Михаэль, Артур

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Артур Михаэль
Arthur Michael
Дата рождения 7 августа 1853(1853-08-07)
Место рождения Буффало, США
Дата смерти 8 февраля 1942(1942-02-08) (88 лет)
Место смерти Орландо, США
Страна
Научная сфера органическая химия
Место работы
Альма-матер
Учёное звание профессор
Известен как химик, открывший реакцию Михаэля
Сайт chem.tufts.edu/arthur-mi…

Артур Михаэль (англ. Arthur Michael; 7 августа 1853, Буффало — 8 февраля 1942, Орландо) — американский химик-органик, известен по открытой им реакции Михаэля[1].

Биография[править | править код]

Артур Михаэль родился 7 августа 1853 года в Буффало, штат Нью-Йорк, в состоятельной семье Клары (урожд. Пиннер) и Джона Михаэль. Он учился в школе Бриггс в Буффало, где в то время не проводилось уроков химии, но Михаэлю удалось получить основные навыки по этому предмету от местного учителя, эксперименты он проводил в домашней лаборатории, оборудованной его отцом[2].

Из-за тяжелой болезни Михаэль, планировавший поступить в Гарвард, летом 1871 года отправился с семьей в длительное путешествие в Европу, решив остаться учиться в Германии. Несмотря на весьма скромную подготовку в области химии, Михаэлю удалось устроиться работать в химическую лабораторию профессора А. В. Гофмана в Берлинском университете. Через год Михаэль переехал в Гейдельберг, где в течение двух лет обучался под руководством Р. В. Бунзена. Вернувшись в Берлин в 1876 году, Михаэль в течение последующих двух лет выполнил и опубликовал обширную серию блестящих и важных исследований[3][4]. Своё образование Михаэль завершил в 1879—1880 годах в парижской École de Médecine под руководством Ш. А. Вюрца[5].

Вернувшись в Соединённые Штаты в 1880 году, Михаэль стал профессором химии в колледже Тафтс, где он преподавал в 1882—1889. Там Михаэль встретил Хелен Эббот, которая была одной из его студенток, и в 1888 году женился на ней. После нескольких лет в Англии, где пара работала в личной лаборатории на острове Уайт, они в 1894 году вернулись в Соединённые Штаты, где Михаэль снова преподавал в Тафтс, оставив его в 1907 году в звании почетного профессора.

В 1912 году Артур Михаэль получил статус профессора органической химии в Гарварде, здесь он имел возможность не читать лекционных курсов, а лишь работал в лаборатории в Ньютон-центре, имел личных помощников и аспирантов. В 1936 году Артур Михаэль получил звание почетного профессора Гарварда[6].

Артур Михаэль скончался 8 февраля 1942 года, в Орландо, Флорида, на 89-м году жизни. Его жена умерла в 1904 году от гриппа[7]. У них не было детей.

Вклад в науку[править | править код]

Экспериментальные исследования[править | править код]

В 1879 Михаэлю первому удалось получить гликозид хелицид[8], методика синтеза которого стала использоваться для получения веществ этого класса соединений. В 1887 году он открыл возможность присоединения реагентов с активной метиленовой группой к α,β-ненасыщенным сложным эфирам и карбонильным соединениям, названной впоследствии реакцией Михаэля[9]. В 1900 Михаэль открыл семиокись хлора[10].

Вклад в теоретическую химию[править | править код]

Размышляя о происхождении химических элементов, Михаэль придерживался идей о химической эволюции, согласно которой элементы появились в последовательном порядке в зависимости от величины свободной энергии, запасенной в атоме.

При рассмотрении химической реакции Михаэль отталкивался от идеи Ф. А. Кекуле, считая первым этапом процесса столкновение двух молекул, привлеченных друг к другу благодаря их химическому сродству, с образованием двойной молекулы, стабильность которой определяется степенью преобразования свободной химической энергии двух разных молекул в энергию связи и тепло.

Михаэль был также хорошо известен за работы, посвященные приложению термодинамики к органической химии[11]. Он перефразировал второй закон термодинамики, говоря об увеличении энтропии, имевшем место в каждой спонтанной химической реакции, как о «химической нейтрализации», понимая под этим нейтрализацию свободной энергии реагирующих атомов. Согласно его теории, величина химической нейтрализации напрямую зависит от величины преобразования свободной энергии в энергию связи[12]. Его теория объяснила молекулярные перегруппировки, реакции присоединения и замещения[13], таутомерию и стереохимию процессов[14].

