Гофман, Август Вильгельм

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Август Вильгельм фон Гофман
нем. August Wilhelm von Hofmann
August Wilhelm von Hofmann.jpg
Дата рождения 8 апреля 1818(1818-04-08)[1][2][…]
Место рождения
Дата смерти 5 мая 1892(1892-05-05)[1][3][…] (74 года)
Место смерти
Страна
Научная сфера химия
Место работы
Альма-матер
Научный руководитель Юстус фон Либих[6]
Известные ученики Накахама, Тоитиро[d]
Награды и премии
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

А́вгуст Вильге́льм фон Го́фман (нем. August Wilhelm von Hofmann; 8 апреля 1818, Гиссен — 5 мая 1892, Берлин[7]) — немецкий химик-органик и педагог. Отец историка Альберта фон Хофманна. Его исследования анилина помогли заложить основу для анилино-красочной промышленности. Гофманом также были открыты формальдегид, бензидин, изонитрилы и аллиловый спирт.[8] 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.[9]

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.

Биография и образование[править | править код]

Август Вильгельм Гофман родился 8 апреля 1818 года в Гиссене. Он был сыном Иоганна Филиппа Гофмана, тайного советника и архитектора в провинции в Дармштадте.[10] Будучи молодым, он много путешествовал со своим отцом. Август Вильгельм окончил университет Гиссена в 1836 году.[9]

Сначала он занимался изучением права и филологии в Гиссене . Есть версия, что Гофманн заинтересовался химией, когда его отец занялся расширением лабораторий Юстуса Либиха в Гиссене в 1839 году[9], после чего Август Вильгельм сменил учёбу на занятия химией и учился у Юстуса фон Либиха.[11][12] Он получил докторскую диссертацию в 1841 году. В 1843 году, после смерти отца, Гофман стал одним из помощников Либиха.[13]

Его связь с Либихом имела не только профессиональный характер. Первая жена Гофмана, Хелен Молденхауэр, и его третья жена, Элиза Молденхауэр, были племянницами супруги Либиха, Генриетты Молденхауэр. По сообщениям, Гофман ухаживал за Элизой после того, как дочь Либиха, Джоанна, отказала ему.[14]:44, 318 Его второй женой была Розамонда Уилсон, а последней Берте Тиманн.[15][16] Всего у него было одиннадцать детей.[11]

Август Вильгельм Гофман умер 5 мая 1892 года в городе Берлине.[17][18]

Карьера[править | править код]

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 подошел 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.[14]: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 вошел 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».[14] 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.[8]

Вклад в науку[править | править код]

Работа Гофмана охватывала широкий спектр органической химии.

Органический синтез

Гофман внес 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.[13]

Угольная смола и анилин

Первые исследования Гофмана, проведенные в лаборатории Либиха в Гиссене, были посвящены изучению органических оснований, содержащихся в каменноугольной смоле.[26] Гофман успешно изолировал кианол и лейкол — основания, ранее сообщенные 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.[13] Большая часть его последующей работы ещё больше развила понимание природных алкалоидов.

Также, Гофман провел 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 применен 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.[8][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».[11] В 1864 году Гофман подтвердил, что пурпурный может быть получен только путем 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.[8]

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).[8]

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, вдохновленный Огюстом Лораном, Гофман предложил систематическую номенклатуру углеводородов и их производных. Она была принята Женевским конгрессом с некоторыми изменениями в 1892 году.[8]

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, соединенных 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 трехмерными, молекулярные модели начали принимать их современный вид.

Вольтметр Гофмана

Вольтметром Гофмана является устройство для электролиза воды, изобретенное Августом Вильгельмом фон Гофманом в 1866 году.[32] Он состоит из трех соединенных 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, подключенных 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[править | править код]

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 путем 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 ввел 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 Соединенных Штатах.[33]

В дополнение к своим научным работам Гофман писал биографические заметки и эссе по истории химии, в том числе и по исследованиям Либиха.[9]

Награды и почести[править | править код]

