951 por dos grupos de investigación ( Tom J. Kealy y Peter L. Pauson en la Universidad de Duquesne , y Samuel A. Miller, John A. Tebboth y John F. Tremaine en el British Oxygen Company ) descubierto y descrito de forma independiente. Poco después de sus publicaciones, Geoffrey Wilkinson y Robert B. Woodward de la Universidad de Harvard postularon en 1952 sobre la base de los datos infrarrojos (solo una oscilación de CH, es decir, solo un tipo de enlace carbono-hidrógeno en el anillo ciclopentadienilo ) y el diamagnetismo encontrado para la sustancia una estructura de sándwich desconocida hasta este momento. Fischer también dudó rápidamente de la estructura indicada por los descubridores con un enlace simple entre el hierro y un átomo de carbono. Mediante el análisis de la estructura del cristal de rayos X , pudo confirmar la estructura en sándwich junto con Wolfgang Pfab (más tarde en BASF) en Munich y, independientemente de eso, con Philip Frank Eiland y Ray Pepinsky en el Pennsylvania State College en 1952.

Esta nueva estructura en sándwich fue tan revolucionaria que fue solo a través del desarrollo posterior de la teoría de los orbitales moleculares (teoría MO) que fue posible explicar tanto la estructura como la estabilidad del ferroceno en un modelo. Casi como en una competición deportiva, los dos grupos de trabajo en torno a Ernst Otto Fischer en Munich y Geoffrey Wilkinson en Harvard sintetizaron una docena de nuevos complejos bisciclopentadienilo de otros metales de transición y sus derivados durante los dos años siguientes. En su investigación sobre química organometálica, él y sus estudiantes más tarde también enfrentaron una competencia "fuerte, a veces amarga" con Geoffrey Wilkinson y su grupo. Con el cobaltoceno y el níquelceno , Fischer representó los metalocenos de los elementos vecinos, a partir de 1954 siguió la representación de los denominados semicomplejos sándwich .

Cromo dibenceno

Fischer sentó las bases para el posterior Premio Nobel en 1955 junto con sus estudiantes de doctorado Walter Hafner y Erwin Weiss a través de la síntesis y elucidación estructural del cromo dibenceno , una sustancia cuya existencia Fischer postuló únicamente sobre la base de consideraciones teóricas. Con este compuesto, en el que dos anillos de benceno neutros están formalmente unidos a un átomo de cromo sin carga, Fischer logró demostrar que los complejos sándwich son una nueva clase de compuestos en la química organometálica.

En 1973, Fischer y Geoffrey Wilkinson ( Imperial College London ) recibieron el Premio Nobel de Química por su trabajo pionero independiente sobre la química de los llamados compuestos sándwich organometálicos .

“… Esta es la parte más esencial del trabajo de Fischer y Wilkinson: el establecimiento del nuevo compuesto para sándwiches. No prepararon el primer sándwich, pero fueron los primeros en comprender la extraña naturaleza del compuesto y su importancia conceptual. … ”

“... Esa es la parte esencial del trabajo de Fischer y Wilkinson: establecer la nueva conexión tipo sándwich. No hicieron el primer sándwich, pero fueron los primeros en comprender la naturaleza inusual del compuesto y su significado conceptual. ... "

- La Real Academia Sueca de Ciencias : Comunicado de prensa: El Premio Nobel de Química de 1973

En el elogio de la concesión del Premio Nobel, Ingvar Lindqvist también le dijo a Fischer en alemán:

“Los descubrimientos de principios completamente nuevos de enlaces químicos y estructura siempre han sido grandes momentos en la historia de la química. Hiciste una excelente contribución a tal descubrimiento. Les traigo las más calurosas felicitaciones de la Real Academia de Ciencias de Suecia ".

- Ingvar Lindqvist : Discurso de la ceremonia de premiación

A través del trabajo pionero de Ernst Otto Fischer y sus colegas, la imagen del enlace químico cambió fundamentalmente. Inspirada por su trabajo de investigación de gran prestigio sobre la química del enlace metal-carbono en sus numerosas variantes, la química organometálica se extendió a prácticamente todos los laboratorios de investigación del mundo. Las conexiones tipo sándwich también fueron de gran importancia para diversas aplicaciones, pero al propio Fischer no le importó, sino que se concentró en la investigación básica. A finales de la década de 1950, sus estudiantes Walter Hafner y Reinhard Jira lograron un gran avance en la aplicación de la química organometálica en un proceso industrial con el desarrollo del proceso Wacker-Hoechst , al igual que el trabajo de Karl Ziegler y otros en la década de 1950. contribuyó a un gran auge en la química organometálica.

Tipos de metaloceno para reacciones de polimerización.

La aplicación más importante de los complejos sándwich y sus derivados en la actualidad es como catalizadores de polimerización para la producción de poliolefinas. En 1980 Hansjörg Sinn y Walter Kaminsky desarrollaron la polimerización catalítica de etileno y propileno con los denominados catalizadores Kaminsky , una mezcla de dihaluros de metaloceno (tipo 1) con metilaluminoxano (MAO), que tienen una productividad muy alta. Los ansa-metalocenos de tipo 2 proporcionan polipropileno con una disposición estrictamente isotáctica . El magnesoceno y los compuestos bisciclopentadienílicos de calcio y estroncio se pueden usar como catalizador de polimerización, para. B. para el éster metílico del ácido metacrílico (MMA).

