Фишер, Герман Отто Лауренц

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Герман Отто Лауренц Фишер
Дата рождения 16 декабря 1888(1888-12-16)[1]
Место рождения
Дата смерти 9 марта 1960(1960-03-09)[1] (71 год)
Место смерти
Страна
Место работы
Награды и премии

Фишер, Герман Отто Лауренц (нем. Hermann Otto Laurenz Fischer; 16 декабря 1888 — 9 марта 1960) — немецкий химик-органик, биохимик и профессор химии. Внёс огромный вклад в современную биохимию, особенно в изучение химии триоз, глицеральдегидов и других сахаров, а также строения и конфигурации шикимовой и хинной кислот.

Молодые годы и образование[править | править код]

Герман Фишер родился 16 декабря 1888 года в городе Вюрцбург в Баварии. Его отец, Эмиль Фишер, являлся профессором Химического университета и в 1892 году, когда вся семья переехала в Берлин, он стал преемником профессора Августа Вильгельма Гофмана и начал руководить Химическим институтом Берлинского университета. Будучи старшим из трёх сыновей Эмиля и Агнес Фишер, Герман Отто уже с ранних лет был знаком с научно-исследовательскими работами по химии и представлен кругу академиков.

Спустя 3 года умерла мать Фишера. В этот период Фишер ходил в гимназию в Берлине, о которой отзывался следующим образом: «Латынь, греческий, история и немецкий преподавали очень хорошо, математики совсем немного и науки очень мало». В своих ранних воспоминаниях он сохранил двухнедельный визит сэра Вильяма Рамсея, который рассказывал об открытии инертных газов — аргона, гелия, криптона и неона. Это повлияло на выбор его дальнейшей профессии.

Отец отправил его учиться на год в Кембриджский университет в Лондоне. Затем Герман Фишер вернулся в Германию, где провёл год на военной службе в небольшом городе Линебурге. После завершения службы Фишер вновь приступил к изучению химии сначала в Берлине, затем в Йене, где начал свою докторскую работу под руководством выдающегося профессора Людвига Кнорра в Йенском Университете.

После защиты диссертации на тему «Изучение ацетилацетонов» и получения докторской степени в 1912 году, Герман Фишер решил вернуться в Химический институт Берлинского университета для продолжения своих исследований вместе с отцом.

После наступления войны Фишер был призван на военную службу и отправлен в отряд химического оружия. Его оба брата, ранее изучавшие медицину, погибли во время выполнения военного задания.

В 1919 году его отец умирает.

В 1922 году женился на Рут Секелс. Их брак привёл к появлению дочери и 2 сыновей. В это время Фишер был назначен ассистентом профессора в Институте, находящемся под руководством профессора Германа Шленка, что позволило ему читать лекции для студентов[2].

Научная деятельность в Германии[править | править код]

Герман Фишер начал заниматься синтезом природных депсидов. Для защиты фенольных групп гидроксиароматических кислот (во время их превращения в хлорангидриды) он применил карбометокси (метоксикарбонил) группу, которая ранее успешно использовалась Эмилем Фишерем в полипептидном синтезе. Полученные хлорангидриды были использованы для этерификации других гидроксиароматических соединений, что приводило к дидепсидам. Также Герман Фишер смог получить орто- и пара-диорселлиновые кислоты. Эти исследования привели к написанию четырёх статей, опубликованных в 1913—1914 гг. в журнале «Berichte», и носящих имена Эмиля Фишера и Германа Отто Лауренца Фишера.

В 1932 году вместе с главным ассистентом, доктором Гердой Дангшат, они установили правильную структуру и конфигурацию хинной кислоты. Этот результат в свою очередь привёл к правильной структуре хлорогеновой кислоты — сложного эфира хинной кислоты и кофейной кислоты, которая в природе встречается в кофейных зёрнах[3].

Выдающимся достижением Германа Фишера и Эриха Бэра в Берлине стало успешное получение D,L-глицеральдегид-3-фосфатов[4]. В дальнейшем в лаборатории Отто Варбург, Густав Эмбден и Отто Майерхоф установили, что D-энантиомер этого эфира является важным трёхуглеродным интермедиатом в гликолизе и при спиртовом брожении.

Научная деятельность в Швейцарии[править | править код]

В 1932 году опасная политическая обстановка в центральной Европе, а также приглашение стать сотрудником Университета в Базеле привели к переезду семьи Фишера в Швейцарию.

