カール・ツィーグラー

カール・ツィーグラー
カール・ツィーグラー
生まれる	カール・ヴァルデマール・ツィーグラー 1898年11月26日 ドイツ帝国、カッセル近くのヘルザ
死亡	1973年8月12日(1973-08-12)（享年74歳） 西ドイツ、ミュルハイム
国籍	ドイツ語
母校	マールブルク大学
知られている	チーグラー・ナッタ触媒 チーグラー法 ヴォール・チーグラー臭素化 ソープ・チーグラー反応 有機アルミニウム化学 有機リチウム試薬
受賞歴	リービッヒ勲章 （1935年）二等戦功十字章（1940年）ヴェルナー・フォン・ジーメンス・リング（1961年）ノーベル化学賞（1963年）
科学者としてのキャリア
フィールド	有機化学
機関	ゲーテ大学 フランクフルト大学 ハイデルベルク 大学 ハレ・ザーレ大学 マックス ・プランク研究所 ケーレンフォルシュング 大学 シカゴ大学
博士課程の指導教員	カール・フォン・アウワース

カール・ヴァルデマール・ツィーグラー（ドイツ語: [kaːʁl ˈvaldəˌmaʁ ˈt͡siːɡlɐ] ; 1898年11月26日 - 1973年8月12日）は、1963年にジュリオ・ナッタとともにポリマーに関する研究でノーベル化学賞を受賞したドイツの 化学者。ノーベル委員会は、ツィーグラーの「有機金属化合物に関する優れた研究は、新たな重合反応を導き、新たな非常に有用な産業プロセスへの道を開いた」と評価した。^[1]また、ツィーグラー・ナッタ触媒の開発のほか、フリーラジカル、多員環、有機金属化合物に関する研究でも知られている。ツィーグラーが受賞した数々の賞の一つは、1960年にオットー・バイエルとウォルター・レッペと共同で受賞したヴェルナー・フォン・ジーメンス・リング賞であり、新しい合成材料に関する科学的知識の拡大と技術開発に対する功績が認められた。^[2]

カール・ツィーグラーは、1898年11月26日にドイツのカッセル近郊のヘルザで、ルーテル派の牧師カール・ツィーグラーとルイーゼ・ラル・ツィーグラーの次男として生まれた。^[3]彼は小学校時代をカッセル＝ベッテンハウゼンで過ごした。入門用の物理の教科書が、ツィーグラーの科学への興味に火をつけた。それがきっかけで、彼は自宅で実験をしたり、高校のカリキュラムを超えて広範囲に読書をしたりした。彼はまた、父親を通して、ジフテリアワクチンで知られるエミール・アドルフ・フォン・ベーリングなど、多くの著名人を知ることになった。 ^[4]彼の余分の勉強と実験のおかげで、ドイツのカッセルの高校の最終学年で最優秀生徒賞を受賞した。^[4]彼はマールブルク大学で学び、豊富な背景知識があったため、最初の2学期の勉強を省略することができた。しかし、1918年に第一次世界大戦に従軍するため兵士として前線に派遣されたため、研究は中断された。^{[5] 1920年に}カール・フォン・アウワースのもとで博士号を取得した。^[3]彼の学位論文は「セミベンゾールと関連化合物に関する研究」で、3つの出版物につながった。^[5]

カール・ツィーグラーは幼い頃から科学に熱心でした。彼は学校教育を順調に進め、 1920年にマールブルク大学で博士号を取得しました。その後すぐに、マールブルク大学とフランクフルト大学で短期間講義を行いました。

1926年に彼はハイデルベルク大学の教授となり、その後10年間、有機化学の新しい進歩について研究した。^{[6] [7]} 彼は三価炭素上のラジカルの安定性を調査し、有機金属化合物とその応用を研究するようになった。彼はまた、多員環系の合成にも取り組んだ。^[7] 1933年にツィーグラーは、大きな環系に関する最初の主要な研究書「Vielgliedrige Ringsysteme」を出版し、ルグリ＝ツィーグラーの希釈原理の基礎を提示した。^[8]

1936年にハレ・ザーレ大学化学研究所の教授兼所長となり、シカゴ大学の客員講師も務めた。^[7] SSのパトロンメンバーでもあったツィーグラーは^[9]、 1940年10月に二等戦功十字章を受章した^。[10]

