Karl Ziegler - Karl Ziegler

Karl Ziegler
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Karl Ziegler
Nascer
Karl Waldemar Ziegler

26 de novembro de 1898
Faleceu 12 de agosto de 1973 (12/08/1973)(com 74 anos)
Nacionalidade Alemanha
Alma mater Universidade de Marburg
Conhecido por Catalisador Ziegler – Natta
Processo Ziegler Brominação
Wohl
– Ziegler Reação Thorpe – Ziegler
Química do organoalumínio
Reagente organolítio
Prêmios Medalha Liebig (1935) Cruz de Mérito de Guerra 2ª Classe (1940) Werner von Siemens Ring (1961) Prêmio Nobel de Química (1963)


Carreira científica
Campos Química orgânica
Instituições Goethe University Frankfurt
University of Heidelberg
University of Halle-Saale
Max Planck Institute für Kohlenforschung
Orientador de doutorado Karl von Auwers

Karl Waldemar Ziegler (26 de novembro de 1898 - 12 de agosto de 1973) foi um químico alemão que ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1963, com Giulio Natta , por trabalhar com polímeros . O Comitê Nobel reconheceu seu "excelente trabalho com compostos organometálicos [que] ... levou a novas reações de polimerização e ... abriu o caminho para processos industriais novos e altamente úteis". Ele também é conhecido por seu trabalho envolvendo radicais livres , anéis de muitos membros e compostos organometálicos , bem como pelo desenvolvimento do catalisador Ziegler-Natta . Um dos muitos prêmios que Ziegler recebeu foi o Werner von Siemens Ring em 1960, juntamente com Otto Bayer e Walter Reppe , por expandir o conhecimento científico e o desenvolvimento técnico de novos materiais sintéticos .

Biografia

Infância e educação

Karl Ziegler nasceu em 26 de novembro de 1898 em Helsa, perto de Kassel , Alemanha, e era o segundo filho de Karl Ziegler, um ministro luterano, e de Luise Rall Ziegler. Ele frequentou Kassel-Bettenhausen na escola primária. Um livro introdutório à física despertou o interesse de Ziegler pela ciência. Isso o levou a realizar experimentos em sua casa e a ler muito além do currículo do ensino médio. Ele também foi apresentado a muitos indivíduos notáveis ​​por meio de seu pai, incluindo Emil Adolf von Behring , conhecido pela vacina contra a difteria. Seu estudo extra e experimentação ajudam a explicar por que ele recebeu o prêmio de melhor aluno em seu último ano do ensino médio em Kassel, Alemanha. Ele estudou na Universidade de Marburg e foi capaz de omitir seus dois primeiros semestres de estudo devido ao seu amplo conhecimento prévio. No entanto, seus estudos foram interrompidos, pois em 1918 ele foi destacado para o front como soldado para servir na Primeira Guerra Mundial . Ele recebeu seu Ph.D. em 1920, estudando com Karl von Auwers . Sua dissertação foi sobre "Estudos sobre semibenzol e links relacionados" que resultou em três publicações.

Carreira

Karl Ziegler mostrou uma avidez pela ciência desde cedo. Ele progrediu rapidamente na escola, recebendo um doutorado na Universidade de Marburg em 1920. Logo depois, ele lecionou brevemente na Universidade de Marburg e na Universidade de Frankfurt .

Em 1926, ele se tornou professor na Universidade de Heidelberg, onde passou os dez anos seguintes pesquisando novos avanços na química orgânica. Ele investigou a estabilidade de radicais em carbonos trivalentes levando-o a estudar compostos organometálicos e sua aplicação em suas pesquisas. Ele também trabalhou na síntese de sistemas de anéis com vários membros. Em 1933, Ziegler publicou seu primeiro grande trabalho em grandes sistemas de anéis, "Vielgliedrige Ringsysteme", que apresentou os fundamentos para o princípio de diluição de Ruggli-Ziegler.

Instituto Max Planck de Pesquisa de Carvão.

Em 1936, ele se tornou professor e diretor do Instituto de Química (Chemisches Institut) na Universidade de Halle-Saale e também foi professor visitante na Universidade de Chicago . Ziegler, que era um Membro Patrono da SS, recebeu a 2ª Classe da Cruz de Mérito de Guerra em outubro de 1940.

De 1943 a 1969, Ziegler foi o Diretor do Instituto Max Planck de Pesquisa de Carvão (Max-Planck-Institut fur Kohlenforschung) anteriormente conhecido como Instituto Kaiser-Wilhelm de Pesquisa de Carvão (Kaiser-Wilhelm-Institut fur Kohlenforschung) em Mülheim an der Ruhr como sucessor de Franz Fischer .

Karl Ziegler foi creditado por grande parte da ressurreição da pesquisa química no pós-guerra na Alemanha e ajudou a fundar a Sociedade Química Alemã (Gesellschaft Deutscher Chemiker) em 1949. Ele serviu como presidente por cinco anos. Foi também presidente da Sociedade Alemã de Ciência do Petróleo e Química do Carvão (Deutsche Gesellschaft für Mineralölwissenschaft und Kohlechemie), de 1954 a 1957. Em 1971, a Royal Society de Londres o elegeu como Membro Estrangeiro.

