Karl Ziegler- Karl Ziegler
Karl Ziegler | |
|---|---|
 Karl Ziegler
| |
| Geboren |
Karl Waldemar Ziegler
26. November 1898 |
| Ist gestorben | 12. August 1973 (im Alter von 74) |
| Staatsangehörigkeit | Deutschland |
| Alma Mater | Universität Marburg |
| Bekannt für |
Ziegler-Natta-Katalysator Ziegler-Prozess Wohl-Ziegler-Bromierung Thorpe-Ziegler-Reaktion Organoaluminiumchemie Organolithiumreagenz |
| Auszeichnungen |
Liebig-Medaille (1935) Kriegsverdienstkreuz 2. Klasse (1940) Werner-von-Siemens-Ring (1961) Nobelpreis für Chemie (1963) |
| Wissenschaftlicher Werdegang | |
| Felder | Organische Chemie |
| Institutionen |
Goethe-Universität Frankfurt Universität Heidelberg Universität Halle-Saale Max-Planck-Institut für Kohlenforschung |
| Doktoratsberater | Karl von Auwers |
Karl Waldemar Ziegler (26. November 1898 - 12. August 1973) war ein deutscher Chemiker , der 1963 zusammen mit Giulio Natta den Nobelpreis für Chemie für Arbeiten über Polymere erhielt . Das Nobelkomitee würdigte seine "hervorragenden Arbeiten zu metallorganischen Verbindungen, [die]... zu neuen Polymerisationsreaktionen führten und... den Weg für neue und äußerst nützliche industrielle Verfahren ebneten". Er ist auch für seine Arbeiten zu freien Radikalen , Vielringen und metallorganischen Verbindungen sowie für die Entwicklung des Ziegler-Natta-Katalysators bekannt . Eine von vielen Auszeichnungen, die Ziegler erhielt, war 1960 gemeinsam mit Otto Bayer und Walter Reppe der Werner-von-Siemens-Ring für die Erweiterung der wissenschaftlichen Erkenntnisse und die technische Entwicklung neuer Kunststoffe .
Biografie
Frühes Leben und Ausbildung
Karl Ziegler wurde am 26. November 1898 in Helsa bei Kassel als zweiter Sohn des lutherischen Pfarrers Karl Ziegler und Luise Rall Ziegler geboren. Er besuchte Kassel-Bettenhausen in der Volksschule. Ein einführendes Physiklehrbuch weckte erstmals Zieglers Interesse an der Wissenschaft. Es trieb ihn dazu, Experimente in seinem Haus durchzuführen und über seinen High-School-Lehrplan hinaus ausgiebig zu lesen. Durch seinen Vater wurde er auch vielen bemerkenswerten Personen vorgestellt, darunter Emil Adolf von Behring , der für den Diphtherie-Impfstoff anerkannt wurde. Sein zusätzliches Studium und seine Experimente erklären, warum er in seinem letzten Jahr am Gymnasium in Kassel eine Auszeichnung als bester Schüler erhielt. Er studierte an der Universität Marburg und konnte aufgrund seines umfangreichen Hintergrundwissens seine ersten beiden Studiensemester auslassen. Sein Studium wurde jedoch unterbrochen, da er 1918 als Soldat im Ersten Weltkrieg an die Front eingesetzt wurde . Er erhielt seinen Ph.D. 1920 Studium bei Karl von Auwers . Seine Dissertation zum Thema "Studies on Semibenzole and Related Links" führte zu drei Veröffentlichungen.
Werdegang
Karl Ziegler zeigte schon in jungen Jahren einen Eifer für die Wissenschaft. Er machte eine schulische Ausbildung und wurde 1920 an der Universität Marburg promoviert. Bald darauf hielt er kurze Vorlesungen an der Universität Marburg und der Universität Frankfurt .
