АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Гофман, Август Вильгельм

А́вгуст Вильге́льм фон Го́фман (нем. August Wilhelm von Hofmann; 8 апреля 1818, Гисен, Гессен, Германия — 5 мая 1892, Берлин, Германская империя[8]) — немецкий химик-органик и педагог. Отец историка Альберта фон Хофмана. Его исследования анилина помогли заложить основу для анилино-красочной промышленности. Гофманом также были открыты формальдегид, бензидин, изонитрилы и аллиловый спирт.[9] Он синтезировал этиламин, диэтиламин, триэтиламин и тетраэтиламин и сравнил их с аммиаком.

Был первым директором Королевского химического колледжа в 1845 году, а затем преподавателем и исследователем в Берлинском университете в 1865 году. Создавая химическую школу в Лондоне и Берлине, направленную на экспериментальную органическую химию и её промышленное применение, Гофман воссоздал стиль лабораторного обучения, установленный Либихом в Гиссене.[10]

Гофман получил несколько значительных наград в области химии, среди которых Королевская медаль (1854), медаль Копли (1875) и Медаль Альберта (1881). Его именем названы: вольтметр Гофмана, перегруппировка Гофмана, перегруппировка Гофмана-Мартиуса, элиминирование по Гофману, реакция Гофмана-Лёфлера.

Общие сведения
Август Вильгельм фон Гофман
нем. August Wilhelm von Hofmann
Дата рождения 8 апреля 1818(1818-04-08)[1][2][…]
Место рождения
Дата смерти 5 мая 1892(1892-05-05)[2][3][…] (74 года)
Место смерти
Страна
Научная сфера химия
Место работы
Образование
Научный руководитель Юстус фон Либих[7]
Ученики Накахама, Тоитиро[d]
Награды и премии

Биография и образование

Август Вильгельм Гофман родился 8 апреля 1818 года в Гиссене. Он был сыном Иоганна Филиппа Гофмана, тайного советника и архитектора в провинции в Дармштадте.[11] Будучи молодым, он много путешествовал со своим отцом. Август Вильгельм окончил университет Гиссена в 1836 году.[10]

Сначала он занимался изучением права и филологии в Гиссене . Есть версия, что Гофман заинтересовался химией, когда его отец занялся расширением лабораторий Юстуса Либиха в Гиссене в 1839 году[10], после чего Август Вильгельм сменил учёбу на занятия химией и учился у Юстуса фон Либиха.[12][13] Он получил докторскую диссертацию в 1841 году. В 1843 году, после смерти отца, Гофман стал одним из помощников Либиха.[14]

Его связь с Либихом имела не только профессиональный характер. Первая жена Гофмана, Хелен Мольденхауэр, и его третья жена, Элиза Мольденхауэр, были племянницами супруги Либиха, Генриетты Мольденхауэр. По сообщениям, Гофман ухаживал за Элизой после того, как дочь Либиха, Джоанна, отказала ему.[15]:44, 318 Его второй женой была Розамонда Уилсон, а последней Берте Тиман.[16][17] Всего у него было одиннадцать детей.[12]

Август Вильгельм Гофман умер 5 мая 1892 года в городе Берлине и захоронен на Доротеенштадтском кладбище.[18]

Карьера

Королевский химический колледж в Лондоне

Как президент Королевского общества в Лондоне, Альберт, принц-консорт королевы Виктории, был полон решимости продвижения научно-технического прогресса в Великобритании[19]. В 1845 году он предложил основать Королевский химический колледж. Принц Альберт обратился за советом к Либиху, который рекомендовал Гофмана в качестве руководителя нового учреждения. Гофман и принц встретились, когда принц Альберт, посетив свою альма-матер в Бонне, обнаружил, что его старые комнаты теперь заняты Гофманом и его химическими принадлежностями[19]. В 1845 году к Гофману обратился сэр Джеймс Кларк, врач королевы Виктории, с предложением о директорстве[20]. При поддержке принца Альберта и финансирования из различных частных источников учреждение открылось в 1845 году и его первым директором Гофман[15]:112.

