無機(jī)及分析化學(xué)課程作業(yè)

埃米爾·費(fèi)歇爾簡介 人物生平赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾（德語：HermannEmilFischer，1852年10月9日－1919年7月15日）德國有機(jī)化學(xué)家。他合成了苯肼，引入肼類作為研究糖類結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，總結(jié)闡述了糖類普遍具有的立體異構(gòu)現(xiàn)象，用費(fèi)歇爾投影式描述之。他確定了咖啡因、茶堿、尿酸等物質(zhì)都是嘌呤的衍生物，合成了嘌呤。他開拓了對蛋白質(zhì)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(fèi)歇爾因?qū)︵堰屎吞穷惖暮铣裳芯勘皇谟柚Z貝爾化學(xué)獎。費(fèi)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(gè)商人。以優(yōu)異成績從中學(xué)畢業(yè)后，他本想進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)自然科學(xué)特別是物理，但他的父親強(qiáng)迫他從事家族生意，直到確定他的兒子不合適經(jīng)商，不得不說“這個(gè)孩子太蠢成不了商人，只能去讀書”[1]。費(fèi)歇爾從而進(jìn)入波恩大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)，曾經(jīng)上過凱庫勒等人的化學(xué)課程。1872年他轉(zhuǎn)學(xué)到德國在阿爾薩斯-洛林地區(qū)建立的威廉皇帝大學(xué)（現(xiàn)今的斯特拉斯堡大學(xué)，目前該大學(xué)化學(xué)系的一間階梯教室以費(fèi)歇爾命名）以求繼續(xù)學(xué)習(xí)物理，卻在阿道夫·馮·拜爾的影響下，決定終生從事化學(xué)。1874年以對熒光黃和酚酞染料的性質(zhì)進(jìn)行研究獲得博士學(xué)位，并被任命為助理講師。學(xué)術(shù)研究貢獻(xiàn)肼類與嘌呤研究?????在斯特拉斯堡的臨時(shí)講師任上，費(fèi)歇爾作出了自己在化學(xué)上的第一個(gè)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(diǎn)，他和他的表弟奧托·費(fèi)歇爾一起研究肼類的性質(zhì)，他們提出了從三苯甲烷生產(chǎn)染料的新合成路線，并通嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)過實(shí)驗(yàn)證明了這一方法的正確。???????1875 年拜耳被邀請前往慕尼黑大學(xué)接替1873年去世的李比希留下的化學(xué)系教授的教職，費(fèi)歇爾跟隨拜耳前往，成為拜耳在有機(jī)化學(xué)研究上的一名助手。五種嘌呤的主要結(jié)構(gòu)1879年費(fèi)歇爾被慕尼黑大學(xué)任命為分析化學(xué)的副教授，并拒絕了來自亞琛工業(yè)大學(xué)的擔(dān)任化學(xué)系主任的邀請。1881年他被埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)任命為正教授，對茶葉、咖啡和可可等飲料的組分進(jìn)行研究，分離并分析了茶堿、咖啡因和可可堿等，進(jìn)一步闡明了這些化合物和尿酸都是一個(gè)雜環(huán)化合物的衍生物。這個(gè)化合物便是嘌呤，是由一個(gè)嘧啶環(huán)和一個(gè)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(zhì)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(dān)任其實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。期間他開始了對糖類的研究。1880年以前，人們已經(jīng)測出葡萄糖的化學(xué)式是C6H12O6，并通過葡萄糖可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)和裴林反應(yīng)推測葡萄糖中存在醛基。費(fèi)歇爾結(jié)合前人的成就和自己對肼類的研究進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。他首蛋白質(zhì)圖??先研究了葡萄糖的性質(zhì)，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(yīng)形成苯腙和脎，后者成為確定糖類的特征鑒別反應(yīng)。1888年到1892年他成為維爾茨堡大學(xué)化學(xué)系教授，這是他覺得很快樂的一段時(shí)間，他喜歡去附近的黑森林散步，對其中生長的地衣進(jìn)行了研究，這一階段他最大的貢獻(xiàn)是提出了有機(jī)化學(xué)中描述立體構(gòu)型的重要方法—費(fèi)歇爾投影式，豎直線代表遠(yuǎn)離觀察者的化學(xué)鍵，水平線代表朝向觀察者的化學(xué)鍵，這樣將三維結(jié)構(gòu)的分子用二維形式表達(dá)出來，使得研究者便于互相交流。1892年他接替剛剛?cè)ナ赖膴W古斯特·威廉·馮·霍夫曼任柏林大學(xué)化學(xué)系主任一直到1919年去世。在柏林，費(fèi)歇爾總結(jié)當(dāng)時(shí)所有已知糖的立體構(gòu)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(gè)手性碳原子的觀點(diǎn)，確定了葡萄糖的鏈狀結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為葡萄糖應(yīng)該有2的四次方=16種立體異構(gòu)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(fèi)歇爾對蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)進(jìn)行了開創(chuàng)性的研究。在費(fèi)歇爾之前，李比希等人試圖像小分子一樣用簡單的化學(xué)式來描述蛋白質(zhì)，但遇到了困難。