1943年から1969年まで、ツィーグラーはフランツ・フィッシャーの後任として、ミュルハイム・アン・デア・ルールにあるマックス・プランク石炭研究所（旧カイザー・ヴィルヘルム石炭研究所）の所長を務めた。 [ ^8]

カール・ツィーグラーは、戦後のドイツ化学研究の復活に大きく貢献したとされ、1949年にドイツ化学会（Gesellschaft Deutscher Chemiker）の設立に尽力した。彼は5年間会長を務めた。^{[7] [11]}彼はまた、1954年から1957年までドイツ石油石炭化学会（Deutsche Gesellschaft für Mineralölwissenschaft und Kohlechemie）の会長も務めた。^[7] 1971年、ロンドンの王立協会は彼を外国人会員に選出した。^[7]

1922年、ツィーグラーはマリア・クルツと結婚した。^[2]二人の間にはエアハルトとマリアンナという二人の子供が生まれた。^[3]彼の娘、マリアンナ・ツィーグラー・ヴィッテ博士は医学博士で、ルール地方の小児病院（当時）の主任医師と結婚した。彼の息子、エアハルト・ツィーグラー博士は物理学者と特許弁護士になった。子供たちに加えて、カール・ツィーグラーには娘との間に5人の孫がおり、息子との間に5人の孫がいる。^[1]孫の少なくとも一人、コルデュラ・ヴィッテは彼のノーベル賞受賞レセプションに出席しており、二人が楽しそうに踊っている写真がある。^[5]ツィーグラーは家族と世界中を旅行すること、特にクルーズ旅行を楽しんだ。日食観測のために特別なクルーズや飛行機を手配することもあった。1972年、孫と日食観測クルーズ中にカール・ツィーグラーは病気になり、1年後に亡くなった。^[6]

ツィーグラー夫妻は芸術、特に絵画を愛好していた。カールとマリアは誕生日やクリスマス、記念日に互いに絵画を贈り合った。彼らは絵画の膨大なコレクションを収集したが、必ずしも特定の時代のものではなく、彼らが気に入った絵画ばかりだった。熱心な園芸愛好家だったマリアは、エミール・ノルデ、エーリッヒ・ヘッケル、オスカー・ココシュカ、カール・シュミット＝ロットルフによる花の絵画を特に好んでいた。カールは、ハレやルール渓谷など、彼と妻が故郷と呼んでいた場所の絵画を好んでいた。彼らが共有していたコレクションから42点の絵画が財団に組み入れられ、ミュールハイム・ツィーグラー美術館に遺贈された。^[12]

カール・ツィーグラーは多くの発見をした人物であると同時に、多くの特許を取得した人物でもあった。マックス・プランク研究所との特許契約により、ツィーグラーは裕福な人物となった。この富の一部を使って、ツィーグラーは研究所の研究を支援するために約4000万ドイツマルクのツィーグラー基金を設立した。^[6]ツィーグラーと同名の別の学校は、1974年12月4日に既存の学校の名前を変更して設立された都市型高校、カール・ツィーグラー・シューレである。この学校はドイツのミュルハイムにある。^[12]

カール・ツィーグラーは1973年8月12日にドイツのミュールハイムで亡くなり、彼の妻は1980年に亡くなった。

ツィーグラーは生涯を通じて、あらゆる種類の研究の不可分性を熱心に主張した。このため、彼の科学的業績は基礎的なものから最も実用的なものまで多岐にわたり、研究は化学の分野内の幅広いトピックに及んでいる。若い教授として、ツィーグラーは次のような疑問を提起した。置換エタン誘導体の炭素-炭素結合の解離に寄与する要因は何か？この疑問が、ツィーグラーをフリーラジカル、有機金属、環状化合物、そして最終的には重合プロセスの研究へと導いた。^[4]