Многие работы Михаэля посвящены несимметричному присоединению, направление которого объясняется сформулированным им же «+\-» правилом. Согласно ему максимальная нейтрализация достигается за счет присоединения электроотрицательного атома или группы к более электроположительному атому ненасыщенной молекулы и наоборот. «+\-» правило было подтверждено при синтезе малоновых и ацетоуксусных эфиров[15]. При этом образование определённого продукта зависит от химического сродства атомов. В этом заключается предложенный Михаэлем «принцип распределения».

Критика принятых взглядов[править | править код]

Другим важным вкладом, возможно, наравне с его термодинамической теорией в её непосредственном влиянии на органическую химию, была роль Артура Михаэля в качестве критика.

Так он отказался принять работы Й. Вислиценуса о теории геометрической изомерии Вант-Гоффа, которая, по его мнению, была недоказанной гипотезой, так как базировалась чисто на механизмах и геометрии, а не на термодинамических факторах. Он опровергал утверждение о том, что присоединение к ненасыщенным молекулам обязательно проходит в цис-направлении и доказал это в серии экспериментов, в которых доминировало транс-присоединение[16].

В 1889 Михаэлю удалось доказать реакционную способность метиленовых групп в β-сульфонильных сложных эфирах, опровергнув тем самым принятые взгляды Виктора Мейера о том, что сульфоновую группу нельзя сравнивать с карбонильной. В 1920 году он, следуя своей теории о сродстве и энергии, исследовал механизмы пинаконовой и бензоиновой перегруппировок[17], и пришёл к выводу, что принятая интерпретация М. Тиффно химически невозможна.

Описание процессов циклизации согласно гипотезе напряжений A. Байера не рассматривало ни химическое сродство и энергетические отношения, ни влияние боковых групп, и как следствие не было для Михаэля убедительным. Так, аму удалось получить соединение с четырёхчленным циклом, посредством взаимодействия этилового натриймалоната с этилцитраконатом, тем самым доказав, что при наличии определённых боковых групп циклобутил-производные так же легко образуются, как и любые производные пяти- или шестичленных циклов.

Результаты Михаэля доказали необходимость объединения термодинамических принципов со структурной теорией, выявления тесной связи между энергетическими отношениями и химическим поведением, что в конечном итоге привело к более глубокому пониманию органической химии и разработке общей теории органических реакций.

Интересы[править | править код]

Одним из главных интересов Михаэля было древнее и средневековое искусство, он имел коллекцию раннего американского серебра, которую он завещал Смитсоновскому институту, а оставшуюся часть своей коллекции, среди которой множество предметов востока — Художественной галерее Олбрайт в Буффало.

В юности Артур Михаэль увлекался альпинизмом и часто проводил каникулы в горах[2].

Личные качества[править | править код]

Михаэля вспоминают как энергичного, проворного, но при этом застенчивого человека, глубоко погруженного в своих научные и художественные занятия. Он избегал публичности. Как преподаватель, он умел стимулировать и вдохновлять, стремился к тщательности и точности. Михаэль очень любил детей, но никогда не имел своих. Поэтому он завещал остаток своего значительного имущества трем учреждениям в Буффало по уходу за искалеченными, слепыми и нуждающимися детьми[2].

Награды и звания[править | править код]

  • Национальная Академия Наук (1889)
  • Почетный профессор колледжа Тафтс (1907)
  • Почетный профессор Гарвардского университета (1936)

Примечания[править | править код]

