August Wilhelm von Hofmann (8 de abril de 1818 - 5 de mayo de 1892 [2] ) fue un químico alemán que hizo considerables contribuciones a la química orgánica. Su investigación sobre la anilina ayudó a sentar las bases de la industria de los tintes de anilina, y su investigación sobre el alquitrán de hulla sentó las bases para los métodos prácticos de su alumno Charles Mansfield para extraer benceno y tolueno y convertirlos en nitrocompuestos y aminas . Los descubrimientos de Hofmann incluyen el formaldehído , el hidrazobenceno , los isonitrilos y el alcohol alílico . [3] Preparó tres compuestos de etilaminas y tetraetilamonio y estableció su relación estructural con el amoníaco .
Después de estudiar con Justus von Liebig en la Universidad de Giessen , Hofmann se convirtió en 1845 en el primer director del Royal College of Chemistry , ahora parte del Imperial College de Londres . En 1865 regresó a Alemania para aceptar un puesto en la Universidad de Berlín como docente e investigador. Tras su regreso cofundó la Sociedad Química Alemana ( Deutsche Chemische Gesellschaft ) (1867). [3] Tanto en Londres como en Berlín, Hofmann recreó el estilo de instrucción de laboratorio establecido por Liebig en Giessen, fomentando una escuela de química centrada en la química orgánica experimental y sus aplicaciones industriales. [4]
Hofmann recibió varios premios importantes en el campo de la química, incluida la Medalla Real (1854), la Medalla Copley (1875) y la Medalla Albert (1881). Fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1862. [5] Fue ennoblecido en su septuagésimo cumpleaños. [4] Su nombre está asociado con el voltámetro de Hofmann , el reordenamiento de Hofmann , el reordenamiento de Hofmann-Martius , la eliminación de Hofmann y la reacción de Hofmann-Löffler .
August Wilhelm Hofmann nació en Giessen , Gran Ducado de Hesse , el 8 de abril de 1818. Era hijo de Johann Philipp Hofmann, consejero privado y arquitecto provincial de la corte de Darmstadt. [6] Cuando era joven, viajó mucho con su padre. August Wilhelm se matriculó en la Universidad de Giessen en 1836. [4]
Inicialmente comenzó a estudiar derecho y filología en Giessen . Es posible que se haya interesado en la química cuando su padre amplió los laboratorios de Liebig en Giessen en 1839. [4] August Wilhelm cambió sus estudios a la química y estudió con Justus von Liebig . [7] [8] Obtuvo su doctorado allí en 1841. En 1843, tras la muerte de su padre, se convirtió en uno de los asistentes de Liebig. [9]
Su asociación con Liebig finalmente se volvió personal además de profesional. Tanto su primera esposa, Helene Moldenhauer (m. 12 de agosto de 1846), como su tercera esposa, Elise Moldenhauer (m. 19 de mayo de 1866), eran sobrinas de la esposa de Liebig, Henriette Moldenhauer. Según los informes, Hofman cortejó a Elise después de que la hija de Liebig, Johanna, lo rechazara. [10] : 44, 318 Mientras tanto, se casó con Rosamond Wilson (m. 13 de diciembre de 1856) y más tarde con Bertha Tiemann (m. 11 de agosto de 1873) [1] [11] Tuvo once hijos. [7]
Como presidente de la Royal Society de Londres, Alberto, príncipe consorte de la reina Victoria , estaba decidido a fomentar el avance científico en Gran Bretaña. [12] En 1845, propuso iniciar una escuela de química práctica en Londres, bajo el estilo del Royal College of Chemistry . Se pidió consejo a Liebig y recomendó a Hofmann para la dirección de la nueva institución. Hofmann y el Príncipe se conocieron cuando el Príncipe Alberto, en una visita a su alma mater en Bonn, encontró sus antiguas habitaciones ahora ocupadas por Hofmann y su aparato químico. [12] En 1845, Sir James Clark , médico de la reina Victoria , se acercó a Hofmann para ofrecerle la dirección. [13] Con el apoyo del Príncipe Alberto y financiación de una variedad de fuentes privadas, la institución abrió sus puertas en 1845 con Hofmann como su primer director. [10] : 112
La situación financiera de la nueva institución era algo precaria. [13] Hofmann aceptó el puesto con la condición de que fuera nombrado profesor extraordinario en Bonn, con una excedencia de dos años, para poder reanudar su carrera en Alemania si el nombramiento inglés no iba bien. [14] La universidad abrió en 1845 con 26 estudiantes en 16 Hanover Square, y se mudó a un local más barato en 299 Oxford Street en 1848. El propio Hofmann renunció a su alojamiento personal gratuito en Hanover Square y renunció a parte de su salario. A pesar de este difícil comienzo, la institución tuvo éxito durante un tiempo y fue líder internacional en el desarrollo de tintes de anilina. [13] Muchos de los hombres que estudiaron allí hicieron contribuciones significativas a la historia de la química. [15]