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 награжденными были сэр Уильям Рамсей из Англии и профессор Анри Моисан из Парижа[35].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 идентификатор BNF: платформа открытых данных — 2011.
  2. Encyclopædia Britannica
  3. 1 2 SNAC — 2010.
  4. Find a Grave — 1995. — ed. size: 165000000
  5. Гофман Август Вильгельм // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
  6. Математическая генеалогия — 1997.
  7. Grete Ronge (1972, ISBN 3-428-00190-7), "Hofmann, August Wilhelm von (preußischer Adel 1888)", Neue Deutsche Biographie (Berlin: Duncker & Humblot) . — Т. 9: 446—450, <http://daten.digitale-sammlungen.de/0001/bsb00016326/images/index.html?seite=460> ; (full text online)
  8. 1 2 3 4 5 6 August Wilhelm von Hofmann (англ.). — статья из Encyclopædia Britannica Online.
  9. 1 2 3 4 Brock, W. H. Hofmann, August Wilhelm Von // Complete Dictionary of Scientific Biography. — 2008.
  10. Meinel, Christoph. August Wilhelm Hofmann — "Reigning Chemist-in-Chief" (нем.) // Angewandte Chemie International Edition in English : magazin. — 1992. — Oktober (Bd. 31, Nr. 10). — S. 1265—1282. — DOI:10.1002/anie.199212653.
  11. 1 2 3 Travis, Anthony S. August Wilhelm Hofmann (1818–1892) (неопр.) // Endeavour. — 1992. — Т. 16, № 2. — С. 59—65. — DOI:10.1016/0160-9327(92)90003-8.
  12. Peppas, Nicholas A. The First Century of Chemical Engineering (неопр.) // Chemical Heritage Magazine. — 2008. — Т. 26, № 3. — С. 26—29.
  13. 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 (англ.) : journal. — 2014. — September (vol. 44, no. 4). — P. 319—363. — DOI:10.1525/hsns.2014.44.4.319.
  14. 1 2 3 Brock, William H. Justus von Liebig : the chemical gatekeeper. — 1st. — Cambridge, U.K. : Cambridge University Press, 1997. — ISBN 9780521562249.
  15. Volhard, Jacob. August Wilhelm von Hofmann: Ein Lebensbild / Jacob Volhard, Emil Fischer. — 1902.
  16. 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.
  17. de:Friedhof der Dorotheenstädtischen und Friedrichswerderschen Gemeinden
  18. Oesper, Ralph E. The burial place of August Wilhelm Hofmann (1818–1892) (англ.) // Journal of Chemical Education (англ.) : journal. — 1968. — Vol. 45, no. 3. — P. 153. — DOI:10.1021/ed045p153. — Bibcode1968JChEd..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 (англ.) : journal. — 1960. — Vol. 37, no. 5. — P. 248—251. — DOI:10.1021/ed037p248. — Bibcode1960JChEd..37..248B.
  21. 1 2 Chisholm, 1911, p. 563.
  22. Griffith, Bill Chemistry at Imperial College: the first 150 years. Department of Chemistry, Imperial College, London. Дата обращения 21 ноября 2014.
  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. — Vol. 2. — P. 334—358. — DOI:10.1039/MP8430200334.
  24. Blyth, John; Hofmann, August Wilhelm. Ueber das Styrol und einige seiner Zersetzungsproducte (нем.) // Annalen der Chemie und Pharmacie (англ.) : magazin. — 1845. — Bd. 53, Nr. 3. — S. 289—329. — DOI:10.1002/jlac.18450530302.
  25. Muspratt, James S.; Hofmann, August W. On Toluidine, a New Organic Base (неопр.) // MCPS. — 1845. — Т. 2. — С. 367—383.
  26. 1 2 3 Alston, Theodore A. The Contributions of A. W. Hofmann (англ.) // Anesthesia & Analgesia (англ.) : journal. — 2003. — Vol. 96, no. 2. — P. 622—625. — DOI:10.1097/00000539-200302000-00058. — PMID 12538223.
  27. McGrayne, Sharon Bertsch. Prometheans in the lab : chemistry and the making of the modern world.. — New York : McGraw Hill, 2001. — P. 18. — ISBN 0071407952.
  28. Perkin, William Henry (англ.). The origin of the coal-tar colour industry, and the contributions of Hofmann and his pupils (англ.) // Journal of the Chemical Society (англ.) : 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. — 1st American. — New York : W.W. Norton & Co., 2002. — ISBN 978-0393323139.
  30. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения 19 ноября 2018. Архивировано 4 апреля 2016 года.
  31. Ollis, W. D. Models and Molecules (неопр.) // 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) (недоступная ссылка). The 1998 History of Electrochemistry calendar. BAS Bioanalytical Systems, Inc.. Дата обращения 21 ноября 2014. Архивировано 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 (неопр.) // The Electrician. — 1903. — 12 June (т. 51). — С. 315.

См. также[править | править код]

Ссылки[править | править код]