Ingold, Christopher Kelk

Christopher Kelk Ingold ( eng.  Christopher Kelk Ingold ; 1893. október 28.  – 1970. december 8. ) - angol kémikus , a fizikai szerves kémia területén végzett alapvető munkájáról híres. Az 1920-as és 1930-as években a reakciómechanizmusok és a szerves vegyületek elektronszerkezetének tanulmányozásával kapcsolatos úttörő munkája kiindulópontként szolgált az olyan fogalmak bevezetéséhez, mint a nukleofil , elektrofil , induktív és mezomer hatások a szerves kémiában . Ingold bevezette a kémiába az SN1, SN2, E1 és E2 mechanizmusok fogalmát, megjósolta és felfedezte a karbonsavak észtereinek hidrolízisének mechanizmusait. Emellett ő a Kahn-Ingold-Prelog szabályok egyik társszerzője . Pályafutása során Ingold több mint 450 cikket és levelet publikált tudományos folyóiratokban [2] . Joggal tekinthető a fizikai szerves kémia egyik megalapítójának. [3]

A Londoni Királyi Társaság tagja ( 1924) [4] .

Életrajz

Christopher Kelk Ingold 1893. október 28-án született William Kelk Ingold és Harriet Walker Newcomb gyermekeként a londoni Forest Gate-ben. Apja rossz egészségi állapota miatt a család Shanklinbe költözött Wight szigetére, amikor a fiú még csecsemő volt. Apja, William Kelk Ingold meghalt, amikor Christopher mindössze 5 éves, nővére, Doris pedig 2 éves volt.

Christopher a tekintélyes Sandown Schoolban végzett, majd a Southamptoni Hartley University College -ban (ma Southampton Egyetem) tanult; ott kapott 1913 októberében főiskolai diplomát. Az iskolában és az egyetemen a fizika könnyebb volt számára, mint a kémia; de Southamptonban az ő idejében a fizikát nagyon monoton és unalmasan tanították, míg a kémiát D. R. Boyd professzor nagyon élénken mutatta be, mint fejlődő és lenyűgöző tantárgyat, és Ingold úgy döntött, hogy a kémiát választja. Iskolai vagy egyetemi hobbijairól keveset tudni, de azt mondta, jobban teljesíthetett volna az érettségi vizsgáin, ha nem szentel ennyi időt a sakkozásnak egy klubban.

Imperial College London

Ingold ezután a londoni Imperial College-ba költözött J. F. Thorpe professzorral [5] , F.R.S. professzorral közös kutatásra , 2 évet töltött kutatókémikusként a glasgow-i Kassel Cyanide Companynál, de 1920-ban visszatért az Imperial College-ba szerves kémia oktatóként. 1923-ban Ingold feleségül vette Edith Hilda Asherwoodot, aki vele dolgozott az Imperial College-ban. 1920-ban Ingold publikációkat publikált a szerves kémiáról, amivel 1921-ben doktori címet szerzett a Londoni Egyetemen. 1924-ben Ingold Leedsbe költözött, és a Leedsi Egyetemen vett részt , ahol J. B. Koch professzor, F.R.S.

University of Leeds

6 évig Ingold Leedsben maradt. Ebben az időszakban Ingold látóköre annyira megnőtt, hogy az összes szerves kémiát lefedte; ez a folyamat 1927-re teljesen befejeződött, amikor elkészült az indukció és a konjugáció mint polarizáció és polarizálhatóság elméleti alapja.

A Leedsben eltöltött 6 év alatt Ingold a szerves kémia minden aspektusa iránt érdeklődött, saját szavaival élve: "kompetenciája az egész szerves kémiára kiterjedt, a folyamat már 1927-ben befejezettnek mondható." A Chemical Society számára írt "Éves jelentéseket a kémia fejlődéséről", amelyben számos olyan területet vett figyelembe, amelyekkel személyesen nem foglalkozott: terpének , szabad gyökök , nitrogén , kén és arzén sztereokémiája , autooxidáció és ozonidok, a Grignard-reakció , metilek fémezése, terjedelmes széngyűrűk, bifenilek, pinacon-pinacolic és Wagner-Meerwein átrendeződések, sztirolok és epesavak. Ezen áttekintések egy része felületes, de sikeres vizsgálat volt olyan új területekről, mint a szabad gyökök konformációi és stabilitása, a molekuláris átrendeződések mechanizmusai. 1927-ben az indukció és a konjugáció elméleti alapjait a polarizáció és a polarizálhatóság modelljeként határozták meg, ami a szerves reakciók új elektronikus elméletéhez vezetett.