Финансовое положение нового учреждения было несколько нестабильное[20]. Август Вильгельм принял должность при условии, что он будет назначен экстраординарным профессором в Бонне с двухлетним отпуском, чтобы он мог продолжить свою карьеру в Германии, если пост директора его будет не устраивать[21]. Колледж открылся в 1845 году на 16-й площади Ганновера, где было поначалу 26 учеников, переместившись в более дешёвое помещение на Оксфорд-стрит 299 в 1848 году. Сам Гофман отказался от проживания на Ганновер-сквер, а также от части своей зарплаты. Несмотря на такое начало, институт стал успешным на какое-то время и был международным лидером в разработке анилиновых красителей. Многие из его учеников внесли значительный вклад в химическую историю[22].

В 1853 году Королевский химический колледж вошёл в состав Государственного департамента науки и искусства в рамках нового горного училища, предоставив ему возможность получить государственное финансирование на более безопасной основе.[20] Однако, со смертью принца Альберта в 1861 году, институт потерял одного из своих самых значительных сторонников. Гофман глубоко чувствовал эту потерю, написав в 1863 году: «Доброта Альберта оказала довольно сильное влияние на мою судьбу. Из года в год я чувствую более глубокую благодарность, которую я ему обязан … по отношению к нему я чувствую, что обязан своими нынешними возможностями»[15]. Без поддержки принца британское правительство и промышленность потеряли интерес к науке и технике. Решение Гофмана о возвращении в Германию можно рассматривать как последствие этого упадка, и после его ухода Королевский химический колледж потерял свою значимость[20].

Берлинский университет

В 1864 году Гофману было сделано предложение кафедрой химии в Боннском и Берлинском университетах. Не решив, какое предложение принять, Гофман разработал лабораторные здания для обоих университетов, которые позднее были построены. В 1865 году он сменил Эйльхарда Митчерлиха в Берлинском университете в качестве профессора химии и директора химической лаборатории. Он занимал эту должность до своей смерти в 1892 году. После его возвращения в Германию Гофман был главным основателем Немецкого химического общества (Deutsche Chemische Gesellschaft) (1867) и прослужил 14 сроков в качестве президента[9].

Вклад в науку

Работа Гофмана охватывала широкий спектр органической химии.

Гофман внёс большой вклад в разработку методов органического синтеза, которые появились в лаборатории Либиха в Гиссене. Гофман и Джон Блит впервые использовали термин «синтез» в своей статье «О стироле и некоторых продуктах его разложения»[23][24], опережая Кольбе в использовании этого термина на несколько месяцев. То, что Блит и Гофман называли «синтезом», позволило им сделать выводы о строении стирола. В последующей работе Д. Ш. Маспрэтта и Гофмана «О толуидине» описаны некоторые из первых «синтетических экспериментов» (synthetische Versuche) в области органической химии[25]. В то время конечной целью таких экспериментов было искусственное производство веществ, встречающихся в природе, которая была практически недостижима. Непосредственной целью этого метода было применение известных реакций на различные материалы для определения продуктов, которые могут быть сформированы. Понимание метода образования вещества было важным шагом в его включение в таксономию веществ. Этот метод стал основой исследовательской программы Гофмана. Он использовал органический синтез в качестве метода исследования, чтобы увеличить химическое понимание продуктов реакции и процессов их образования[14].

Угольная смола и анилин

Первые исследования Гофмана, проведённые в лаборатории Либиха в Гиссене, были посвящены изучению органических оснований, содержащихся в каменноугольной смоле[26]. Гофман успешно изолировал кианол и лейкол — основания, ранее сообщённые Фридлибом Фердинандом Рунге, и показал, что кианол был анилином, ранее известным как продукт разложения растительного красителя индиго. В своей первой публикации в 1843 году он продемонстрировал, что различные вещества, которые были идентифицированы в современной химической литературе, полученные из каменноугольной смолы и её производных, были анилином. Среди них были кианол, анилин Карла Юлиуса Фрицше, кристаллин Отто Увервербена и бензидам из Николая Зинина[14]. Большая часть его последующей работы ещё больше развила понимание природных алкалоидов.

Также, Гофман провёл аналогию между анилином и аммиаком. Он хотел убедить химиков, что органические основания можно описать в терминах производных аммиака. Гофман успешно превратил аммиак в этиламин, диэтиламин, триэтиламин и тетраэтиламмоний. Он был первым химиком, который синтезировал четвертичные амины. Его метод превращения амида в амин известен как перегруппировка Гофмана[26].

