無機及分析化學課程作業(yè)

埃米爾·費歇爾簡介 人物生平赫爾曼·埃米爾·費歇爾（德語：HermannEmilFischer，1852年10月9日－1919年7月15日）德國有機化學家。他合成了苯肼，引入肼類作為研究糖類結構的有力手段,并合成了多種糖類,在理論上搞清了葡萄糖的結構，總結闡述了糖類普遍具有的立體異構現(xiàn)象，用費歇爾投影式描述之。他確定了咖啡因、茶堿、尿酸等物質都是嘌呤的衍生物，合成了嘌呤。他開拓了對蛋白質的研究，確定了氨基酸通過肽鍵形成多肽，并成功合成了多肽。1902年他費歇爾因對嘌呤和糖類的合成研究被授予諾貝爾化學獎。費歇爾出生在德國科隆地區(qū)的奧伊斯基興小鎮(zhèn)，父親是一個商人。以優(yōu)異成績從中學畢業(yè)后，他本想進入大學學習自然科學特別是物理，但他的父親強迫他從事家族生意，直到確定他的兒子不合適經商，不得不說“這個孩子太蠢成不了商人，只能去讀書”[1]。費歇爾從而進入波恩大學學習化學，曾經上過凱庫勒等人的化學課程。1872年他轉學到德國在阿爾薩斯-洛林地區(qū)建立的威廉皇帝大學（現(xiàn)今的斯特拉斯堡大學，目前該大學化學系的一間階梯教室以費歇爾命名）以求繼續(xù)學習物理，卻在阿道夫·馮·拜爾的影響下，決定終生從事化學。1874年以對熒光黃和酚酞染料的性質進行研究獲得博士學位，并被任命為助理講師。學術研究貢獻肼類與嘌呤研究?????在斯特拉斯堡的臨時講師任上，費歇爾作出了自己在化學上的第一個重要發(fā)現(xiàn)，使用亞硫酸鹽還原重氮苯，合成了苯肼（C6H5NHNH2）。以苯肼為起點，他和他的表弟奧托·費歇爾一起研究肼類的性質，他們提出了從三苯甲烷生產染料的新合成路線，并通嘌呤的化學結構過實驗證明了這一方法的正確。???????1875 年拜耳被邀請前往慕尼黑大學接替1873年去世的李比希留下的化學系教授的教職，費歇爾跟隨拜耳前往，成為拜耳在有機化學研究上的一名助手。五種嘌呤的主要結構1879年費歇爾被慕尼黑大學任命為分析化學的副教授，并拒絕了來自亞琛工業(yè)大學的擔任化學系主任的邀請。1881年他被埃爾朗根-紐倫堡大學任命為正教授，對茶葉、咖啡和可可等飲料的組分進行研究，分離并分析了茶堿、咖啡因和可可堿等，進一步闡明了這些化合物和尿酸都是一個雜環(huán)化合物的衍生物。這個化合物便是嘌呤，是由一個嘧啶環(huán)和一個咪唑環(huán)雜合的雜環(huán)化合物，是重要的代謝物之一。糖類和蛋白質研究1883年他接受巴登苯胺蘇打廠（巴斯夫股份公司的前身）的邀請，前往擔任其實驗室負責人。期間他開始了對糖類的研究。1880年以前，人們已經測出葡萄糖的化學式是C6H12O6，并通過葡萄糖可以發(fā)生銀鏡反應和裴林反應推測葡萄糖中存在醛基。費歇爾結合前人的成就和自己對肼類的研究進行了大量的實驗。他首蛋白質圖??先研究了葡萄糖的性質，如葡萄糖被氧化為葡萄糖酸，葡萄糖被還原為醇，糖類與苯肼的反應形成苯腙和脎，后者成為確定糖類的特征鑒別反應。1888年到1892年他成為維爾茨堡大學化學系教授，這是他覺得很快樂的一段時間，他喜歡去附近的黑森林散步，對其中生長的地衣進行了研究，這一階段他最大的貢獻是提出了有機化學中描述立體構型的重要方法—費歇爾投影式，豎直線代表遠離觀察者的化學鍵，水平線代表朝向觀察者的化學鍵，這樣將三維結構的分子用二維形式表達出來，使得研究者便于互相交流。1892年他接替剛剛去世的奧古斯特·威廉·馮·霍夫曼任柏林大學化學系主任一直到1919年去世。在柏林，費歇爾總結當時所有已知糖的立體構型他接受了雅各布斯·亨里克斯·范托夫的葡萄糖中存在四個手性碳原子的觀點，確定了葡萄糖的鏈狀結構，并認為葡萄糖應該有2的四次方=16種立體異構體。并且自己合成了其中的異葡萄糖、甘露糖和伊杜糖。1899年到1908年費歇爾對蛋白質的組成和性質進行了開創(chuàng)性的研究。在費歇爾之前，李比希等人試圖像小分子一樣用簡單的化學式來描述蛋白質，但遇到了困難。費歇爾首先提出氨基酸通過肽鍵(-CONH-)結合所形成的多肽，多肽正是蛋白質的水解產物。