University College London

1930-ban Ingold visszatért Londonba, és a kémia professzora lett a University College -ban, az F. G. Donne professzor, majd R. Robinson professzor által vezetett karon. A University College kémia tanszéke Ingold lelki otthona lett élete hátralévő részében, és amikor Donnan 1937-ben nyugdíjba vonult, Ingold átvette a laboratóriumok igazgatói posztját. A második világháború idején 1939-1944 között Ingold a kémiai tanszéket vezette az Aberystwyth-i Egyetemi Főiskola evakuálásakor. A tantestület kétszer költözött el Londonból, először 1939-ben sietve és kevés felszereléssel, majd néhány hónappal később megpróbálták visszatérni, de London időszakos légi bombázása miatt ismét kiürítették, már nagy mennyiségű fontos felszerelés, amely lehetővé tette a nemzeti munkavégzéshez szükséges. 1944-ben a kar visszatért a University College Londonba, ahol Ingold a laboratóriumok igazgatójaként dolgozott egészen 1961-ig, nyugdíjba vonulásáig; ettől kezdve emeritus professzorként és szakelőadóként továbbra is aktívan részt vett a kar életében.

A University College Londonban végzett ez alatt a csaknem negyven éves időszaka alatt Ingold óriási mértékben hozzájárult a szerves kémia elméleti alapjainak és koncepcióinak, szisztematikájának és terminológiájának kialakításához, ami mélyen befolyásolta a szerves kémia egészének fejlődését. Ennek a munkának a nagy részét E. D. Hughes-szal (később professzor) együttműködve végezték, aki 1930 és 1963 között a University College Londonban különböző területeken működött együtt Ingolddal. Az ebben az időszakban elért eredményeket Ingold Struktúra és mechanizmusok a szerves kémiában című monumentális könyve mutatja be. ", amelynek második kiadása 1266 oldalt és körülbelül 2150 hivatkozást tartalmazott, és 1969-ben jelent meg. Ingold munkája a University College Londonban nem korlátozódott a szerves kémiára. Három tanulmányt készített a molekuláris spektroszkópiáról (a benzol alap- és első gerjesztett állapotát , valamint az acetilén első gerjesztett állapotát írta le ), és minden alkalommal új irányba mozdult el, amelyeket később hivatásos spektroszkópusok fejlesztettek ki. A szervetlen kémia területére is behatolt, leírva az oktaéderes atom ligandum -szubsztitúciójának mechanizmusát és sztereokémiáját , ami egy új kutatási irány kezdetét jelentette.

Halál

Sir Christopher Ingold 1970. december 8-án halt meg, 77 éves korában.

Tudományos tevékenység

Ingold nagyban hozzájárult a szerves kémia fejlődéséhez, munkáinak többsége innovatív volt, és új fogalmakat és fogalmakat vezetett be a szerves kémiába. Most a legtöbbjük klasszikus. Elkezdte dolgozni, és megvédte Ph.D. disszertációját J. Thorp felügyelete alatt a londoni Imperial College-ban.

Korai munka

Ingold korai munkája az Imperial College Londonban a ciklohexánok, ciklopentánok és ciklobutánok konformációs stabilitására összpontosított. Ugyanakkor a ciklopropánok kötéseinek formáját tanulmányozta. Mindezek a munkák Thorp vegyértékeltérési hipotézisének bizonyítására irányultak, amelyet végül 25 évvel később, meggyőző bizonyítékok megjelenése után a vegyipari társadalom elfogadott.

A metán-triecetsav szintézisével foglalkozó munkák és a négytagú gyűrűk konformációival foglalkozó tanulmányok ugyanerhez az időszakhoz köthetők. Ingold már akkor elkezdte tanulmányozni a fototrópiát és a tautomériát , és kimutatta, hogy a Michael-reakció reverzibilis. Ingold sok időt töltött a benzol szerkezetének tanulmányozásával.

Munka az elektrofil aromás szubsztitúción

Leedsben Ingold az elektrofil aromás szubsztitúció mechanizmusán dolgozott. A változó affinitás Flurkeim által 1902-ben meghirdetett elméletének, valamint Lapworth és Robinson 1924-ben a váltakozó polaritás elméletének elemzése alapján dolgoztak ki bizonyos csoportok [-NO, -CH(OMe)=CH aromás szubsztitúciójának hatásait. 2 ], amelyre az elméletek ellentétes eredményeket jósoltak: a nitrozocsoport para-szubsztitúcióját és az alfa-metoxi-vinil-csoport meta-szubsztitúcióját. A kísérlet során kiderült, hogy mindkét csoport para-vezető. A váltakozó polaritás elméletének Robinson 1925-ös kidolgozása, aki azt javasolta, hogy a negatív kulcsatomok óniumsók képződése révén pozitív kulcsatomokként viselkedjenek, a benzil-alkoholok és a benzil-aminok hatásának összehasonlítása alapján tarthatatlannak bizonyult.