1926 wurde er Professor an der Universität Heidelberg, wo er die nächsten zehn Jahre damit verbrachte, neue Fortschritte in der organischen Chemie zu erforschen. Er untersuchte die Stabilität von Radikalen an dreiwertigen Kohlenstoffen und untersuchte metallorganische Verbindungen und deren Anwendung in seiner Forschung. Er arbeitete auch an der Synthese mehrgliedriger Ringsysteme. 1933 veröffentlichte Ziegler sein erstes größeres Werk über große Ringsysteme, "Vielgliedrige Ringsysteme", das die Grundlagen des Ruggli-Ziegler-Verdünnungsprinzips darlegte.
1936 wurde er Professor und Direktor des Chemischen Instituts an der Universität Halle-Saale sowie Gastdozent an der University of Chicago . Ziegler, der Patron der SS war, erhielt im Oktober 1940 das Kriegsverdienstkreuz 2. Klasse.
Von 1943 bis 1969 war Ziegler der Direktor des Max - Planck - Institut für Kohlenforschung (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) früher als Institut Kaiser-Wilhelm bekannt für Kohlenforschung (Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung) in Mülheim an der Ruhr als Nachfolger von Franz Fischer .
Karl Ziegler wurde ein Großteil der Wiederbelebung der chemischen Forschung in Deutschland nach dem Krieg zugeschrieben und war 1949 an der Gründung der Gesellschaft Deutscher Chemiker beteiligt. Er war fünf Jahre lang Präsident. Von 1954 bis 1957 war er auch Präsident der Deutschen Gesellschaft für Mineralölwissenschaft und Kohlechemie. 1971 wählte ihn die Royal Society, London, zum Foreign Member.
Persönliches Leben
1922 heiratete Ziegler Maria Kurtz. Sie hatten zwei Kinder, Erhart und Marianna. Seine Tochter, Dr. Marianna Ziegler Witte, war promovierte Medizinerin und heiratete eine Chefärztin eines damaligen Kinderkrankenhauses im Ruhrgebiet. Sein Sohn, Dr. Erhart Ziegler, wurde Physiker und Patentanwalt. Karl Ziegler hat neben seinen Kindern fünf Enkelkinder von seiner Tochter und fünf von seinem Sohn. Mindestens eines seiner Enkelkinder, Cordula Witte, nahm an seinem Nobelpreisempfang teil, da ein Bild von den beiden fröhlich tanzend zu sehen ist. Ziegler reiste gerne mit seiner Familie um die Welt, vor allem auf Kreuzfahrten. Er hat sogar spezielle Kreuzfahrten und Flugzeuge für die Beobachtung der Sonnenfinsternis kartiert. Während einer Sonnenfinsternis-Beobachtungsfahrt 1972 mit seinem Enkel erkrankte Karl Ziegler. Er starb ein Jahr später.
Ziegler und seine Frau waren große Liebhaber der Künste, insbesondere der Malerei. Karl und Maria beschenkten sich gegenseitig zu Geburtstagen, Weihnachten und Jubiläen. Sie sammelten eine große Sammlung von Gemälden, die nicht unbedingt aus einer bestimmten Epoche stammten, aber von Gemälden, die sie genossen. Maria liebte als begeisterte Gärtnerin besonders Blumenbilder von Emil Nolde , Erich Heckel , Oskar Kokoschka und Karl Schmidt-Rottluff . Karl genoss Bilder von den Orten, die er und seine Frau Heimat nannten, darunter Bilder von Halle und dem Ruhrgebiet . 42 Bilder aus der gemeinsamen Sammlung wurden in eine Stiftung eingebracht, die dem Mülheimer Ziegler Kunstmuseum vermacht wurde.
Als Mann vieler Entdeckungen war Karl Ziegler auch ein Mann vieler Patente. Durch seinen Patentvertrag mit dem Max-Planck-Institut war Ziegler ein wohlhabender Mann. Mit einem Teil dieses Vermögens richtete er den Ziegler-Fonds mit rund 40 Millionen D-Mark ein, um die Forschung des Instituts zu unterstützen. Ein weiterer Namensgeber ist die Karl-Ziegler-Schule, ein städtisches Gymnasium, das am 4. Dezember 1974 in Umbenennung einer bereits bestehenden Schule gegründet wurde. Die Schule befindet sich in Mülheim, Deutschland.