  1. Thomas Poon, Bradford P. Mundy and Thomas W. Shattuck. The Michael Reaction (англ.) // Journal of Chemical Education : журнал. — American Chemical Society, 2002. — 1 February (no. 79 (2)). — ISSN 0021-9584. — DOI:10.1021/ed079p264.
  2. 1 2 3 Fieser L. Biographical Memoirs // The National Academies Press. — 1975. — Vol. 46. — P. 330—367.
  3. Arthur Michael, Thomas H. Norton. Ueber die Darstellung und Eigenschaften des Trijodresorcins (нем.) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : журнал. — Weinheim: Wiley-VCH, 1876. — Juli (Bd. 9, H. 2). — ISSN 1434-193X. — DOI:10.1002/cber.187600902216.
  4. Michael A. Ueber die Einwirkung des Broms auf Aethylphtalimid (нем.) // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft : журнал. — Weinheim: Wiley-VCH, 1877. — Juli (Bd. 10, H. 2). — ISSN 0009-2940. — DOI:10.1002/cber.18770100289.
  5. Takashi Tokoroyama. Discovery of the Michael Reaction (англ.) // European Journal of Organic Chemistry : журнал. — Weinheim: Wiley-VCH, 2010. — 10 February (vol. 2010, iss. 10). — ISSN 1434-193X. — DOI:10.1002/ejoc.200901130.
  6. Prof. Arthur Michael (англ.). Tufts University. Проверено 4 января 2018. Архивировано 15 декабря 2012 года.
  7. Helen Abbott Michael. Famous Scientists (англ.). Human Touch of Chemistry  (недоступная ссылка — история). Проверено 4 января 2018. Архивировано 27 октября 2014 года.
  8. Michael A. Ueber die Synthese des Phenolglykosides und des Orthoformylphenolglykosides oder Helicins // Compt. Rend. : журнал. — 1879. — № 89. — С. 355. — ISSN 1631-0748.
  9. Michael A. Ueber die Addition von Natriumacetessig- und Natriummalonsäureäthern zu den Aethern ungesättigter Säuren // Journal für Praktische Chemie : журнал. — Leipzig: Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1887. — 21 марта (т. 35, вып. 1). — ISSN 1521-3897. — DOI:10.1002/prac.18870350136.
  10. Michael A., Conn W. T. On the behavior of iodine and bromine toward chlorine heptoxide and perchloric acid (англ.) // Am. Chem. J.[en] : журнал. — American Chemical Society, 1901. — No. 25. — P. 89. — ISSN 0002-7863.
  11. Albrt B. Costa. Arthur Michael (1853-1942). The meeting of thermodynamics and organic chemistry (англ.) // Journal of Chemical Education : журнал. — American Chemical Society, 1971. — April (no. 48 (4)). — P. 243. — ISSN 0021-9584. — DOI:10.1021/ed048p243.
  12. Arthur Michael. Outline of a theory of organic chemistry founded on the law of entropy (англ.) // Am. Chem. J.[en] : журнал. — American Chemical Society, 1910. — August (no. 32). — P. 990–1007. — ISSN 0002-7863. — DOI:10.1021/ja01926a020.
  13. Arthur Michael. On the Mechanism of Reactions of Acetoacetic Ester, the Enolates and Structurally Related Compounds. I. C- and O-Alkylation (англ.) // Am. Chem. J.[en] : журнал. — American Chemical Society, 1935. — January (no. 57). — P. 159–164. — ISSN 0002-7863. — DOI:10.1021/ja01304a042.
  14. Michael A. Bemerkungen zu der Abhandlung von Goldschmidt und Meissler über „Versuche zur Constitutions-bestimmung tautomerer Verbindungen” (нем.) // Journal für Praktische Chemie : журнал. — Leipzig: Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1890. — 11 June 6 (Bd. 42, H. 1). — DOI:10.1002/prac.18900420102.
  15. Arthur Michael, John Ross. On the course of addition of addition of sodium enol malonic esters to alpha, beta-unsaturated esters (англ.) // Am. Chem. J.[en] : журнал. — American Chemical Society, 1930. — November (no. 52). — P. 4598–4609. — ISSN 0002-7863. — DOI:10.1021/ja01374a064.
  16. A. Michael. Zur Kritik der Abhandlung von J. Wislicenus: “Ueber die räumliche Anordnung der Atome in organischen Molekülen” (нем.) // Journal für Praktische Chemie : журнал. — Leipzig: Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1888. — 10 Julis. — ISSN 1521-3897. — DOI:10.1002/prac.18880380102.
  17. Michael A. On the chemical mechanism of organic rearrangements (англ.) // Am. Chem. J.[en] : журнал. — American Chemical Society, 1920. — April (no. 42). — P. 787–821. — ISSN 0002-7863. — DOI:10.1021/ja01449a015.

Ссылки[править | править код]