En 1853, el Royal College of Chemistry pasó a formar parte del Departamento gubernamental de Ciencias y Arte, bajo la nueva Escuela de Minas, colocándolo en condiciones de recibir financiación gubernamental sobre una base algo más segura. [13] Sin embargo, con la muerte del Príncipe Alberto en 1861, la institución perdió a uno de sus partidarios más importantes. Hofmann sintió profundamente la pérdida y escribió en 1863: "La temprana bondad [de Albert] ejerció una influencia tan poderosa sobre el destino de mi existencia. Año tras año siento más profundamente la deuda de gratitud que tengo con él... es A él siento que le debo las oportunidades que he tenido en la vida." [10] Sin el apoyo del Príncipe, el gobierno y la industria británicos perdieron interés en la ciencia y la tecnología. La decisión de Hofmann de regresar a Alemania puede verse como un síntoma de ese declive, y con su partida, el Royal College of Chemistry perdió su enfoque. [13] Más tarde, el Royal College of Chemistry, dependiente de la School of Mines, pasó a formar parte del Imperial College London como parte de una campaña para evitar que Gran Bretaña se quedara atrás de Alemania en ciencia y tecnología. [dieciséis]
En 1864, a Hofmann le ofrecieron una cátedra de química en la Universidad de Bonn y otra en la Universidad de Berlín . Hofmann se tomó su tiempo para decidir qué oferta aceptar y diseñó edificios de laboratorio para ambas universidades, que fueron construidos posteriormente. En 1865 sucedió a Eilhard Mitscherlich en la Universidad de Berlín como profesor de química y director del laboratorio químico. Ocupó el cargo hasta su muerte en 1892. Tras su regreso a Alemania, Hofmann fue el principal fundador de la Sociedad Química Alemana (Deutsche Chemische Gesellschaft zu Berlin) (1867) y sirvió 14 mandatos como su presidente. [3]
El trabajo de Hofmann abarcó una amplia gama de química orgánica .
Hofmann contribuyó de manera importante al desarrollo de técnicas de síntesis orgánica, que se originaron en el laboratorio de Liebig en Giessen. Hofmann y John Blyth fueron los primeros en utilizar el término "síntesis" en su artículo "Sobre el estirol y algunos de los productos de su descomposición", [17] [18] algunos meses antes del uso del término por parte de Kolbe. Lo que Blyth y Hofmann llamaron "síntesis" les permitió hacer inferencias sobre la constitución del estirol. Un artículo posterior, "Sobre la toluidina" de Muspratt y Hofmann, describió algunos de los primeros "experimentos sintéticos" (synthetische Versuche) en el campo de la química orgánica. [19] Si bien el objetivo final de tales experimentos era producir artificialmente sustancias naturales, ese objetivo no era prácticamente alcanzable en ese momento. El objetivo inmediato de la técnica era la aplicación de reacciones conocidas a una variedad de materiales para descubrir qué productos podían formarse. Comprender el método de formación de una sustancia fue un paso importante para ubicarla dentro de una taxonomía de sustancias en desarrollo. Esta técnica se convirtió en la base del programa de investigación de Hofmann. Usó la síntesis orgánica como método de investigación para aumentar la comprensión química de los productos de reacción y los procesos mediante los cuales se formaron. [9]
Las primeras investigaciones de Hofmann, realizadas en el laboratorio de Liebig en Giessen, fueron un examen de las bases orgánicas del alquitrán de hulla . [20] Hofmann aisló con éxito Kyanol y Leucol , bases previamente reportadas por Friedlieb Ferdinand Runge , y demostró que Kyanol era casi completamente anilina, que anteriormente se había demostrado que era un producto de descomposición del tinte vegetal índigo . En su primera publicación (1843) demostró que una variedad de sustancias que habían sido identificadas en la literatura química contemporánea como obtenibles a partir de la nafta de alquitrán de hulla y sus derivados eran todas una única base nitrogenada, la anilina. Entre ellos se encontraban Kyanol , Anilin de Carl Julius Fritzsche , Krystallin de Otto Unverdorben y Benzidam de Nikolai Zinin . [9] Gran parte de su trabajo posterior desarrolló aún más la comprensión de los alcaloides naturales.
