Циглер, Карл Вальдемар: биография

Алкилы лития

Позже, в 1930 году, он сразу синтезировал алкилы и арилы лития из металлического лития и галогенированных углеводородов. 4Li + 2RX - 2RLi Этот удобный синтез стимулировал многочисленные исследования алкиллитиевых реагентов другими учёными, и теперь эти реагенты являются одним из самых универсальных и полезных инструментов синтетической органической химии. Собственные исследования Циглера по литийалкилам и литийолефинам привели его к открытию нового метода полимеризации 20 лет спустя.

«Живые» полимеры

В 1927 году он обнаружил, что при добавлении олефина стильбена к раствору фенилизопропил калия в этиловом эфире, происходит резкое изменение цвета от красного до жёлтого. Так, он первый наблюдал присоединение органического соединения щелочного металла к углерод-углеродной двойной связи. Дальнейшая работа показала, что он может последовательно присоединять все больше и больше олефинового углеводорода бутадиена к раствору фенилизопропил калия и получать длинноцепочечный углеводород с сохранением активной органокалиевой концевой группы. Такие олигомеры были предшественниками так называемых «живых полимеров».

Полиэтилен

В связи с тем, что Циглер работал в Институте исследований угля имени Макса Планка, ему был легко доступен этилен в качестве побочного продукта от каменноугольного газа. Так как сырьё было дешевым и имело отношение к угольной промышленности, Циглер начал экспериментировать с этиленом, и поставил себе цель синтезировать полиэтилен с высокой молекулярной массой. Его попытки были неудачными, потому что конкурирующие реакции элиминирования приводили к аномальному результату: вместо превращения этилена в смесь высших алкилов алюминия, почти единственным продуктом был димер бутен-1. Было показано, что должен был присутствовать загрязнитель, чтобы вызвать эту неожиданную реакцию элиминирования, а причиной в конечном счёте оказалось наличие следов солей никеля. Циглер понял значение этого открытия; если никелевая соль может иметь такое драматическое влияние на ход алкильной реакции этилен-алюминия, то, возможно, другой металл может задержать реакцию элиминирования. Циглер и его ученик Н. Брей обнаружили, что соли хрома, циркония и особенно титана не способствовали элиминированию R2AlH, но, вместо этого, чрезвычайно ускоряли реакцию "роста". Простое пропускание этилена при атмосферном давлении через каталитические количества TiCl3 и Et2AlCl, растворенные в алкане большей молекулярной массы, привело к быстрому осаждению полиэтилена. Циглер смог получить полиэтилен с высокой молекулярной массой (MW>30000) и, что самое главное, сделать это при низких давлениях этилена. Таким образом, группа Циглера неожиданно провела удобную реакцию полимеризации этилена, превосходящую все существующие процессы.

Катализаторы Циглера — Натты

В 1952 году, Циглер представил изобретённый катализатор в компании Монтекатини в Италии, для которой Джулио Натта работал в качестве консультанта. Натта обозначил этот класс катализаторов, как «катализаторы Циглера» и крайне заинтересовался их способностью к стереорегулярной полимеризации -олефинов, таких как пропилен. Циглер в то время был сосредоточен в основном на крупном производстве полиэтилена и сополимеров этилена и пропилена. Вскоре научное сообщество было проинформировано о его открытии. Стала синтетически возможной высокая степень кристалличности и стереорегулярности полимеров, которая ранее не могла быть получена. За их работу по контролируемой полимеризации углеводородов за счет использования этих новых металлоорганических катализаторов, Карл Циглер и Джулио Натта получили Нобелевскую премию по химии в 1963 году.

Награды и премии

Карл Циглер получил множество премий и наград. Ниже приводится описание некоторых из наиболее значимых наград:

• мемориальная медаль Либиха (1935); Эта медаль по сей день присуждается немецким химическим обществом немецким химикам за выдающиеся достижения. Циглер получил награду за его исследования по синтезу макроциклических систем и стабильных радикалов трёхвалентного углерода.
• Крест за военные заслуги 2-го класса (19 октября 1940).
• значок Карла Дуйсберга (1953); Эта награда присуждается немецким химическим обществом за выдающиеся заслуги в химии.
• медаль Лавуазье (1955); Эта награда присуждается французским химическим обществом учёным в различных областях химии.
• медаль Карла Энглера (1958); Эта награда присуждается немецким обществом исследования нефти и угля, президентом которого он был ранее.
• Кольцо Вернера фон Сименса (1960); Это кольцо вручается фондом Вернера фон Сименса и считается высшей наградой Германии для лиц, которые открыли новые технологические пути.
• Нобелевская премия по химии (1963); "[Его] выдающееся исследование металлоорганических соединений, [которое] ... привело к новым реакциям полимеризации и ... проложило путь для новых и очень полезных производственных процессов."
• Медаль Суинберна Института пластмасс, Лондон (1964); Эта награда отмечает людей, внесших значительный вклад в науку и технологию пластмасс.
• Орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия» (1964).
• Международная медаль синтетического каучука (1967).
• Большой Федеральный Крест за заслуги (орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия») (1969); Циглер получил эту награду за свою работу в области науки и технологии.
• Орден «За заслуги» в области искусств и наук (ранее класс Мира) (1969).
• Иностранный член Королевского общества (1971).
• Почетные докторские степени от университета Вильгельма Лейбница в Ганновере, Гисенского университета имени Юстуса Либиха, Гейдельбергского университета и Дармштадтского технического университета.

Память

• Мемориальная доска немецкого химического общества в Институте исследования угля имени Макса Планка в Мюльхайм-на-Руре (2008).
• Городская средняя школа Карла-Циглера-Шуле в Мюльхайме была названа в честь Циглера.
• Фонд Карла Циглера находится в немецком химическом обществе и присуждает награду учёным – премию Карла Циглера (50 000 евро).