Karl Ziegler starb am 12.08.1973 in Mülheim , seine Frau 1980.
Wissenschaftliche Fortschritte
Ziegler war zeitlebens ein eifriger Verfechter der notwendigen Unteilbarkeit jeglicher Forschung. Aus diesem Grund reichen seine wissenschaftlichen Leistungen von den Grundlagen bis hin zu den praktischsten, und seine Forschung umfasst ein breites Themenspektrum auf dem Gebiet der Chemie. Als junger Professor stellte Ziegler die Frage: Welche Faktoren tragen zur Dissoziation von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in substituierten Ethan- Derivaten bei? Diese Frage sollte Ziegler zu einer Untersuchung von freien Radikalen , Organometallen , Ringverbindungen und schließlich Polymerisationsprozessen führen .
Freie Radikalverbindungen
Noch als Doktorand an der Universität Marburg veröffentlichte Ziegler seinen ersten großen Artikel, der zeigte, wie aus Carbinolen halochrome (R 3 C + Z − ) Salze hergestellt werden können. Frühere Arbeiten hatten den Eindruck hinterlassen, dass Halochromsalze oder freie Radikale (R3C•) erfordern, dass R aromatisch ist . Er wurde ermutigt, ähnlich substituierte freie Radikale zu synthetisieren, und stellte 1923 erfolgreich 1,2,4,5-Tetraphenylallyl und 1925 Pentaphenylcyclopentadienyl her. Diese beiden Verbindungen waren viel stabiler als frühere freie Radikale mit dreiwertigem Kohlenstoff, wie Triphenylmethylphenyl . Sein Interesse an der Stabilität von dreiwertigen Kohlenstoff-Radikalverbindungen brachte ihn zur Veröffentlichung der ersten von vielen Veröffentlichungen, in denen er die sterischen und elektronischen Faktoren identifizieren wollte, die für die Dissoziation von hexasubstituierten Ethanderivaten verantwortlich sind.
Vielgliedrige Ringverbindungen
Auch Zieglers Arbeiten mit Vielringverbindungen nutzten die reaktive Natur von Alkalimetallverbindungen. Er verwendete starke Basen wie die Lithium- und Natriumsalze von Aminen, um die Cyclisierung von langkettigen Kohlenwasserstoffen mit endständigen Cyanogruppen zu erreichen. Die anfänglich gebildete Ringverbindung wurde dann in das gewünschte makrocyclische Ketonprodukt umgewandelt. Ziegler Syntheseverfahren, die bei hohen Verdünnung ablaufenden Reaktionen enthielten die begünstigen intramolekulare Cyclisierung gegenüber konkurrierenden intermolekulare Reaktionen in Ausbeuten führten besser als die von bestehenden Verfahren (Laylin): Er war in der Lage große Ringe alicyclische Ketone herzustellen, C 14 bis C 33 , in Ausbeuten von 60–80%. Ein herausragendes Beispiel dieser Synthese war die Herstellung von Muscon , dem riechenden Prinzip des tierischen Moschus von Leopold Ružička . Ziegler und Mitarbeiter veröffentlichten 1933 den ersten ihrer Schriftenreihe zur Herstellung großer Ringsysteme. Für seine Arbeiten auf diesem Gebiet und in der radikalischen Chemie wurde ihm 1935 die Liebig-Gedächtnismedaille verliehen.
Organometallische Verbindungen
Zieglers Arbeit mit freien Radikalen führte ihn zu den Organoverbindungen der Alkalimetalle . Er entdeckte, dass die Etherspaltung eine neue Methode zur Herstellung von Natrium- und Kaliumalkylen eröffnete, und stellte fest, dass diese Verbindungen leicht in die hexasubstituierten Ethanderivate umgewandelt werden konnten. Die Art des Substituenten konnte auf diesem Syntheseweg einfach und systematisch durch Änderung der Identität des Etherausgangsmaterials verändert werden.