Hofmann trazó una analogía entre la anilina y el amoníaco . Quería convencer a los químicos de que las bases orgánicas podían describirse en términos de derivados del amoníaco. Hofmann convirtió con éxito amoníaco en etilamina y los compuestos dietilamina , trietilamina y tetraetilamonio . Fue el primer químico en sintetizar las aminas cuaternarias. Su método para convertir una amida en una amina se conoce como reordenamiento de Hofmann . [20]
Mientras que las aminas primarias, secundarias y terciarias eran estables cuando se destilaban a altas temperaturas en condiciones alcalinas, la amina cuaternaria no lo era. Al calentar hidróxido de tetraetilamonio cuaternario se obtuvo vapor de trietilamina terciaria. Esto se convirtió en la base de lo que hoy se conoce como eliminación de Hofmann , un método para convertir aminas cuaternarias en aminas terciarias. Hofman aplicó con éxito el método a la coniina , el veneno colinérgico de la cicuta , para derivar la primera estructura de un alcaloide. Su método se volvió extremadamente importante como herramienta para examinar las estructuras moleculares de los alcaloides y finalmente se aplicó a la morfina, la cocaamina, la atropina y la tubocurarina, entre otras. La coniina finalmente se convirtió en el primero de los alcaloides sintetizados artificialmente. [20]
En 1848, el alumno de Hofmann, Charles Blachford Mansfield, desarrolló un método de destilación fraccionada del alquitrán de hulla y separó el benceno , el xileno y el tolueno , un paso esencial hacia el desarrollo de productos a partir del alquitrán de hulla. [3] [21]
En 1856, el alumno de Hofmann, William Henry Perkin, intentaba sintetizar quinina en el Royal College of Chemistry de Londres, cuando descubrió el primer tinte de anilina , la malvaína . [22] El descubrimiento condujo a la creación de una amplia gama de tintes textiles coloridos creados artificialmente, revolucionando el mundo de la moda. Las investigaciones de Hofmann sobre la rosanilina , que preparó por primera vez en 1858, fueron el comienzo de una serie de investigaciones sobre las materias colorantes. [14] En 1863, Hofmann demostró que el azul de anilina es un derivado trifenilo de la rosanilina y descubrió que se podían introducir diferentes grupos alquilo en la molécula de rosanilina para producir tintes de varios colores púrpura o violeta, que se conocieron como "violetas de Hofmann". [7] En 1864, Hofmann confirmó que el magenta sólo se puede producir mediante oxidación de anilina comercial en la que la ortotoluidina y la paratoluidina isoméricas están presentes como impurezas, no a partir de anilina pura. Otros estudiantes de Hofmann que se involucraron en la industria británica de colorantes incluyen a Edward Chambers Nicholson, George Maule y George Simpson. [23] Después de su regreso a Alemania, Hofmann continuó experimentando con colorantes y finalmente creó el rojo de quinoleína en 1887. [3]
Hofmann estudió las bases nitrogenadas, incluido el desarrollo de métodos para separar mezclas de aminas y la preparación de grandes cantidades de "poliamoniacos" (diaminas y triaminas como etilendiamina y dietilendiamina). Trabajó con Auguste Cahours sobre bases de fósforo entre 1855 y 1857. Con él, en 1857, Hofmann preparó el primer alcohol alifático insaturado, el alcohol alílico , C3 H5OH. También examinó su derivado, el isotiocianato de alilo (aceite de mostaza), en 1868, y estudió varios otros isocianatos e isonitrilos (isocianuros o carbilaminas). [3]
Hofmann también desarrolló un método para determinar los pesos moleculares de líquidos a partir de la densidad del vapor. Hofmann aisló ácido sórbico del aceite de serba en 1859, un compuesto químico que se utiliza ampliamente como conservante de alimentos .
