Hermann Staudinger

Kovalent bağlı makromoleküller veya dev moleküller olarak tanımladığı polimerlerin modern konseptiyle ile ilgili yaptığı çalışmalar sayesinde 1953 yılında Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü. Makromolekül terimi 1920 yılında ilk kez J. Fritschi tarafından ortaya atılmış olsa da, birçok engelle karşılaşan çalışmaları sonucunda desteklenmedi.

Staudinger, Alman kimya şirketi olan BASF’de çalışırken doğal kauçuğun monomeri olan izoprenin sentezi üzerine incelemeler yapıyordu. O zamanlar diğer araştırmacılar gibi o da polimerlerin küçük moleküllerin kimyasal etkileşimi sonucunda oluşan uzun zincirli moleküller olduğunu düşünüyordu. Bu düşüncesi doğrultusunda yaptığı çalışmalar yalnızca polimer kimyasının teorik temeline değil, modern plastiklerin gelişimine de önemli katkıda bulundu. Ayrıca, çalışmaları proteinlerin yapısının ve canlılardaki diğer makromoleküllerin doğasının anlaşılmasını sağlayan moleküler biyolojinin gelişimi için de büyük öneme sahipti.

Staudinger aynı zamanda organik bir bileşik olan ketenleri keşfetmesi ve Staudinger indirgenmesi veya Staudinger reaksiyonuyla da bilinir.

Hayatı ve Çalışmaları

23 Mart 1881’de Almanya’nın Worms şehrinde doğan organik kimyager Hermann Staudinger, filozof Dr. Franz Staudinger’in ve  Augustie Staudinger’in oğluydu. Karl August, Wilhelm ve Hans Wilhelm isimlerinde üç erkek ve Luise Federn isminde de bir kız kardeşe sahipti.

Lise eğitimini 1899 yılında Worms’ta  tamamlayarak Martin Luther University of Halle-Wittenberg’i kazandı. Kısa bir süre sonra babasının yerine Darmstadt’taki teknik bir üniversitede görevlendirildi. Münih ve Halle’deki çalışmalarını tamamladıktan sonra 1903 yılında doymamış bileşiklerin malonik esterleri ile  ilgili hazırladığı teziyle Halle’den doktora derecesini aldı. Doktora eğitimini tamamladıktan sonra Strasbourg Üniversitesi’ne katıldı. Burada organik kimya alanında üne sahip Profesör Johannes Thiele ile birlikte yaptığı çalışmalar sonucunda ketenleri keşfetti. Bu sayede amoksisilin ve penisilin gibi antibiyotiklerin sentetik olarak üretilmesine başlandı.

Ketenlerin Genel Yapısı

1907’de Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü’nde organik kimya profesörü olarak görev aldı. Zürih’teki on dört yıllık kariyerine Freiburg Albert – Ludwigs Üniversitesi’nde öğretim görevlisi olarak devam etti. 1940 yılında Research Institute for Macromolecular Chemistry’den gelen başkanlık teklifini kabul etti. Aynı zamanda Chemical Laboratories of the University’de  çalışmaya başladı. 1951 yılında buradan istifa ederek 1956 yılına kadar Research Instıtute for Macromolecular Chemistry’deki başkanlık görevine devam etti. 1927’de iş arkadaşı ve botanikçi Magda Woit ile evlenen Staudinger, 8 Eylül 1965’te Almanya’nın Freiburg şehrinde öldü.

Kariyer hayatı boyunca birçok kitap yazmıştır. Bunlar:

• Die Ketene (Ketenes) – 1912
• Anleitung zur organischen qualitativen Analyse (Organik Nitel Analize Giriş) – 1923
• Tabellen zu den Vorlesungen über allgemeine und anorganische Chemie (Genel Kimya ve İnorganik Kimya için Tablolar) – 1927
• Die hochmolekularen organischen Verbindungen, Kautschak und Cellulose (Yüksek Moleküler Organik Bileşikler, Kauçuk ve Selüloz) – 1932
• Organische Kolloidchemie (Organik Kolloid Kimyası) – 1940
• Fortschritte der Chemie, Physik und Technik der macromolekularen Stoffe ( Kimyanın, Fiziğin ve Makromoleküler Maddelerin Tekniğinin İlerlemesi) – 1939
• Macromolkulare Chemie und Biologie (Makromoleküler Kimya ve Biyoloji) – 1947

Kitaplarının yanında çok sayıda makale de yayımladı. Ketenler hakkında elliden fazla makale yayımlayan Hermann Staudinger, oksalil klorür, otooksidasyon, alifatik diazo bileşikleri, patlamalar ve böcek ilaçları ile ilgili de çalışmalar yaptı. 1920 yılından itibaren makromoleküler bileşikler hakkında 500’den fazla makale yayımladı. Bunlardan 120’si selüloz, 50’si ise kauçuk ve izopren ile ilgiliydi.