Lithiumalkyle
Später, 1930, synthetisierte er direkt Lithiumalkyle und -aryle aus metallischem Lithium und halogenierten Kohlenwasserstoffen. 4Li+2RX – 2RLi Diese bequeme Synthese führte zu zahlreichen Studien zu RLi-Reagenzien durch andere, und jetzt sind Organolithium-Reagenzien eines der vielseitigsten und wertvollsten Werkzeuge des synthetischen organischen Chemikers. Zieglers eigene Forschungen zu Lithiumalkylen und -olefinen sollten etwa 20 Jahre später direkt zu seiner Entdeckung einer neuen Polymerisationstechnik führen.
Lebende Polymerisation
Im Jahr 1927 fand er , dass , wenn die Olefin - Stilben zu einer Ethylether Lösung von Phenylisopropylkalium hinzugefügt wurden, eine abrupten Farbwechsel von rot nach gelb stattfand. Er hatte gerade die erste Addition einer Organoalkalimetallverbindung über eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung beobachtet. Weitere Arbeiten zeigten, dass er einer Lösung von Phenylisopropylkalium sukzessive immer mehr des olefinischen Kohlenwasserstoffs Butadien zufügen und einen langkettigen Kohlenwasserstoff mit noch intaktem reaktiven Organokalium-Ende erhalten konnte. Oligomere wie diese waren die Vorläufer der sogenannten „ lebenden Polymere “.
Polyethylen
Da Ziegler am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung arbeitete , war Ethylen als Nebenprodukt aus Kohlengas leicht verfügbar. Wegen dieses billigen Ethylen-Ausgangsmaterials und der Bedeutung für die Kohleindustrie begann Ziegler mit Ethylen zu experimentieren und machte es sich zum Ziel, Polyethylen mit hohem Molekulargewicht zu synthetisieren. Seine Versuche wurden vereitelt, weil immer wieder eine konkurrierende Eliminierungsreaktion ablief, die zu einem anormalen Ergebnis führte: Anstatt Ethylen in ein Gemisch höherer Aluminiumalkyle umzuwandeln, war sein Dimer, 1-Buten , fast das einzige Produkt. Es wurde argumentiert, dass eine Verunreinigung vorhanden sein muss, um diese unerwartete Eliminationsreaktion auszulösen, und schließlich wurden Spuren von Nickelsalzen als Ursache festgestellt. Ziegler erkannte die Bedeutung dieses Befundes; Wenn ein Nickelsalz den Verlauf einer Ethylen-Aluminium-Alkyl-Reaktion so dramatisch beeinflussen könnte, könnte vielleicht ein anderes Metall die Eliminierungsreaktion verzögern . Ziegler und sein Schüler H. Breil fanden heraus, dass Salze von Chrom , Zirkonium und insbesondere Titan die R2AlH-Eliminierung nicht fördern, sondern die "Wachstumsreaktion" enorm beschleunigen. Das einfache Einleiten von Ethylen bei Atmosphärendruck in eine katalytische Menge von TiCl3 und Et2AlCl, gelöst in einem höheren Alkan, führte zur sofortigen Abscheidung von Polyethylen. Ziegler war in der Lage, Polyethylen mit hohem Molekulargewicht (MW > 30.000) zu erhalten, und zwar vor allem bei niedrigen Ethylendrücken. Die Ziegler-Gruppe hatte plötzlich ein Polymerisationsverfahren für Ethylen, das allen bestehenden Verfahren überlegen war.