Vida pessoal

Em 1922, Ziegler casou-se com Maria Kurtz. Eles tiveram dois filhos, Erhart e Marianna. Sua filha, Dra. Marianna Ziegler Witte, era médica e casou-se com o médico chefe de um hospital infantil (naquela época) no Ruhr. Seu filho, Dr. Erhart Ziegler, tornou-se físico e advogado de patentes. Além dos filhos, Karl Ziegler tem cinco netos com a filha e cinco com o filho. Pelo menos um de seus netos, Cordula Witte, compareceu à recepção do Prêmio Nobel porque há uma foto dos dois dançando felizes. Ziegler gostava de viajar pelo mundo com sua família, especialmente em cruzeiros. Ele até mesmo traçou cruzeiros e aviões especiais para visualização de eclipses. Foi durante um cruzeiro de observação de eclipses em 1972 com seu neto que Karl Ziegler adoeceu. Ele morreu um ano depois.

Ziegler e sua esposa eram grandes amantes das artes, principalmente da pintura. Karl e Maria se presenteariam com pinturas em aniversários, natais e datas comemorativas. Eles acumularam uma grande coleção de pinturas, não necessariamente de um período em particular, mas de pinturas de que gostaram. Maria, sendo uma jardineira ávida, gostava particularmente de pinturas de flores de Emil Nolde , Erich Heckel , Oskar Kokoschka e Karl Schmidt-Rottluff . Karl gostou das fotos dos lugares que ele e sua esposa chamavam de lar, incluindo fotos de Halle e do vale do Ruhr . Quarenta e duas imagens de sua coleção compartilhada foram incorporadas a uma fundação, legada ao Museu de Arte Mülheim Ziegler.

Como um homem de muitas descobertas, Karl Ziegler também foi um homem de muitas patentes. Como resultado de seu acordo de patente com o Instituto Max Planck, Ziegler era um homem rico. Com parte dessa riqueza, ele montou o Fundo Ziegler com cerca de 40 milhões de marcos alemães para apoiar as pesquisas do instituto. Outro homônimo é a Karl-Ziegler-Schule, uma escola secundária urbana fundada em 4 de dezembro de 1974, renomeando uma escola anteriormente existente. A escola está localizada em Mülheim, Alemanha.

Karl Ziegler morreu em Mülheim , Alemanha, em 12 de agosto de 1973, e sua esposa em 1980.

Avanços científicos

Ao longo de sua vida, Ziegler foi um defensor zeloso da indivisibilidade necessária de todos os tipos de pesquisa. Por causa disso, suas realizações científicas variam do fundamental ao mais prático, e sua pesquisa abrange uma ampla gama de tópicos dentro do campo da química. Como um jovem professor, Ziegler colocou a questão: quais fatores contribuem para a dissociação das ligações carbono-carbono em derivados substituídos do etano ? Essa questão levaria Ziegler a um estudo de radicais livres , compostos organometálicos , compostos em anel e, finalmente, processos de polimerização .

Compostos de radicais livres

Exemplo de três radicais livres de carbono trivalentes. 1. 1,2,4,5-tetrafenilalilo. 2. pentafenilciclopentadienil. 3. trifenilmetilo.

Enquanto ainda era um estudante de doutorado na Universidade de Marburg , Ziegler publicou seu primeiro grande artigo que mostrava como os sais halocrômicos (R 3 C + Z - ) podiam ser produzidos a partir de carbinóis. Trabalhos anteriores deixaram a impressão de que os sais halocrômicos ou radicais livres (R3C •) exigiam que R fosse aromático . Ele foi encorajado a tentar sintetizar radicais livres substituídos de forma semelhante e preparou com sucesso 1,2,4,5-tetrafenilalil em 1923 e pentafenilciclopentadienil em 1925. Esses dois compostos eram muito mais estáveis ​​do que os radicais livres de carbono tri-valentes anteriores, como trifenilmetil . Seu interesse pela estabilidade de compostos de radicais livres de carbono trivalentes o levou a publicar a primeira de muitas publicações em que buscava identificar os fatores estéricos e eletrônicos responsáveis ​​pela dissociação de derivados de etano hexa-substituídos.

Compostos de anel de muitos membros

O trabalho de Ziegler com compostos de anéis de muitos membros também utilizou a natureza reativa dos compostos de metais alcalinos. Ele usou bases fortes, como os sais de lítio e sódio de aminas, para realizar a ciclização de hidrocarbonetos de cadeia longa possuindo grupos ciano terminais. O composto do anel formado inicialmente foi então convertido no produto cetona macrocíclica desejada. O método sintético de Ziegler, que incluía a execução de reações em alta diluição para favorecer a ciclização intramolecular sobre as reações intermoleculares concorrentes, resultou em rendimentos superiores aos dos procedimentos existentes (Laylin): ele foi capaz de preparar cetonas alicíclicas de anéis grandes, C 14 a C 33 , em rendimentos de 60–80%. Um exemplo notável dessa síntese foi a preparação da muscona , o princípio odorífero do almíscar animal por Leopold Ružička . Ziegler e colaboradores publicaram o primeiro de sua série de artigos sobre a preparação de grandes sistemas de anéis em 1933. Por seu trabalho nessa área e na química de radicais livres, ele foi premiado com a Medalha Memorial Liebig em 1935.