Хотя первичные, вторичные и третичные амины были стабильными при дистилляции при высоких температурах в щелочной среде, устойчивости четвертичного амина не наблюдалось. Нагревание гидроксида тетраэтиламмония привело к выделению паров триэтиламина. Это стало основой метода преобразования четвертичных аминов в третичные, известного как элиминирование по Гофману. Гофман успешно применил метод к кониину, ядовитому началу болиголова, чтобы получить первую структуру алкалоида. Его метод стал чрезвычайно значимым как инструмент для изучения молекулярных структур алкалоидов и в конечном итоге был применён к морфину, кокаину, атропину и тубокурарину. Кониин стал первым из искусственно синтезированных алкалоидов[26].

В 1848 году студент Гофмана Чарльз Блакфорд Мэнсфилд разработал метод фракционной перегонки каменноугольной смолы и выделил бензол, ксилол и толуол, что являлось важным шагом к получению продуктов из каменноугольной смолы[9][27].

В 1856 году студент Гофмана Уильям Генри Перкин пытался синтезировать хинин в Королевском колледже химии в Лондоне, когда обнаружил первый анилиновый краситель, мовеин[28]. Открытие привело к созданию широкого спектра искусственно созданных красочных текстильных красителей, революционизирующих мир моды. Исследования Гофмана о розанилине, которые он впервые подготовил в 1858 году, стали началом серии исследований по окрашиванию вещества[21]. В 1863 году Гофман показал, что анилиновый синий является производным трифенила розанилина и обнаружил, что в молекулу розанилина можно вводить различные алкильные группы для получения красителей различных пурпурных или фиолетовых цветов, которые стали известны как «фиалки Гофмана»[12]. В 1864 году Гофман подтвердил, что пурпурный цвет может быть получен только путём окисления коммерческого анилина, в котором присутствуют о-толуидин и п-толуидин в качестве примесей, а не из чистого анилина[29]. После своего возвращения в Германию Гофман продолжил экспериментировать с красителями, наконец, синтезировав хинолин в 1887 году[9].

Гофман также проводил разработку методов разделения смесей аминов и получения большого количества «полиаммоний» (диаминов и триаминов, таких как этилендиамин и диэтилендиамин). Он работал с Огюстом Кахором над основаниями фосфора с 1855 по 1857 года. С ним в 1857 году Гофман получил первый алифатический ненасыщенный спирт, аллиловый спирт, C3H5OH.Он также изучил аллилизотиоцианат (горчичное масло) в 1868 году и различные другие изоцианаты и изонитрилы (изоцианиды или карбиламины)[9].

Гофман также разработал метод определения молекулярных масс жидкостей из плотностей паров. В 1859 году Гофман выделил сорбиновую кислоту из масла рябины — химическое соединение, которое широко используется в качестве консерванта для пищевых продуктов.

В 1865 году, вдохновлённый Огюстом Лораном, Гофман предложил систематическую номенклатуру углеводородов и их производных. Она была принята Женевским конгрессом с некоторыми изменениями в 1892 году[9].

В 1871 году Гофман совместно с К. А. Марциусом открыл перегруппировку типа:

C6H5—NH—CH3 -> CH3—C6H4—NH2

Гофман нашёл способ образования первичных аминов из амидов кислот действием на них брома и щёлочи (1881).

Молекулярные модели

Гофман впервые применил молекулярные модели в органической химии, после введения в августе 1885 года теории химического строения Кекуле и печатных структурных формул Александра Крама Брауна в 1861 году. В пятницу вечером в лондонском королевском институте 7 апреля 1865 года он показал молекулярные модели простых органических веществ, таких как метан, этан и метилхлорид, которые он построил из разноцветных настольных крокетных шариков, соединённых вместе с тонкими латунными трубками[30]. Исходная цветовая схема Гофмана (углерод — чёрный, водород — белый, азот — синий, кислород — красный, хлор — зелёный и сера — жёлтый) используется в цветовой схеме CPK по сей день[31]. После 1874 года, когда Вант-Гофф и Ле Бель независимо предположили, что органические молекулы могут быть трёхмерными, молекулярные модели начали принимать их современный вид.

Вольтметр Гофмана

Вольтметром Гофмана является устройство для электролиза воды, изобретённое Августом Вильгельмом фон Гофманом в 1866 году[32]. Он состоит из трёх соединённых в вертикальном положении, как правило, стеклянных цилиндров. Внутренний цилиндр открыт сверху, чтобы добавлять воду и ионное соединение для улучшения проводимости, например, серную кислоту. Платиновые электроды размещены внутри нижней части каждого из двух боковых цилиндров, подключённых к положительной и отрицательной клеммам источника тока. Когда ток проходит через вольтметр, происходит выделение газообразного кислорода на аноде и газообразного водорода на катоде. Газ вытесняет воду и собирается в верхней части каждого из цилиндров.