マールブルク大学の博士課程に在籍していた頃、ツィーグラーはカルビノールからハロクロミック塩（R ₃ C ⁺ Z ^{− ）を作る方法を示した最初の主要論文を発表した。それまでの研究で、ハロクロミック塩またはフリーラジカル（R3C•）はRが}芳香族でなければならないという印象を受けていた。ツィーグラーは同様に置換されたフリーラジカルの合成を試みるようになり、1923年に1,2,4,5-テトラフェニルアリル、1925年にペンタフェニルシクロペンタジエニルの合成に成功した。これら2つの化合物は、トリフェニルメチルなどの従来の3価炭素フリーラジカルよりもはるかに安定していた。3価炭素フリーラジカル化合物の安定性に対する彼の関心は、ヘキサ置換エタン誘導体の解離の原因となる立体的および電子的要因を特定しようとした多くの論文の最初のものを発表することにつながった。^[13]

チーグラーの多員環化合物に関する研究でも、アルカリ金属化合物の反応性を利用していた。彼はアミンのリチウム塩やナトリウム塩などの強塩基を使用して、末端シアノ基を持つ長鎖炭化水素の環化を行なった。最初に形成された環化合物は、次に目的の大環状ケトン生成物に変換された。チーグラーの合成法は、競合する分子間反応よりも分子内環化を優先するために高希釈で反応を実行することを含み、既存の手順（レイリン）よりも優れた収率をもたらした。彼は、C ₁₄からC ₃₃の大環状脂環式ケトンを60～80%の収率で調製することができた。^{[4]この合成の顕著な例は、}レオポルド・ルジチカによる動物のジャコウの芳香成分であるムスコンの調製である。^[11]ジーグラーと同僚は1933年に巨大環系合成に関する一連の論文の最初のものを発表しました。この分野とフリーラジカル化学における彼の業績により、1935年にリービッヒ記念メダルが授与されました。^[13]

ジーグラーのフリーラジカルに関する研究は、彼をアルカリ金属の有機化合物へと導いた。彼はエーテルの切断がアルキルナトリウムとアルキルカリウムを調製する新しい方法を開くことを発見し、 ^[11]これらの化合物が六置換エタン誘導体に簡単に変換できることを発見した。この合成経路を使用すると、エーテル出発物質のアイデンティティを変更するだけで、置換基の性質を簡単かつ体系的に変更することができた。^[13]

その後、1930年に彼は金属リチウムとハロゲン化炭化水素から金属-ハロゲン交換反応によりリチウムアルキルとアリールを直接合成しました。この便利な合成法は、他の研究者によるRLi試薬の研究を数多く促し、現在では有機リチウム試薬は有機合成化学者にとって最も用途が広く貴重なツールの1つとなっています。チーグラー自身のリチウムアルキルとオレフィンに関する研究は、約20年後の新しい重合法の発見に直接つながりました。

1927 年、彼はオレフィンの スチルベンをフェニルイソプロピルカリウムのエチルエーテル溶液に加えると、赤から黄色への突然の色の変化が起こることを発見しました。彼は、炭素-炭素二重結合を介した有機アルカリ金属化合物の初めての付加を観察したのです。その後の研究で、オレフィン炭化水素のブタジエンをフェニルイソプロピルカリウム溶液に連続的にどんどん加えていくと、反応性有機カリウム末端がそのままの長鎖炭化水素が得られることがわかりました。このようなオリゴマーは、いわゆる「リビングポリマー」の先駆けでした。

ジーグラーはマックス・プランク石炭研究所に勤務していたため、石炭ガスの副産物としてエチレンが容易に入手できた。エチレンは原料として安価であり、石炭産業との関連性もあることから、ジーグラーはエチレンの実験を開始し、高分子量のポリエチレンを合成することを目標とした。しかし、競合する脱離反応が起こり続けて異常な結果を引き起こしたため、彼の試みは失敗した。エチレンが高級アルミニウムアルキルの混合物に変換されるのではなく、その二量体である1-ブテンがほぼ唯一の生成物となったのである。この予期せぬ脱離反応を引き起こすには汚染物質が存在していたに違いないと考えられ、^[13]最終的に原因はニッケル塩の痕跡であると判明した。ジーグラーはこの発見の重要性を認識した。ニッケル塩がエチレン-アルミニウムアルキル反応の過程にこれほど劇的な影響を及ぼすのであれば、おそらく別の金属が脱離反応を遅らせるかもしれない。ジーグラーと彼の学生 H. ブレイルは、クロム、ジルコニウム、特にチタンの塩はR2AlH 脱離を促進せず、代わりに「成長」反応を大幅に加速することを発見しました。大気圧下でエチレンを、高級アルカンに溶解した触媒量の TiCl3 と Et2AlCl に通すだけで、ポリエチレンがすぐに析出しました。ジーグラーは高分子量ポリエチレン(MW > 30,000) を得ることができ、最も重要なことに、それを低いエチレン圧で得ることができました。ジーグラーグループは突然、既存のすべてのプロセスよりも優れたエチレンの重合手順を手に入れました。