Ziegler-Natta-Katalysator
1952 gab Ziegler seinen Katalysator der Firma Montecatini in Italien bekannt, für die Giulio Natta als Berater tätig war. Natta bezeichnete diese Katalysatorklasse als "Ziegler-Katalysatoren" und interessierte sich sehr für ihre Fähigkeit und ihr Potenzial, α-Olefine wie Propen stereoregulär zu polymerisieren. Ziegler konzentrierte sich mittlerweile hauptsächlich auf die großtechnische Produktion von Polyethylen und Copolymeren aus Ethylen und Propylen . Bald wurde die wissenschaftliche Gemeinschaft über seine Entdeckung informiert. Hochkristallin und stereoregulärem Polymere , die bisher nicht wurde synthetisch möglich hergestellt werden können. Für ihre Arbeiten zur kontrollierten Polymerisation von Kohlenwasserstoffen unter Verwendung dieser neuartigen metallorganischen Katalysatoren erhielten Karl Ziegler und Giulio Natta 1963 den Nobelpreis für Chemie.
Auszeichnungen und Ehrungen
Karl Ziegler erhielt viele Auszeichnungen und Ehrungen. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Auszeichnungen aufgeführt:
- Liebig-Denkmünze-Medaille (1935); Diese Medaille wurde von der heutigen Gesellschaft Deutscher Chemiker verliehen und geht an einen deutschen Chemiker für seine herausragenden Leistungen und seine Kreativität. Ziegler erhielt die Auszeichnung wegen seiner Arbeiten zur Synthese mehrgliedriger Ringsysteme und stabiler dreiwertiger Kohlenstoffradikale.
- Kriegsverdienstkreuz 2. Klasse (19. Oktober 1940)
- Carl-Duisberg-Plakette (1953); Dieser Preis wird für herausragende Verdienste um die Förderung der Chemie von der Gesellschaft Deutscher Chemiker verliehen.
- Lavoisier-Medaille (1955); Dieser Preis wird von der Französischen Chemischen Gesellschaft an Wissenschaftler verschiedener Disziplinen der Chemie verliehen.
- Carl-Engler-Medaille (1958); Diese Auszeichnung wird von der Deutschen Gesellschaft für Erdölkunde und Kohlechemikalien verliehen, deren Präsident er in früheren Jahren war.
- Werner von Siemens-Ring (1960); Dieser Ring wird von der Werner von Siemens Stiftung verliehen und gilt als die höchste deutsche Auszeichnung für Persönlichkeiten, die durch ihre Leistung und ihr Können neue technologische Wege eröffnet haben.
- Nobelpreis für Chemie (1963); "[Seine] hervorragende Arbeit an metallorganischen Verbindungen hat unerwartet zu neuen Polymerisationsreaktionen geführt und damit den Weg für neue und sehr nützliche industrielle Prozesse geebnet."
- Swinburne-Medaille des Plastics Institute , London (1964); Diese Auszeichnung würdigt eine Person, die einen bedeutenden Fortschritt in der Wissenschaft, Technik oder Technologie von Kunststoffen gemacht hat.
- Großes Verdienstkreuz mit Stern und Schärpe ( Großes Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband ) der Bundesrepublik Deutschland (1964)
- Internationale Synthetic Rubber Medal of Rubber and Plastics Age (1967)
- Großes Bundesverdienstkreuz (Verdienstorden der Bundesrepublik Deutschland) (1969); Ziegler erhielt diese Auszeichnung für seine Arbeit im Bereich Wissenschaft und Technik.
- Pour le Mérite für Kunst und Wissenschaft (ehemals Friedensklasse) (1969)
- Ausländisches Mitglied der Royal Society (1971)
- Wilhelm-Exner-Medaille (1971).
- Gedenktafel der Gesellschaft Deutscher Chemiker im Rahmen des Programms Historische Stätten der Chemie am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr (2008)
- Ehrendoktorwürde der TU Hannover , der Universität Gießen , der Universität Heidelberg und der TU Darmstadt
- Die Karl-Ziegler-Schule in Mülheim wurde nach Ziegler benannt named
- Die Karl - Ziegler - Stiftung in der Deutschen Chemischen Gesellschaft befand und gibt den Wissenschaftspreis, den Karl - Ziegler - Preis ( im Wert von 50.000 Euro)
Siehe auch
Verweise
Externe Links
-
Karl Ziegler auf Nobelprize.org
inklusive Nobel Lecture, 12. Dezember 1963 Konsequenzen und Entwicklung einer Erfindung