在實驗上，費歇爾改進了測試氨基酸的辦法，發(fā)現(xiàn)了新的環(huán)狀氨基酸脯氨酸和氧脯氨酸。他還嘗試使用光反應來讓氨基酸合成蛋白質。并合成了二肽，三肽和多肽（含18個氨基酸）。給后來桑格等人對蛋白質結構的進一步研究奠定了方法基礎。費歇爾的后半生得到了很多榮譽。他是劍橋大學、曼徹斯特大學和布魯塞爾自由大學的榮譽博士。他還榮獲普魯士秩序勛章和馬克西米利安藝術和科學勛章。??1902年他因對糖和嘌呤的合成被授予諾貝爾化學獎。以費歇爾命名的貢獻1.費歇爾吲哚合成反應費歇爾吲哚合成（Fischer吲哚合成）是一個常用的合成吲哚環(huán)系的方法，由赫爾曼·埃米爾·費歇爾在1883年發(fā)現(xiàn)。反應是用苯肼與醛、酮在酸催化下加熱重排消除一分子氨，得到2-或3-取代的吲哚。目前治療偏頭痛的曲坦類藥物中有很多就是通過這個反應制取的。反應的綜述有：鹽酸、硫酸、多聚磷酸、對甲苯磺酸等質子酸及氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁、三氟化硼等路易斯酸是反應最常用的酸催化劑。若要制取沒有取代的吲哚，可以用丙酮酸作酮，發(fā)生環(huán)化后生成2-吲哚甲酸，再經脫羧即可。反應機理首先是醛酮與苯肼在酸催化下縮合生成苯腙，苯腙不需分離立即在酸催化下異構化為烯胺，并發(fā)生一個[3,3]σ遷移反應生成二亞胺。該亞胺芳構化后成環(huán)，得到一個縮醛胺（aminal）。氨基質子化，放出氨，并失去一個質子生成芳香性的吲哚環(huán)。醛／酮必須是RCOCH2R'類型的，R/R'為烷基、芳基或氫。若醛酮的羰基有兩個α-氫，則反應后一般得到兩種產物的混合物。苯肼中的亞氨基氮原子（>NH）在反應后轉化為吲哚環(huán)中的氮，這一點已經得到同位素示蹤實驗的證實。2.Fischer惡唑合成Fischer惡唑合成（費歇爾惡唑合成，F(xiàn)ischeroxazolesynthesis）等量羥腈和芳香醛溶于無水醚中，通入干燥的氯化氫，得到取代惡唑。此反應由德國化學家赫爾曼·埃米爾·費歇爾在1896年發(fā)現(xiàn)。3.費歇爾糖苷化Fischer糖苷化反應（Fischerglycosidation）醛糖或酮糖與醇在酸催化下反應，生成糖苷。此反應由德國化學家赫爾曼·埃米爾·費歇爾在1893～1895年期間發(fā)現(xiàn)。??一般反應是以醇為溶劑，制成糖在醇中的溶液或懸浮液。反應為一平衡，產物是多種異構體的混合物，包括環(huán)元數(shù)不同、端基異構產物以及少量鏈型糖。以己糖為原料時，反應時間較短時主要生成呋喃糖，反應時間較長時則主要產生吡喃糖。長時間反應也會使產物轉變?yōu)闊崃W上更為穩(wěn)定的α-端基異構體。從葡萄糖到甲基葡萄糖苷的Fischer糖苷化，三甲基氯硅烷為催化劑。??4.Fischer酯化反應Fischer酯化反應（費歇爾酯化），又稱Fischer–Speier酯化反應（Fischer-Speieresterification）最經典的酯化反應。即是用羧酸與醇在酸催化下回流反應，生成酯。反應是由德國化學家赫爾曼·埃米爾·費歇爾和ArthurSpeier在1895年報道。[1]多數(shù)羧酸都可用此法酯化。醇組分一般是用伯醇或仲醇。叔醇在反應條件下容易發(fā)生消除。酚則活潑性太低以至于反應產率不理想。常用催化劑為硫酸、對甲苯磺酸等質子酸或三氟甲磺酸鈧等路易斯酸。對于更為敏感的底物，可加入DCC作為脫水劑提高反應效果。反應一般不加入其它溶劑，有時也在非極性溶劑（如甲苯）進行。反應時間一般為1～小時，溫度60～110°C。反應機理反應分為幾步進行：酸催化劑將質子轉移至羧酸的羰基氧上，增強了羰基碳的親電性。醇的氧原子親核進攻羧酸的羰基碳。氧鎓離子去質子化。羥基質子化，生成一個新的鎓離子。鎓離子消除水，再去質子化，得到酯。科學發(fā)展的貢獻一、對糖類的研究；二、對嘌呤類化合物的研究；三、對蛋白質；主要是