Adolf von Bayer

By RS / 11. March 2018. / Comments Off on Adolf von Bayer

Autor: Dušan Malenov

Johan Fridrih Wilhelm Adolf Bajer rođen je 31. oktobra 1835. godine u Berlinu. Njegov otac, Johan Jakob Bajer, bio je general u vojsci i tvorac je Evropskog sistema geodetskih merenja, dok je njegova majka Eugenija bila spisateljica. Još kao dete, Adolf Bajer je pokazivao veliko interesovanje za hemijske eksperimente.
Studije je otpočeo 1854. godine na Berlinskom univerzitetu, gde se bavio matematikom i fizikom. Dve godine kasnije, 1856. odlučio je da se preseli u Hajdelberg, gde je počeo sa radom u hemijskoj laboratoriji Roberta Bunzena. Prvi rad, u kom je prikazao istraživanja o hlormetanu, objavio je 1857. godine.

Nakon toga, prešao je da radi u laboratoriji Augusta Kekulea, takođe u Hajdelbergu, gde mu je pomagao u konstrukciji njegove dobro poznate teorije o rezonanciji u benzenu. U toj laboratoriji dovršio je svoj doktorat, rad o kakodilu [(CH3)₂As-As(CH3)₂] i jedinjenjima koja se mogu dobiti iz kakodila. Taj rad je kasnije pomogao Bunzenu da postavi teoriju o metil-radikalima. Bajer je doktorat odbranio u Berlinu 1858. godine.
Zajedno sa Kekuleom, koji je u međuvremenu postao profesor u Gentu, Adolf Bajer je proučavao mokraćnu kiselinu, što je dovelo do otkrića barbituratne kiseline, iz koje će se kasnije razviti poznata klasa lekova – barbiturati. Ovo otkriće omogućilo mu je da postane predavač na Trgovinskoj akademiji u Berlinu, gde je 1860. godine dobio prostranu laboratoriju. Tokom 1864. godine Bajer je izvršio i sintezu barbituratne kiseline kondenzacijom uree i malonske kiseline:

U laboratoriji u Berlinu Bajer je 1865. godine počeo sa radom na indigu, specifičnoj plavoj boji koja ga je fascinirala još od detinjstva. Uskoro je otkrio indol i uspeo da izvrši parcijalnu sintezu indiga, a 1869. godine predložio je tačnu formulu indola. Iste godine je sa svojim saradnikom Emerlingom izvršio sintezu indola iz o-nitrocimetne kiseline i praha gvožđa u jako baznoj sredini:

Bajer se 1871. godine preselio u Strazbur, gde je na tek oformljenom Univerzitetu dobio mesto profesora. U Strazburu je radio na sintezama ftaleina, veoma važne grupe obojenih supstanci. Razvio je sintezu fenolftaleina kondenzacijom anhidrida ftalne kiseline sa dva ekvivalenta fenola u kiselim uslovima (1871):

Iste godine izvršio je i sintezu fluoresceina iz anhidrida ftalne kiseline i rezorcinola (ovo jedinjenje je do 1878. godine nazivano rezorcinftaleinom):

Posle smrti Justusa fon Libiga (1873), Bajer je prihvatio poziv da preuzme njegovo mesto profesora na Univeritetu u Minhenu. U ovom gradu Bajer je kontinualno radio na formiranju odlične hemijske laboratorije, u kojoj je izvršio sintezu indiga iz istatina, (1878), a 1882. godine je sa svojim saradnikom razvio i takozvanu Bajer-Drusonovu sintezu indiga, koja je primenjivana u narednih 20 godina.

U toku ispitivanja acetilena i poliacetilena, Bajer je postavio čuvenu teoriju o ugaonom naponu u malim ugljeničnim prstenovima, koja je objavljena 1885. godine. Tako je Bajer pokazao da nije bio samo vrstan eksperimentalni hemičar, već da je bio i odličan teorijski hemičar. Sinonim za ugaoni napon danas je izraz „Bajerov napon“, njemu u čast.

Bajerov napon predstavlja višak entalpije cikličnih molekula prouzrokovan deformacijama uglova veza, a u poređenju sa entalpijom odgovarajućeg molekula sa „normalnim“ tetraedarskim uglovima veza koji je bez napona. Bajer je pretpostavio da su idealne strukture cikloalkana planarne, iz čega je zaključio da ugao između ugljenik-ugljenik veza mora biti 600 u ciklopropanu, 900 u ciklobutanu, 1080 u ciklopentanu i 1200 u cikloheksanu.