費(fèi)歇爾首先提出氨基酸通過肽鍵(-CONH-)結(jié)合所形成的多肽，多肽正是蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物。在實(shí)驗(yàn)上，費(fèi)歇爾改進(jìn)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(yīng)來讓氨基酸合成蛋白質(zhì)。并合成了二肽，三肽和多肽（含18個(gè)氨基酸）。給后來桑格等人對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究奠定了方法基礎(chǔ)。費(fèi)歇爾的后半生得到了很多榮譽(yù)。他是劍橋大學(xué)、曼徹斯特大學(xué)和布魯塞爾自由大學(xué)的榮譽(yù)博士。他還榮獲普魯士秩序勛章和馬克西米利安藝術(shù)和科學(xué)勛章。??1902年他因?qū)μ呛袜堰实暮铣杀皇谟柚Z貝爾化學(xué)獎。以費(fèi)歇爾命名的貢獻(xiàn)1.費(fèi)歇爾吲哚合成反應(yīng)費(fèi)歇爾吲哚合成（Fischer吲哚合成）是一個(gè)常用的合成吲哚環(huán)系的方法，由赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾在1883年發(fā)現(xiàn)。反應(yīng)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(gè)反應(yīng)制取的。反應(yīng)的綜述有：鹽酸、硫酸、多聚磷酸、對甲苯磺酸等質(zhì)子酸及氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁、三氟化硼等路易斯酸是反應(yīng)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(jīng)脫羧即可。反應(yīng)機(jī)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(gòu)化為烯胺，并發(fā)生一個(gè)[3,3]σ遷移反應(yīng)生成二亞胺。該亞胺芳構(gòu)化后成環(huán)，得到一個(gè)縮醛胺（aminal）。氨基質(zhì)子化，放出氨，并失去一個(gè)質(zhì)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(gè)α-氫，則反應(yīng)后一般得到兩種產(chǎn)物的混合物。苯肼中的亞氨基氮原子（>NH）在反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為吲哚環(huán)中的氮，這一點(diǎn)已經(jīng)得到同位素示蹤實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。2.Fischer惡唑合成Fischer惡唑合成（費(fèi)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(yīng)由德國化學(xué)家赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾在1896年發(fā)現(xiàn)。3.費(fèi)歇爾糖苷化Fischer糖苷化反應(yīng)（Fischerglycosidation）醛糖或酮糖與醇在酸催化下反應(yīng)，生成糖苷。此反應(yīng)由德國化學(xué)家赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾在1893～1895年期間發(fā)現(xiàn)。??一般反應(yīng)是以醇為溶劑，制成糖在醇中的溶液或懸浮液。反應(yīng)為一平衡，產(chǎn)物是多種異構(gòu)體的混合物，包括環(huán)元數(shù)不同、端基異構(gòu)產(chǎn)物以及少量鏈型糖。以己糖為原料時(shí)，反應(yīng)時(shí)間較短時(shí)主要生成呋喃糖，反應(yīng)時(shí)間較長時(shí)則主要產(chǎn)生吡喃糖。長時(shí)間反應(yīng)也會使產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)上更為穩(wěn)定的α-端基異構(gòu)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(yīng)Fischer酯化反應(yīng)（費(fèi)歇爾酯化），又稱Fischer–Speier酯化反應(yīng)（Fischer-Speieresterification）最經(jīng)典的酯化反應(yīng)。即是用羧酸與醇在酸催化下回流反應(yīng)，生成酯。反應(yīng)是由德國化學(xué)家赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾和ArthurSpeier在1895年報(bào)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(yīng)條件下容易發(fā)生消除。酚則活潑性太低以至于反應(yīng)產(chǎn)率不理想。常用催化劑為硫酸、對甲苯磺酸等質(zhì)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(yīng)效果。反應(yīng)一般不加入其它溶劑，有時(shí)也在非極性溶劑（如甲苯）進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間一般為1～小時(shí)，溫度60～110°C。反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)分為幾步進(jìn)行：酸催化劑將質(zhì)子轉(zhuǎn)移至羧酸的羰基氧上，增強(qiáng)了羰基碳的親電性。醇的氧原子親核進(jìn)攻羧酸的羰基碳。氧鎓離子去質(zhì)子化。羥基質(zhì)子化，生成一個(gè)新的鎓離子。鎓離子消除水，再去質(zhì)子化，得到酯?？茖W(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)一、對糖類的研究；二、對嘌呤類化合物的研究；三、對蛋白質(zhì)；主要是