Герман Фишер вместе с Эрихом Бэром развили способ получения энантиомеров ацетонатов глицеральдегидов, что привело затем к их известной работе по асимметричным глицеридам[5]. Им удалось синтезировать асимметричные ацетонаты глицеральдегидов из маннитолов. Исследователи смогли показать, что альдольная реакция незамещённого D-глицеральдегида с его кето-изомером, дигидроксиацетоном, проходит с высоким выходом D-фруктозы и D-сорбозы, и с практически полным исключением других изомеров — D-псикозы и D-тагатозы.

Совместно с Гердой Дангшат были изучены структура и конфигурация шикимовой кислоты[6]. Было проведено ступенчатое разрушение шикимовой кислоты до транс-аконитовой и трикарбаллиловой кислот. Благодаря этому впервые структура была охарактеризована как 3,4,5-тригидроксициклогексен-1-карбоновая кислота. Конфигурационные соотношения трёх гидроксильных групп стали известны после рассмотрения химических и оптических свойств δ-лактона дигидрошикимовой кислоты. Также исходная шикимовая кислота была преобразована в 2-дезокси-D-арабино-гексоновую кислоту. Работы Фишера и Дангшат спустя 15 лет помогли обнаружить и установить метаболическую роль шикимовой кислоты, причём в решающих экспериментах использовался образец шикимовой кислоты, изолированный Фишером и Дангшат.

Научная деятельность в Канаде[править | править код]

В 1937 году в связи с обострённой политической ситуацией в Европе Фишер решил принять приглашение от Университета в Торонто в Канаде. Доктор Эрих Бэр и молодой шведский химик, доктор Джон Гросхайнц, последовали за Фишером в Канаду. Позже, к ним присоединился другой молодой канадский химик, Джон Совден.

Работа Фишера и Бэра по изучению асимметричных глицеральдегидов была продолжена изучением глицеридов. Они достигли успеха в приготовлении асимметричных α,β-глицеридов бензилированием ацетонатов глицеридов, с последующими гидролизом ацетонатной группы, ацилированием и гидрогенолизом защитной бензильной группы[7]. Также асимметричные ацетонаты глицеридов посредством фосфорилирования с последующим гидролизом ацетонатной группы были преобразованы в две α-глицерофосфорные кислоты (глицерол-1-фосфаты)[8].

Другие достижения Фишера и Бэра в Торонто включали изучение симметричных эфиров глицерина, развитие методов синтеза димерного глицеро-1,3-дифосфата, глиоксальсемиацетата, L(+)-пропиленгликоля, β-фосфатидной кислоты и фосфоенолпировиноградной кислоты[9][10]. Также при совместной работе с доктором Джон Гросхайнц, они установили условия проведения реакции расщепления гликоля в присутствии тетраацетата свинца в частично водных условиях.

При сотрудничестве с доктором Совден, Фишер подобрал довольно простые условия для реакции сахаров с нитрометаном. Например, L-арабиноза преобразуется в L-глюкозу и L-маннозу через эпимерный нитроспирт. Таким образом наряду с циангидринным методом Н. Килиани и Эмиля Фишера стал доступен новый и основной метод увеличения углеродной цепи сахаров.

Научная деятельность в США[править | править код]

В 1948 году Фишер с радостью принимает предложение стать профессором Биохимии на только что открывшемся факультете Биохимии в Колледже Литературы и Науки. В дополнении к лекциям и управлению своими научными проектами, он также занимал важную административную должность председателя Биохимического факультета начиная с 1953 года вплоть до выхода на пенсию в 1956 году.

Совместно с доктором Дональдом Л. МакДональдом он добился успехов в работах по созданию нового эффективного метода укорочения углеродной цепи сахаров, который основан на получении производных — диэтилдитиоацеталей (меркапталей) сахаров, из которых при окислении получают соответствующие дисульфоны. После обработки этих производных слабой щёлочью с большим выходом получались более короткий сахар и бис(этилсульфонил)метан[11]. Позже Фишер, МакДональд и Баллоу получили биохимически важный фосфорилированный сахар D-эритрозо-4-фосфат[12].

В 1956 году Фишер вышел на пенсию, но сохранил активные и продуктивные научные исследования на факультете Биохимии до конца своей жизни, вплоть до начала 1960 года. Во время этого периода он стал интересоваться применением реакции альдегид-нитрометан, и частично её применением для синтеза аминодезоксисахаров и аминодезоксиинозитолов. В сотрудничестве с доктором Х. Н. Байером, применив эту реакцию, он успешно синтезировал 3-амино-3-дезоксисахар, а позже, с доктором A. C. Ричардсоном, — смесь амино-ангидродезокси сахаров.

Награды и почётные звания[править | править код]

За свои работы Герман Фишер получил немало наград и премий, а также был избран членом Нью-Йоркской Академии Наук, Химического Института (Канада), и участником Общества Биохимии, Американского Химического Общества, Химического Общества в Лондоне, Швейцарского Химического Общества и Американской Ассоциации по продвижению науки.

