August Wilhelm von Hofmann
O trabalho de Hofmann cobriu uma ampla gama de química orgânica.
Síntese orgânicaEditar
Hofmann foi um grande contribuinte para o desenvolvimento de técnicas de síntese orgânica, que teve origem no laboratório de Liebig em Giessen. Hofmann e John Blyth foram os primeiros a usar o termo “síntese”, em seu trabalho “On Styrole, and Some of the Products of Its Decomposition”, antecedendo em alguns meses o uso do termo por Kolbe. O que Blyth e Hofmann chamaram de “síntese” permitiu-lhes fazer inferências sobre a constituição do estílo. Um trabalho posterior, Muspratt e Hofmann, “On Toluidine”, descreveu algumas das primeiras “experiências sintéticas” (synthetische Versuche) no campo da química orgânica. Embora o objectivo final de tais experiências fosse produzir artificialmente substâncias que ocorrem naturalmente, tal objectivo não era praticamente alcançável na altura. O objetivo imediato da técnica era a aplicação de reações conhecidas a uma variedade de materiais para descobrir que produtos poderiam ser formados. A compreensão do método de formação de uma substância foi um passo importante para colocá-la dentro de uma taxonomia de substâncias em desenvolvimento. Esta técnica tornou-se a base do programa de pesquisa de Hofmann. Ele utilizou a síntese orgânica como método de investigação, para aumentar a compreensão química dos produtos de reação e dos processos pelos quais eles foram formados.
Alcatrão de carvão e anilinasEdit
As primeiras investigações de Hofmann, realizadas no laboratório de Liebig em Giessen, foram um exame das bases orgânicas do alcatrão de carvão. Hofmann isolou com sucesso Kyanol e Leucol, bases previamente relatadas por Friedlieb Ferdinand Runge, e mostrou que Kyanol era quase totalmente anilina, anteriormente mostrado como um produto de decomposição do anilina da planta. Em sua primeira publicação (1843) ele demonstrou que uma variedade de substâncias que tinham sido identificadas na literatura química contemporânea como obteníveis a partir da nafta do alcatrão de carvão e seus derivados eram todas uma única base nitrogenada, a anilina. Estas incluíam Kyanol, Anilina de Carl Julius Fritzsche, Krystallin de Otto Unverdorben e Benzidam de Nikolai Zininin. Muito do seu trabalho subsequente desenvolveu ainda mais a compreensão dos alcalóides naturais.
Hofmann desenhou uma analogia entre anilina e amônia. Ele queria convencer os químicos que as bases orgânicas poderiam ser descritas em termos de derivados de amônia. Hofmann converteu com sucesso a amônia em etilamina e os compostos dietilamina, trietilamina e tetraetilamónio. Ele foi o primeiro químico a sintetizar as aminas quaternárias. Seu método de conversão de uma amida em uma amina é conhecido como o rearranjo de Hofmann.
Embora as aminas primárias, secundárias e terciárias fossem estáveis quando destiladas a altas temperaturas sob condições alcalinas, a amina quaternária não era. O aquecimento do hidróxido de tetraetilamónio quaternário produziu vapor de trietilamina terciária. Isto tornou-se a base do que agora é conhecido como eliminação de Hofmann, um método para converter aminas quaternárias em aminas terciárias. Hofman aplicou com sucesso o método à coniina, o veneno colinérgico da cicuta, para derivar a primeira estrutura de um alcalóide. Seu método tornou-se extremamente significativo como ferramenta para examinar as estruturas moleculares dos alcalóides, e acabou sendo aplicado à morfina, amina de coca, atropina e tubocurarina, entre outras. Coniine eventualmente tornou-se o primeiro dos alcalóides a ser sintetizado artificialmente.
Em 1848, o estudante de Hofmann Charles Blachford Mansfield desenvolveu um método de destilação fracionada de alcatrão de carvão e separou benzeno, xileno e tolueno, um passo essencial para o desenvolvimento de produtos a partir do alcatrão de carvão.