Complejos de carbeno y carabina de metal (carbenos de Fischer)

Además de investigar los complejos sándwich, Fischer también realizó un trabajo pionero en otras áreas de la química organometálica. Los carbenos de estructura general CX 2 se conocían en química orgánica como especies altamente reactivas y de vida corta, a menudo postuladas solo como una etapa de transición, del carbono divalente. No fue hasta la década de 1960 que los carbenos pudieron detectarse y caracterizarse espectroscópicamente.

Fue aún más sorprendente que en 1964 Fischer, junto con Alfred Maasböl, pudiera informar sobre la síntesis del primer representante estable de la clase previamente desconocida de compuestos de carbenos metálicos, un complejo metálico con un doble enlace metal-carbono . Los componentes de este tipo de compuesto descubierto por Fischer ahora se denominan carbenos de Fischer en su honor . Los carbenos de Fischer se convirtieron en valiosos componentes básicos de síntesis para la química orgánica, por ejemplo, en la reacción de Dötz .

Muchos nuevos complejos metálicos de este tipo se sintetizaron después del descubrimiento de Fischer. El propio Fischer publicó más de 50 artículos sobre este tema entre 1964 y 1973; otros grupos de trabajo como los de Richard Royce Schrock , Michael Lappert y Josef Chatt abordaron el tema. En 1975, Schrock presentó complejos de carbeno de niobio y tantalio, que son significativamente más reactivos que los carbenos de Fischer . Desde entonces, los carbenos Schrock se han utilizado en varios procesos químicos a gran escala, p. Ej. B. utilizado como reactivo de Tebbe para la metilenación (introducción de un grupo metileno ) de cetonas o como catalizador de Grubbs en la metátesis de olefinas . Wolfgang A. Herrmann presentó el primer complejo de carbeno con un ligando de carbeno puente.

En 1973, cuando se le otorgó el Premio Nobel, él y su estudiante de doctorado Gerhard Kreis descubrieron la primera carabina de metal, un complejo metálico con un triple enlace metal-carbono . Este descubrimiento condujo posteriormente a la comprensión mecanicista de importantes procesos catalíticos industriales, como la metátesis de olefinas .

Honores, premios, membresías

Ernst Otto Fischer recibió numerosos honores y premios a lo largo de su vida.

Moneda conmemorativa de 20 euros por el 100 aniversario de Ernst Otto Fischer
Sello de Deutsche Post AG en el 100 aniversario de Ernst Otto Fischer

La Universidad Técnica de Múnich presentó el Premio de Enseñanza Ernst Otto Fischer en 2010 como un premio especial por sus excelentes logros docentes y lo nombró "Ernst-Otto-Fischer-Straße" en su honor en el Campus de Investigación de Garching, donde trabajó. En octubre de 2012, en honor a Ernst Otto Fischer, comenzó un curso anual de formación de profesores de Baviera en el Aventinus Gymnasium de Burghausen, el "Seminario E. O. Fischer". Todos los profesores de química de Baviera tienen la oportunidad de escuchar conferencias de profesores de la Universidad Técnica de Múnich sobre temas de actualidad en química durante un fin de semana. Con motivo de su centenario, en octubre de 2018 la República Federal de Alemania sacó una moneda conmemorativa de 20 euros realizada en plata de primera ley con un modelo del dibenzolcromo descubierto por Fischer y la inscripción NATURWISSENSCHAFTEN ARE Ni buena ni mala. Por Deutsche Post AG , un sello de correos se emitió con un valor nominal de 70 céntimos de euro también el 100º cumpleaños. El primer día de emisión fue el 2 de noviembre de 2018. El diseño fue realizado por el artista gráfico Thomas Meyer de Berlín.

literatura

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Obras (selección)

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  • Ernst Otto Fischer: en el camino a los complejos Carbene y Carbyne. (PDF) En: Nobelprice.org. Consultado el 30 de septiembre de 2018 .
  • Ernst Otto Fischer, Helmut Werner: complejos metálicos π con ligandos di y oligoolefínicos. Verlag Chemie, Weinheim 1963, DNB 451277872 .
  • EO Fischer, A. Maasböl: Sobre la cuestión de un complejo de tungsteno-carbonil-carbeno. En: Angewandte Chemie. Volumen 76, 1964, pág.645.
  • Ernst Otto Fischer, Gerhard Kreis, Cornelius G. Kreiter, Jörn Müller, Gottfried Huttner, Hans Lorenz: complejos trans-halógeno-alquil (aril) carabina-tetracarbonilo de cromo, molibdeno y tungsteno - un nuevo tipo de compuesto con un metal de transición- triple enlace de carbono. En: Angew. Química. Volumen 85, 1973, págs. 618-620.

enlaces web

Commons : Ernst Otto Fischer  - Colección de imágenes, videos y archivos de audio

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