Среди его наград:

  • Премия за научные достижения в химии углеводов (1949)
  • Памятная медаль Адольфа фон Байера[de] в Германии (1955)
  • Хадсоновская премия по Химии Углеводов от Американского Химического Сообщества (1958)
  • Юбилейное издание Архива Биохимии и Биофизики (1958) за огромный вклад в развитие биохимии

В 1959 году ему была присуждена учёная степень Почётного Доктора Химических Наук в Университете имени Юстуса Либиха в Гиссене (Германия).

Основные труды[править | править код]

Neue Derivate der Chinasäure. Ber., 54:775—84, 1921

With Carl Taube. Über Glyoxal. Ber., 59:851—56, 1926

With Gerda Dangschat. Zur Konfiguration der Shikimisäure. VII. Mitteilung über Chinasäure und Derivate. Helv. Chim. Acta, 18:1206—13, 1935

With Erich Baer. Studies on acetone-glyceraldehyde. VI. Synthesis of the biological l(−)-a-glycerophosphoric acid. J. Biol. Chem., 128:491—500, 1939

With Erich Baer. On the configuration of naturally occurring glycerol ethers. Swiss Medical Journal, 71:321—22, 1941

With Erich Baer. Studies on acetone-glyceraldehyde, and optically active glycerides. IX. Configuration of the natural batyl chimyl, and selachyl alcohols. J. Biol. Chem., 140:397—410, 1941

With Erich Baer. A synthesis of d, l-glyceraldehyde 3-phosphate. J. Biol. Chem., 150:223—29, 1943

Chemical and biological relationships between hexoses and inositols. Harvey Lectures, 1944—45, 40:156—78, 1944

With J. M. Grosheintz. Synthesis of 6-nitro-6-desoxy-D-glucose and 6-nitro-6-desoxy-L-idose. J. Am. Chem. Soc, 70:1476—79, 1948

With Erich Baer. A new synthesis of phosphoryl-enolpyruvic acid. J. Biol. Chem., 180:145—54, 1949

With Gerda Dangschat. Configurational relationship between naturally occurring cyclic plant acids and glucose. Transformation of quinic acid into shikimic acid. Biochim. Biophys. Acta, 4:199—204, 1950

Chemische Synthesen von Zwischenprodukten des Zuckerstoffwechsels. Angewandte Chemie, 69:413—19, 1957

Frontiers of research on sugar. Federation Proceedings, 18:97—103, 1959

Fifty years in the service of biochemistry. Ann. Rev. Biochem., 29:1—14, 1960

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 Немецкая национальная библиотека, Берлинская государственная библиотека, Баварская государственная библиотека и др. Record #134125053 // Общий нормативный контроль (GND) — 2012—2016.
  2. W. M. Stanley and W. Z. Hassid. Hermann Otto Laurenz Fischer. National Academy of sciences, 1969
  3. With Gerda Dangschat. Über Konstitution und Konfiguration der Chinasäure II. Mitteilung über Chinasäure und Derivate. Ber., 65:1009—31, 1932
  4. With Erich Baer. Über die 3-Glycerinaldehyd-phosphorsäure. Ber., 65:337—45, 1932
  5. With Erich Baer. Synthese optisch-aktiver Glyceride. Naturwiss.,25:588—89, 1937
  6. With Gerda Dangschat. Übergang der Chinasäure in Shikimisäure. Naturwiss., 26:562—63, 1938.
  7. With Erich Baer. Studies on acetone-glyceraldehyde. V. Synthesis of optically active glycerides from d(+)-acetone glycerol. J. Biol. Chem., 128:475—89, 1939
  8. With Erich Baer. Synthesis of the d(+)-α-glycerophosphoric acid and the action of phosphatase on synthetic d(+)-, l(−)-, and dl-α-glycerophosphoric acids. J. Biol. Chem., 135:321—28, 1940
  9. With Erich Baer. Dimeric dl-glyceraldehyde-l,3-diphosphate. J. Biol. Chem., 143:563—64, 1942
  10. With Erich Baer and Ira B. Cushing. On the synthesis of optically active β-phosphatidic acids. Can. J. Res., 21:119, 1943
  11. With D. L. MacDonald. Degradation of aldoses by means of their disulfones. Biochim. Biophys. Acta, 12:203—6, 1953
  12. With Clinton E. Ballou and D. L. MacDonald. The synthesis and properties of D-erythrose-4-phosphate. J. Am. Chem. Soc, 77:2658, 5967—70, 1955