En 1865, inspirado por Auguste Laurent , Hofmann sugirió una nomenclatura sistemática para los hidrocarburos y sus derivados. Fue adoptado internacionalmente por el Congreso de Ginebra, con algunas modificaciones, en 1892. [3]
Al parecer, Hofmann fue el primero en introducir modelos moleculares en la química orgánica, después de la introducción de la teoría de la estructura química por parte de August Kekule en 1858, y de la introducción de fórmulas estructurales impresas por parte de Alexander Crum Brown en 1861. En un discurso del viernes por la tarde en el Royal London's En su institución el 7 de abril de 1865, mostró modelos moleculares de sustancias orgánicas simples como metano, etano y cloruro de metilo, que había hecho construir a partir de bolas de croquet de diferentes colores conectadas entre sí mediante finos tubos de latón. [24] El esquema de color original de Hofmann ( carbono = negro, hidrógeno = blanco, nitrógeno = azul, oxígeno = rojo, cloro = verde y azufre = amarillo) ha evolucionado hasta convertirse en el esquema de color CPK y se utiliza incluso hoy en día. [25] Después de 1874, cuando van't Hoff y Le Bel sugirieron de forma independiente que las moléculas orgánicas pueden ser tridimensionales, los modelos moleculares comenzaron a asumir su apariencia moderna. [ cita necesaria ]
El voltámetro de Hofmann es un aparato para electrolizar agua , inventado por August Wilhelm von Hofmann en 1866. [26] Consta de tres cilindros verticales unidos, generalmente de vidrio. El cilindro interior está abierto en la parte superior para permitir la adición de agua y un compuesto iónico para mejorar la conductividad, como una pequeña cantidad de ácido sulfúrico . Se coloca un electrodo de platino dentro de la parte inferior de cada uno de los dos cilindros laterales, conectado a los terminales positivo y negativo de una fuente de electricidad. Cuando pasa corriente a través del voltámetro de Hofmann, se forma oxígeno gaseoso en el ánodo e hidrógeno gaseoso en el cátodo . Cada gas desplaza el agua y se acumula en la parte superior de los dos tubos exteriores. [ cita necesaria ]
Hofmann era multilingüe y publicó extensamente, particularmente sobre su trabajo sobre el alquitrán de hulla y sus derivados. En 1865, Hofmann publicó Introducción a la química moderna , en el que resumía la teoría de tipos y las ideas emergentes sobre la estructura química. La teoría de tipos modeló cuatro moléculas inorgánicas, hidrógeno, cloruro de hidrógeno, agua y amoníaco, y las utilizó como base para sistematizar y categorizar compuestos orgánicos e inorgánicos explorando la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno por un átomo o grupo equivalente. El propio Hofmann se había centrado en la investigación del amoníaco, pero analizó los cuatro modelos en su libro. En él también introdujo por primera vez el término valencia , bajo su variante más larga cuantivalencia, para describir la capacidad de combinación de un átomo. Su libro de texto influyó fuertemente en los libros de texto introductorios tanto en Europa como en Estados Unidos. [27]
Además de sus trabajos científicos, Hofmann escribió notas biográficas y ensayos sobre la historia de la química, incluido un estudio de Liebig. [4]
Fue elegido miembro de la Royal Society en 1851. Recibió la Medalla Real de la sociedad en 1854 y la Medalla Copley en 1875 "por sus numerosas contribuciones a la ciencia de la química, y especialmente por sus investigaciones sobre los derivados del amoníaco". [28] En su 70 cumpleaños, en 1888, fue ennoblecido, lo que le permitió añadir el prefijo "von" antes de su apellido. [4]
En 1900, la Sociedad Química Alemana construyó la "Casa Hofmann" en Berlín y en 1902 creó la Medalla de Oro August Wilhelm von Hofmann en su honor, que se otorgaría por logros destacados en química. Los primeros destinatarios fueron Sir William Ramsay de Inglaterra y el profesor Henri Moissan de París. [29]
Hofmann murió en 1892 y fue enterrado en el Friedhof der Dorotheenstädtischen und Friedrichswerderschen Gemeinden de Berlín. [30] [31]
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