Staudinger Reaksiyonu

1912’de Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü’nde görev aldı. Buradaki ilk bulgusu fosfazid oluşturmak için azitlerin trifenilfosfin ile reaksiyona girdiğini göstermesiydi. “Staudinger reaksiyonu” olarak bilinen bu kimyasal olay yüksek fosfazid üretir.

Staudinger reaksiyonu

Polimer Kimyası

Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Teknoloji Enstitüsü’nde çalıştığı sırada Raoult ve van’t Hoff’un fiziksel yöntemleriyle yüksek moleküllü kütleleri ölçülen kauçuk kimyasıyla ilgili çalışmalara başladı. O zamanlar çoğu bilim insanının aksine Staudinger nişasta, selüloz ve proteinler gibi kauçuğun da  kovalent bağlı, birbirini tekrar eden kısa moleküler birimlerin uzun zincirleri olduğunu düşünüyordu.

Zamanın önde gelen organik kimyagerlerinden Emil Fischer ve Heinrich Wieland ölçülen yüksek moleküler ağırlıkların, küçük moleküllerin kolloidlere toplanmasıyla oluşan ve sadece görünen değerler olduğunu düşünüyordu. İlk başta Staudinger’in meslektaşlarının birçoğu yüksek moleküler ağırlıklı bileşiklerin oluşumu için küçük moleküllerin kovalent bağlarla bağlanabildiği görüşünü kabul etmedi. Bunun sebebi ise 20. Yüzyılın başlarında moleküler yapı ve bağ teorisinin tam olarak anlaşılamamasıydı.

Polimer hipoteziyle ilgili yaptığı çalışmalar 1930’lu yılların başlarında ilgi görmeye başladı. Polimerlerin yüksek moleküler ağırlıkları, membran osmometrisi ve Staudinger’in çözeltisindeki viskozite ölçümleri ile doğrulandı. Herman Mark tarafından  polimerlerin X-ışını kırınımı ile ilgili yapılan çalışmalar birbirini tekrar eden moleküler uzun zincirli birimler için doğrudan bir kanıttı. Ayrıca Carothers liderliğindeki sentetik bir çalışma, iyi anlaşılmış organik reaksiyonlarla naylon ve polyester gibi polimerlerin hazırlanabileceğini gösterdi. Staudinger sayesinde böylece  polimer kimyasının temelinin oluşumu ve gelişimi için ilk adım atılmış oldu.

Polimere iyi bir örnek olan bir dizi ataç (üstte)

Polilaktik asit (altta) 

Staudinger 1936 yılında polimer kimyasıyla ilgili “Er ya da geç sentetik yüksek moleküler ürünlerden yapay elyafın hazırlanması için bir yol keşfedilecek, çünkü doğal elyafların gücü ve esnekliği onların yalnızca moleküler yapılarına bağlıdır.” demiştir.

Ödüller ve Onurlar

1940’ta ilk polimer kimyası dergisini yayımlamaya başladı. Makromoleküler kimya ile ilgili yaptığı çalışmalar sayesinde 1953’te Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü. 1999’da Amerikan Kimya Derneği ve Gasselschaft Deutscher Chemiker tarafından International Historic Chemical Lendmarks’ta görevlendirildi.

Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü, Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi, Salamanca Üniversitesi, Turin Üniversitesi, Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Strasbourg Üniversitesi tarafından kendisine doktor ünvanı verildi.

1933’te Roma’daki Reale Accademia Nazionale dei Lincei’nin Cannizzarro Ödülü ile onurlandırıldı.

Staudinger aynı zamanda Institut de France, Amerikan Kimya Derneği ve Tokyo’daki Makromoleküler Kimya Topluluğu’nun üyesidir.