Публикации

Гофман знал много языков и хорошо на них излагался, в частности о его работе над угольной смолой и её производными. В 1865 году Гофман опубликовал «Введение в современную химию», где обобщил теорию типов и новые идеи о химической структуре. Теория типов смоделировала четыре неорганические молекулы: водород, хлористый водород, воду и аммиак, и использовала их в качестве основы для систематизации и классификации как органических, так и неорганических соединений путём изучения замещения одного или нескольких атомов водорода на эквивалентный атом или группу. Исследование самого Гофмана было сосредоточено на исследовании аммиака, но в своей книге он обсудил все четыре модели. В ней он также впервые ввёл термин валентность вместо его более длинного варианта поливалентность для описания объединительной способности атома. Его учебник сильно повлиял на другие учебники как в Европе, так и в Соединённых Штатах[33].

В дополнение к своим научным работам Гофман писал биографические заметки и эссе по истории химии, в том числе и по исследованиям Либиха[10].

Награды и почести

Гофман был избран членом Королевского общества в 1851 году. В 1854 году был награждён Королевской медалью и медалью Копли в 1875 году[34]. В свой 70-летний юбилей, в 1888 году, он был облагорожен, позволив ему добавить префикс «фон» до своей фамилии.

В 1900 году Германское химическое общество построило «Гофман-Хаус» в Берлине и в 1902 году учредило Золотую медаль Августа Вильгельма фон Гофмана, которая присуждалась за выдающиеся достижения в химии. Первыми награждёнными были сэр Уильям Рамзай из Англии и профессор Анри Муассан из Парижа[35].