Prema Bajeru, mera ugaonog napona je odstupanje od idealnog tetraedarskog ugla (109°28’), što, na primer, u slučaju ciklobutana iznosi 19°28’. Raspodelom ovog napona između dve C-C veze dobija se Bajerov napon za ciklobutan, koji iznosi 9°44’. Bajerova teorija na ovaj način predviđa da je prsten stabilniji ukoliko ima nižu vrednost ugaonog (Bajerovog) napona, što je dovelo do zaključka da je ciklopentan najstabilniji cikloalkan.
Kasnije se ispostavilo da je Bajerova prvobitna pretpostavka bila pogrešna i da ovi cikloalkani (osim ciklopropana) nisu planarni. Takođe je utvrđeno i da je ciklopentan manje stabilan od cikloheksana, koji skoro da i ne poseduje ugaoni napon. Ovo je posledica toga što ukupan napon u prstenu ne zavisi samo od Bajerovog napona, već i od Picerovog (eklipsnog ili torzionog) napona, transanularnog napona i napona izazvanog skraćivanjem veza.

U toku istraživanja vezanih za benzen i ciklične terpene došlo je do otkrića reakcije oksidacije ketona peroksi-kiselinama, pri čemu se dobijaju estri. Ovaj rad Bajer je objavio zajedno sa svojim studentom Viktorom Viligerom 1899. godine. Reakcija je poznata kao Bajer-Viligerova oksidacija.

Iz perioda rada u Minhenu datiraju i Bajerovi teorijski radovi o organskim peroksidima i oksonijum-solima, a takođe je, ispostaviće se kasnije uspešno, pretpostavio da postoji veza između konstitucije i boje.

Intersantna je razlika u naučnom pristupu između Bajera i njegovog učitelja Kekulea. Kekule je veoma često pristupao eksperimentalnom radu sa unapred utvrđenim mišljenjima i u eksperimentima tražio potvrde. Bajer je eksperiment posmatrao sasvim drugačije: „Nikada nisam postavio eksperiment da bih video da li sam u pravu, već da bih video kako se materijali ponašaju.“ Ovaj princip Bajer je primenjivao do kraja svog radnog veka, što je doprinelo velikom broju različitih otkrića.

Među interesantnim otkrićima Adolfa Bajera izdvajaju se i radovi o nitrozo-jedinjenjima iz 1869. godine. Razvio je i neke specifične tehnike destilacije, koje su pomogle njegovim učenicima Grebeu i Libermanu da izoluju i razjasne strukturu alizarina, još jedne važne organske boje, i da razrade njegovu industrijsku sintezu. Interesantno je i da je u jednom eksperimentu sa formaldehidom i fenolom Bajer umalo uspeo da preduhitri Lea Bejklenda, koji je kasnije izvršio uspešnu sintezu polimera poznatog kao „Bakelit“.
Među velikim dostignućima ovog velikog hemičara takođe se izdvaja i formiranje grupe hemičara koja je sama iznedrila pedeset budućih univerzitetskih nastavnika.
Godine 1881. Kraljevsko društvo Londona dodelilo mu je Dejvi Medalju za njegov rad na sintezi indiga. Kako je bio veoma poznat u naučnim i društvenim krugovima, njegovom imenu je 1885. godine, na njegov pedeseti rođendan, dodat infiks „fon“, karakterističan za plemiće, te je do kraja života bio poznat kao Adolf fon Bajer.
Najvažnija nagrada došla je početkom 20. veka. Adolf fon Bajer nagrađen je Nobelovom nagradom za hemiju 1905. godine; bilo je to „priznanje njegovoj službi u unapređenju organske hemije i hemijske industrije, a kroz njegov rad na organskim bojama i hidroaromatičnim jedinjenjima“.
Kada je u pitanju porodični život, Adolf Bajer se 1868. godine oženio Adelhajdom Lajdom Bendeman. Njihova ćerka postala je kasnije supruga hemičara Oskara Pilotija, sin Hans postao je predavač medicine na Univerzitetu u Minhenu, dok je sin Oto predavao fiziku na Univerzitetu u Berlinu. Adolf fon Bajer umro je 20. avgusta 1917. godine, u porodičnoj kući u Starnbergu.