1952年、ツィーグラーはイタリアのモンテカティーニ社に彼の触媒を公開した。この会社の顧問を務めていたのはジュリオ・ナッタだった。ナッタはこの種類の触媒を「ツィーグラー触媒」と名付け、プロペンなどのα-オレフィンを立体規則的に重合する能力と可能性に非常に興味を持った。 ^{[13]一方、ツィーグラーは主に}ポリエチレンとエチレンとプロピレンの共重合体の大規模生産に集中した。すぐに科学界は彼の発見を知ることとなった。それまでは製造できなかった高度に結晶化した立体規則性ポリマーが合成可能になった。この新しい有機金属触媒を使用した炭化水素の制御された重合に関する研究により、カール・ツィーグラーとジュリオ・ナッタは1963年のノーベル化学賞を共同受賞した。

カール・ツィーグラーは数多くの賞や栄誉を受けました。最も重要な賞のいくつかを次に示します。

• リービッヒ・デンクミュンツェ賞(1935 年)。この賞は現在のドイツ化学会が授与するもので、優れた業績と創造性をあげたドイツの化学者に贈られます。ツィーグラーは多員環系と安定した三価炭素ラジカルの合成に関する研究によりこの賞を受賞しました。
• 戦争功労十字章2 級 (1940 年 10 月 19 日)
• カール・デュイスベルク賞 (1953 年) この賞は、ドイツ化学会から化学の振興に対する優れた貢献に対して授与されます。
• ラヴォアジエ賞（1955年）この賞は、フランス化学会が化学のさまざまな分野の科学者に授与する賞です。
• カール・エングラー賞（1958年）この賞は、エングラーが以前会長を務めていたドイツ石油科学・石炭化学協会から授与される。
• ヴェルナー・フォン・シーメンス・リング(1960 年)。このリングはヴェルナー・フォン・シーメンス財団によって授与され、業績とスキルによって新たな技術的道を切り開いた個人に与えられるドイツ最高の賞とされています。
• ノーベル化学賞（1963年）「[彼の]有機金属化合物に関する優れた研究は、予想外に新しい重合反応をもたらし、新しい非常に有用な産業プロセスへの道を開いた。」^[7]
• ロンドンプラスチック協会のスウィンバーン メダル (1964 年)。この賞は、プラスチックの科学、工学、技術に大きな進歩をもたらした個人に授与されます。
• ドイツ連邦共和国の星と帯付き大功労十字章( Großes Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband ) (1964 年)
• ゴム・プラスチック時代の国際合成ゴム賞（1967年）
• 連邦大功労十字章（ドイツ連邦共和国功労勲章）（1969年）ツィーグラーは科学技術分野での功績によりこの賞を受賞しました。
• プール・ル・メリット芸術科学賞（旧平和賞）（1969年）
• 王立協会外国人会員（1971年）^[14]
• ヴィルヘルム・エクスナーメダル（1971年）。^[15]
• ドイツ化学協会の化学の歴史的建造物プログラム ( Historische Stätten der Chemie )による記念碑。ミュルハイム・アン・デア・ルールのマックス・プランク石炭研究所に設置(2008 年)
• ハノーバー工科大学、ギーセン大学、ハイデルベルク大学、ダルムシュタット工科大学より名誉博士号を授与
• ミュルハイムのカール・ツィーグラー・シューレはツィーグラーにちなんで名付けられました
• カール・ツィーグラー財団はドイツ化学会の中にあり、科学賞であるカール・ツィーグラー賞（5万ユーロ相当）を授与して いる[^要出典]

• ジエノン-フェノール転位
• ノーベル化学賞受賞者一覧

• Nobelprize.org の Karl Ziegler 氏1963年12月12日のノーベル賞受賞講演を含む発明の帰結と発展