См. также

Примечания

  1. ↑ August Wilhelm von Hofmann // Encyclopædia Britannica (англ.)
  2. ↑ 1 2 A.W. von Hofmann // KNAW Past Members (англ.)
  3. ↑ August Wilhelm von (seit 1888) Hofmann // Brockhaus Enzyklopädie (нем.) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Wissen Media Verlag
  4. ↑ 1 2 www.accademiadellescienze.it (итал.)
  5. ↑ Гофман Август Вильгельм // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
  6. ↑ 1 2 Mathematics Genealogy Project (англ.) — 1997.
  7. ↑ Mathematics Genealogy Project (англ.) — 1997.
  8. ↑ Grete Ronge. Hofmann, August Wilhelm von (preußischer Adel 1888) // Neue Deutsche Biographie (нем.). — Berlin: Duncker & Humblot, 1972. — Bd. 9. — S. 446—450. — ISBN 3-428-00190-7.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 August Wilhelm von Hofmann (англ.). — статья из Encyclopædia Britannica Online.
  10. ↑ 1 2 3 4 Brock, W. H. Hofmann, August Wilhelm Von // Complete Dictionary of Scientific Biography (англ.). — 2008. Архивная копия от 14 сентября 2016 на Wayback Machine
  11. ↑ Meinel, Christoph. August Wilhelm Hofmann — "Reigning Chemist-in-Chief" (нем.) // Angewandte Chemie International Edition in English : magazin. — 1992. — October (Bd. 31, Nr. 10). — S. 1265—1282. — doi:10.1002/anie.199212653.
  12. ↑ 1 2 3 Travis, Anthony S. August Wilhelm Hofmann (1818–1892) // Endeavour. — 1992. — Т. 16, № 2. — С. 59—65. — doi:10.1016/0160-9327(92)90003-8.
  13. ↑ Peppas, Nicholas A. The First Century of Chemical Engineering // Chemical Heritage Magazine. — 2008. — Т. 26, № 3. — С. 26—29. Архивировано 26 июля 2020 года.
  14. ↑ 1 2 3 Jackson, Catherine M. Synthetical Experiments and Alkaloid Analogues: Liebig, Hofmann, and the Origins of Organic Synthesis (англ.) // Historical Studies in the Natural Sciences : journal. — 2014. — September (vol. 44, no. 4). — P. 319—363. — doi:10.1525/hsns.2014.44.4.319. — JSTOR 10.1525/hsns.2014.44.4.319.
  15. ↑ 1 2 3 Brock, William H. Justus von Liebig : the chemical gatekeeper. — 1st. — Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 1997. — ISBN 9780521562249.
  16. ↑ Volhard, Jacob; Fischer, Emil. August Wilhelm von Hofmann: Ein Lebensbild (нем.). — Berlin, 1902.
  17. ↑ Jackson, Catherine M. Re-Examining the Research School: August Wilhelm Hofmann and the Re-Creation of a Liebigian Research School in London (англ.) // History of Science : journal. — 2006. — September (vol. 44, no. 3). — P. 281—319. — doi:10.1177/007327530604400301.
  18. ↑ Oesper, Ralph E. The burial place of August Wilhelm Hofmann (1818–1892) (англ.) // Journal of Chemical Education : journal. — 1968. — Vol. 45, no. 3. — P. 153. — doi:10.1021/ed045p153. — Bibcode: 1968JChEd..45..153O.
  19. ↑ 1 2 Crowther, J. G. The Prince Consort and science (англ.) // New Scientist : magazine. — 1961. — 14 December (vol. 12, no. 265). — P. 689—691.
  20. ↑ 1 2 3 4 Beer, John J. A. W. Hofmann and the Founding of the Royal College of Chemistry (англ.) // Journal of Chemical Education : journal. — 1960. — Vol. 37, no. 5. — P. 248—251. — doi:10.1021/ed037p248. — Bibcode: 1960JChEd..37..248B.
  21. ↑ 1 2 Chisholm, p. 563.
  22. ↑ Griffith, Bill Chemistry at Imperial College: the first 150 years. Department of Chemistry, Imperial College, London. Дата обращения: 21 ноября 2014. Архивировано 20 ноября 2007 года.
  23. ↑ Blyth, John; Hofmann, August W. On Styrole, and Some of the Products of Its Decomposition (англ.) // Memoirs and Proceedings of the Chemical Society (MPCS) : journal. — 1843. — doi:10.1039/MP8430200334.
  24. ↑ Blyth, John; Hofmann, August Wilhelm. Ueber das Styrol und einige seiner Zersetzungsproducte (нем.) // Liebigs Annalen : magazin. — 1845. — Bd. 53, Nr. 3. — S. 289—329. — doi:10.1002/jlac.18450530302. Архивировано 1 июля 2016 года.
  25. ↑ Muspratt, James S.; Hofmann, August W. On Toluidine, a New Organic Base // MCPS. — 1845. — Т. 2. — С. 367—383.
  26. ↑ 1 2 3 Alston, Theodore A. The Contributions of A. W. Hofmann (англ.) // Anesthesia & Analgesia : journal. — 2003. — Vol. 96, no. 2. — P. 622—625. — doi:10.1097/00000539-200302000-00058. — PMID 12538223. Архивировано 20 ноября 2018 года.
  27. ↑ McGrayne, Sharon Bertsch. Prometheans in the lab : chemistry and the making of the modern world (англ.). — New York: McGraw-Hill Education, 2001. — P. 18. — ISBN 0071407952.
  28. ↑ Perkin, William Henry . The origin of the coal-tar colour industry, and the contributions of Hofmann and his pupils (англ.) // Journal of the Chemical Society : journal. — Chemical Society, 1896. — Vol. 69. — P. 596. — doi:10.1039/CT8966900596.
  29. ↑ Garfield, Simon. Mauve : how one man invented a color that changed the world (англ.). — 1st American. — New York: W.W. Norton & Co., 2002. — ISBN 978-0393323139.
  30. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 19 ноября 2018. Архивировано из оригинала 4 апреля 2016 года.
  31. ↑ Ollis, W. D. Models and Molecules // Proceedings of the Royal Institution of Great Britain. — 1972. — Т. 45. — С. 1—31.
  32. ↑ von Hofmann, A. W. Introduction to Modern Chemistry: Experimental and Theoretic; Embodying Twelve Lectures Delivered in the Royal College of Chemistry, London. Walton and Maberly, London, 1866.
  33. ↑ August Wilhelm Hofmann (1818–1892). The 1998 History of Electrochemistry calendar. BAS Bioanalytical Systems, Inc.. Дата обращения: 21 ноября 2014. Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года.
  34. ↑ Library and Archive Catalogue. Royal Society. Дата обращения: 10 марта 2012. (недоступная ссылка)
  35. ↑ Gray, James. The Electrician, Volume 51 // The Electrician. — 1903. — 12 июня (т. 51). — С. 315.

Ссылки

Дополнительно по теме

Категории