Compostos Organometálicos

O trabalho de Ziegler com os radicais livres o levou aos compostos organo dos metais alcalinos . Ele descobriu que a cisão do éter abriu um novo método de preparação de alquilos de sódio e potássio e descobriu que esses compostos podiam ser facilmente convertidos em derivados de etano hexa-substituídos. A natureza do substituinte pode ser facilmente e sistematicamente alterada usando esta via sintética, simplesmente mudando a identidade do material de partida éter.

Alquilos de lítio

Mais tarde, em 1930, ele sintetizou diretamente alquilos e arilos de lítio a partir de lítio metálico e hidrocarbonetos halogenados. 4Li + 2RX - 2RLi Esta síntese conveniente estimulou numerosos estudos de reagentes RLi por outros, e agora os reagentes de organolítio são uma das ferramentas mais versáteis e valiosas do químico orgânico sintético. A própria pesquisa de Ziegler sobre alquils e olefinas de lítio levaria diretamente à sua descoberta de uma nova técnica de polimerização cerca de 20 anos depois.

Polimerização viva

Em 1927, ele descobriu que quando o estilbeno de olefina foi adicionado a uma solução de éter etílico de fenilisopropil potássio, ocorreu uma mudança abrupta de cor de vermelho para amarelo. Ele tinha acabado de observar a primeira adição de um composto de metal organoalcalino através de uma ligação dupla carbono-carbono. Trabalhos posteriores mostraram que ele poderia adicionar sucessivamente mais e mais do hidrocarboneto olefínico butadieno a uma solução de fenilisopropil potássio e obter um hidrocarboneto de cadeia longa com a extremidade organopotássica reativa ainda intacta. Oligômeros como esses foram os precursores dos chamados " polímeros vivos ".

Polietileno

Como Ziegler estava trabalhando no Instituto Max Planck para Pesquisa de Carvão , o etileno estava prontamente disponível como um subproduto do gás de carvão. Por causa dessa matéria-prima barata de etileno e da relevância para a indústria do carvão, Ziegler começou a fazer experiências com etileno e teve como objetivo sintetizar polietileno de alto peso molecular. Suas tentativas foram frustradas porque uma reação de eliminação competitiva continuou ocorrendo, causando um resultado anômalo: em vez de etileno ser convertido em uma mistura de alquilos superiores de alumínio, seu dímero, 1-buteno , era quase o único produto. Foi argumentado que um contaminante deve estar presente para causar essa reação de eliminação inesperada, e a causa foi finalmente determinada como traços de sais de níquel. Ziegler percebeu a importância dessa descoberta; se um sal de níquel pudesse ter uma influência tão dramática no curso de uma reação de etileno-alquil alumínio, então talvez outro metal pudesse atrasar a reação de eliminação . Ziegler e seu aluno H. Breil descobriram que os sais de cromo , zircônio e especialmente titânio não promoveram a eliminação de R2AlH, mas, em vez disso, aceleraram enormemente a reação de "crescimento". A simples passagem de etileno, à pressão atmosférica, em uma quantidade catalítica de TiCl3 e Et2AlCl dissolvidos em um alcano superior levou à deposição imediata de polietileno. Ziegler foi capaz de obter polietileno de alto peso molecular (MW> 30.000) e, o mais importante, fazê-lo a baixas pressões de etileno. O grupo Ziegler subitamente passou a ter um procedimento de polimerização de etileno superior a todos os processos existentes.

Catalisador Ziegler-Natta

Em 1952, Ziegler revelou seu catalisador para a Montecatini Company na Itália, da qual Giulio Natta atuava como consultor. Natta denotou esta classe de catalisadores como "catalisadores de Ziegler" e ficou extremamente interessado em sua capacidade e potencial para polimerizar estereorregularmente α-olefinas como o propeno. A Ziegler, entretanto, concentrou-se principalmente na produção em grande escala de polietileno e copolímeros de etileno e propileno . Logo a comunidade científica foi informada de sua descoberta. Polímeros altamente cristalinos e estereorregulares que antes não podiam ser preparados tornaram-se sinteticamente viáveis. Por seu trabalho na polimerização controlada de hidrocarbonetos por meio do uso desses novos catalisadores organometálicos, Karl Ziegler e Giulio Natta dividiram o Prêmio Nobel de Química em 1963.

Prêmios e honras

Tablet memorial do GDCh.

Karl Ziegler recebeu muitos prêmios e homenagens. O seguinte destaca alguns dos prêmios mais significativos:

Veja também

Referências

links externos

  • Karl Ziegler em Nobelprize.org Edite isso no Wikidataincluindo a Palestra Nobel, 12 de dezembro de 1963 Consequences and Development of an Invention