アウグスト・ヴィルヘルム・フォン・ホフマン

Hofmann の研究は有機化学の広い範囲に及んだ。

有機合成 編集

Hofmann はギーセンのリービヒの研究所から始まった有機合成の技術開発に大きく貢献した。 ホフマンとブライスは「スチロールとその分解生成物について」という論文で、コルベがこの言葉を使う数ヶ月前に「合成」という言葉を初めて使った。 BlythとHofmannが「合成」と呼んだことで、彼らはスチロールの構造について推論を行うことができた。 続くムスプラットとホフマンの「トルイジンについて」という論文では、有機化学の分野で最初の「合成実験」(synthetische Versuche)のいくつかが紹介されている。 このような実験の究極の目的は、天然に存在する物質を人工的に作り出すことであるが、当時はそのようなことは現実的に不可能であった。 そこで、既知の反応をさまざまな物質に適用し、どのような物質が生成されるかを調べることが当面の目的とされた。 物質の生成方法を知ることは、その物質を物質分類学の中に位置づけるための重要なステップであった。 この技術は、ホフマンの研究の基礎となった。 3479>

コールタールとアニリン編集

ホフマンの最初の研究は、ギーセンのリービッヒの研究室で行われたコールタールの有機塩基の研究であった。 HofmannはFriedlieb Ferdinand Rungeによって報告されていたKyanolとLeucolの単離に成功し、Kyanolはほとんどアニリンであり、以前は植物染料の藍の分解生成物であることが示されていたことを示した。 最初の出版物(1843年)で、彼は、現代の化学文献でコールタールナフサとその誘導体から得られると同定されていたさまざまな物質が、すべて単一の窒素塩基であるアニリンであることを証明した。 その中には、Kyanol、Carl Julius FritzscheのAnilin、Otto UnverdorbenのKrystallin、Nikolai ZininのBenzidamが含まれていた。 3479>

ホフマンは、アニリンとアンモニアの類似性を指摘した。 彼は、有機塩基はアンモニアの誘導体で説明できることを化学者に納得させようとした。 ホフマンはアンモニアをエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、テトラエチルアンモニウムという化合物に変換することに成功した。 第4級アミンを合成した最初の化学者である。 アミドをアミンに変換する彼の方法はホフマン転位として知られている。

1級、2級、3級アミンは高温、アルカリ性の条件で蒸留すると安定だが、4級アミンはそうではなかった。 第4級テトラエチルアンモニウムヒドロキシドを加熱すると、第3級トリエチルアミン蒸気が発生した。 これが、現在ホフマン消去法として知られている、4級アミンを3級アミンに変換する方法の基礎となった。 ホフマンは、この方法をヘムロックのコリン作動性毒物であるコニインに適用し、アルカロイドの構造を初めて導き出すことに成功した。 この方法は、アルカロイドの分子構造を調べるための道具として極めて重要なものとなり、やがてモルヒネ、コカ・アミン、アトロピン、ツボクラリンなどにも適用されるようになった。 1848年、ホフマンの弟子チャールズ・ブラクフォード・マンスフィールドがコールタールの分留法を開発し、ベンゼン、キシレン、トルエンを分離し、コールタールからの製品開発への重要な一歩を踏み出した。

1856年、ホフマンの教え子ウィリアム・ヘンリー・パーキンは、ロンドンの王立化学大学でキニーネの合成を試みていたところ、最初のアニリン染料であるモービンを発見した。 この発見をきっかけに、人工的につくられたさまざまなカラフルな染料が生まれ、ファッション界に革命をもたらした。 1858年に初めて調製したロザニリンの研究を皮切りに、ホフマンは着色料に関する一連の研究を開始した。 1863年、ホフマンはアニリンブルーがロザニリンのトリフェニル誘導体であることを示し、ロザニリン分子に異なるアルキル基を導入することで様々な紫や紫の色を持つ染料が得られることを発見し、「ホフマンのスミレ」として知られるようになった。 1864年、ホフマンは、マゼンタは純アニリンではなく、異性体のオルトトルイジンやパラトルイジンが不純物として含まれる市販のアニリンを酸化することによってのみ製造できることを確認した。 ホフマンの教え子で、イギリスの染料工業に携わるようになった者には、他にエドワード・チェンバーズ・ニコルソン、ジョージ・マウル、ジョージ・シンプソンらがいる。 3479>

ホフマンは窒素塩基の研究を行い、アミンの混合物を分離する方法の開発や、大量の「ポリアンモニア」(エチレンジアミンやジエチレントリアミンなどのジアミンやトリアミン)の調製に成功した。 1855年から1857年にかけては、オーギュスト・カウアとリン塩基の研究に取り組んだ。 1857年、ホフマンはカオールと共に、最初の脂肪族不飽和アルコールであるアリルアルコール(C3 H5OH)を調製した。 また、1868年にはその誘導体であるイソチオシアン酸アリル(マスタードオイル)を調べ、その他さまざまなイソシアン酸塩やイソニトリル(イソシアニド、カルビルアミン)を研究した

Hofmann は、蒸気密度から液体の分子量を決定する方法を開発してもいる。 1859年には、ローワンベリーの油からソルビン酸を単離し、食品保存料として広く使われている。

1865年、オーギュスト・ローランに影響を受け、炭化水素とその誘導体の系統的命名法を提案した。 1892年のジュネーブ会議で国際的に採用され、一部修正された。

分子モデル編集

ホフマンのメタンモデル

ホフマン電圧計

有機化学に最初に分子モデルを導入したのはホフマンであったと思われる。 1858年にアウグスト・ケクレが化学構造論を、1861年にアレキサンダー・クラム・ブラウンが構造式を印刷したものを紹介したのに続き、「構造式」を紹介したのである。 1865年4月7日、ロンドンの王立研究所で開かれた「金曜講演会」で、彼はメタン、エタン、塩化メチルなどの単純な有機物質の分子模型を展示したが、これは色の異なるテーブルクロケット球を細い真鍮管でつないで作ったものであった。 ホフマンの考案した配色(炭素=黒、水素=白、窒素=青、酸素=赤、塩素=緑、硫黄=黄)は、CPK配色に発展し、現在も使われている。 3479>

Hofmann voltameterEdit

Hofmann voltameterは水の電気分解のための装置で、1866年にAugust Wilhelm von Hofmannによって発明された。 通常はガラス製の直立した3つの円筒を接合したものである。 内筒は上部が開いており、水とイオン性化合物(少量の硫酸など)を加えて導電性を向上させることができる。 2本の円筒のそれぞれの底に白金電極が置かれ、電気源のプラスとマイナスの端子に接続されている。 ホフマンの電圧計に電流を流すと、陽極に気体の酸素が、陰極に気体の水素が発生する。 それぞれの気体は水を置換し、2本の外筒の上部に集まる