Em 1856, o estudante de Hofmann William Henry Perkin estava tentando sintetizar quinina no Royal College of Chemistry em Londres, quando descobriu a primeira tintura de anilina, malvaina. A descoberta levou à criação de uma vasta gama de corantes têxteis coloridos criados artificialmente, revolucionando o mundo da moda. As pesquisas de Hofmann sobre a rosanilina, que ele preparou pela primeira vez em 1858, foram o início de uma série de investigações sobre a matéria da coloração. Em 1863, Hofmann mostrou que o azul anilina é um derivado trifenílico da rosanilina e descobriu que diferentes grupos alquílicos podiam ser introduzidos na molécula de rosanilina para produzir corantes de várias cores roxas ou violetas, que ficaram conhecidos como “violetas de Hofmann”. Em 1864, Hofmann confirmou que a magenta só pode ser feita por oxidação da anilina comercial na qual a isomérica ortoluidina e a paratoluidina estão presentes como impurezas e não a partir da anilina pura. Outros estudantes de Hofmann que se envolveram na indústria britânica de corantes incluem Edward Chambers Nicholson, George Maule, e George Simpson. Após seu retorno à Alemanha, Hofmann continuou a fazer experiências com corantes, finalmente criando vermelho de quinolina em 1887.
Hofmann estudou bases nitrogenadas, incluindo o desenvolvimento de métodos para separar misturas de aminas e a preparação de grandes números de “poliamonias” (diaminas e triaminas como a etilenodiamina e a dietilenodiamina). Ele trabalhou com Auguste Cahours sobre bases de fósforo entre 1855 e 1857. Com ele, em 1857, Hofmann preparou o primeiro álcool alifático insaturado, álcool alélico, C3 H5OH. Ele também examinou seu derivado, isotiocianato de alilo (óleo de mostarda), em 1868, e estudou vários outros isocianatos e isonitrilos (isocianetos, ou carbilaminas).
Hofmann também desenvolveu um método para determinar o peso molecular de líquidos a partir de densidades de vapor. Hofmann isolou ácido sórbico do óleo de tramazeira em 1859, um composto químico amplamente utilizado como conservante alimentar.
Em 1865, inspirado em Auguste Laurent, Hofmann sugeriu uma nomenclatura sistemática para hidrocarbonetos e seus derivados. Ela foi adotada internacionalmente pelo Congresso de Genebra, com algumas modificações, em 1892.
Modelos molecularesEditar
Hofmann foi aparentemente o primeiro a introduzir modelos moleculares na química orgânica, após a introdução da teoria da estrutura química de August Kekule em 1858, e a introdução de Alexander Crum Brown de fórmulas estruturais impressas em 1861. Em um discurso de sexta-feira à noite no Royal Institution de Londres, em 7 de abril de 1865, ele exibiu modelos moleculares de substâncias orgânicas simples, como metano, etano e cloreto de metila, que ele tinha construído a partir de bolas de croquete de mesa de cores diferentes, ligadas com tubos finos de latão. O esquema de cores original de Hofmann (carbono = preto, hidrogênio = branco, nitrogênio = azul, oxigênio = vermelho, cloro = verde e enxofre = amarelo) evoluiu para o esquema de cores CPK e está em uso ainda hoje. Depois de 1874, quando Van’t Hoff e Le Bel sugeriram independentemente que as moléculas orgânicas podem ser tridimensionais, modelos moleculares começaram a assumir sua aparência moderna.
Hofmann voltameterEdit
O voltametro Hofmann é um aparelho para electrolisar água, inventado por August Wilhelm von Hofmann em 1866. É composto por três cilindros verticais unidos, geralmente de vidro. O cilindro interno é aberto na parte superior para permitir a adição de água e um composto iônico para melhorar a condutividade, tal como uma pequena quantidade de ácido sulfúrico. Um eletrodo de platina é colocado dentro da parte inferior de cada um dos dois cilindros laterais, conectado aos terminais positivo e negativo de uma fonte de eletricidade. Quando a corrente passa pelo Voltametro de Hofmann, forma-se oxigénio gasoso no ânodo e hidrogénio gasoso no cátodo. Cada gás desloca a água e recolhe no topo dos dois tubos exteriores.