Ingold munkája ezután áttért az aromás vegyületek , különösen a benzol nitrálási mechanizmusának tanulmányozására . Ingold figyelme az aromás nitrálás kinetikájának és mechanizmusának vizsgálata felé fordult . 1903-ban Euler azt javasolta, hogy a valódi reakcióba lépő részecske az NO 2 + ion , de Ingold ezt csak 1946-ban bizonyította. Az aromás vegyületek nitrálása salétromsav és kénsav keverékével másodrendű kinetikát követ, k 2 ~ [ArH][HNO 3 ]. A mért reakciósebességnek meg kell felelnie a nitráló részecske salétromsavból történő képződésének sebességének; ilyen részecskeként csak a nitrónium-kation szolgálhat, amelyet a salétromsavban, valamint annak kénsavval, perklór- és más nagyon erős savakkal alkotott elegyében találtak és jellemeztek krioszkópiával és spektroszkópiával . Ennek eredményeként Ingold kimutatta, hogy az aromás nitrálás bimolekuláris elektrofil szubsztitúció (S E 2), amely sík átmeneti állapotot foglal magában. Azt is kimutatták, hogy a Cl + részecske aromás klórozása szintén az S E 2 mechanizmuson keresztül megy végbe .

Ingold továbbá kimutatta, hogy kivételek a nitróniumionnal történő nitrálás alól a rendkívül aktív szubsztrátokkal, például fenollal vagy anilinszármazékokkal való reakciók során fordulnak elő , amikor a rendszer salétromosavat tartalmaz, és ha a nitróniumion hozzáférhetősége erősen korlátozott bizonyos mennyiségű vegyület hozzáadása miatt. bázis, például víz, így a NO + nitrozóniumion vagy a nitrogén-dioxid dimerje lesz az aktív részecske. Egy ilyen reakció során a szubsztrát molekula nitrozovegyületté alakul, amelyet ezt követően salétromsavval nitrovegyületté oxidálnak.

Az aromás C-nitráció tanulmányozásával végzett munka természetesen az N-nitrálás, R 2 NH → R2N•NO 2 és O-nitrálás, ROH → RO•NO 2 kinetikájának és mechanizmusának vizsgálatához vezetett . A vizsgálat kimutatta, hogy ezekben a reakciókban a reakciórészecske egyben a nitrónium -ion is. Mint fentebb említettük, az aromás nitrálással kapcsolatos munka magában foglalta az aromás nitrozáció , azaz az N - nitrozáció kinetikájának tanulmányozását , a nitrozo-aminok képződését és a diazotálást. Ingold kimutatta, hogy híg vizes savoldatokban az aktív részecske a nitrogén-monoxid (III) , és nem a szabad nitrozóniumion, ahogy korábban gondolták.

A nukleofil alifás szubsztitúción működik

Ingold 1930 óta foglalkozik az alifás szubsztitúció és elimináció mechanizmusainak tanulmányozásával [6] . A munka eredményeként négy ma már klasszikusnak számító mechanizmus született – S N 1, S N 2, E1, E2 és számos más, ritkábban használt mechanizmus. Ezeknek az átalakulásoknak a kutatása Leedsben kezdődött, amikor Ingold lebontotta a kvaterner ammóniumsókat . Munkájának eredménye az a feltételezés, hogy a reakció az E2 bimolekuláris eliminációjaként megy végbe, az E1 monomolekuláris eliminációjának egy lehetséges mechanizmusával.

Ezt követően Ingold leírta az S N 1 mechanizmusát, és a termékek vizsgálata során a koncentráció függvényében megállapította, hogy a versengő S N 2 szubsztitúciós reakciók mennek végbe. A kinetikai vizsgálatok megerősítették az E2, S N 2 és S N 1 mechanizmusok részvételét, és kimutatták a negyedik E1 mechanizmus létezését is. Az alifás szubsztitúciónak a telített szénatomon történő szubsztitúció mechanizmusáról szóló cikksorozatban végzett szisztematikus tanulmányozása arra a következtetésre jutott, hogy ezek a reakciók külön családot alkotnak négyféle eloszlással és a megfelelő oldószerhatásokkal, és feltárta az ún. Az SN2 mechanizmus, az SN1 monomolekuláris szubsztitúció és az E1 eliminációs folyamat, amely olefinek képződéséhez vezet.

Ingold az elimináció kettős regioszelektivitását vizsgálta a különböző szubsztrátok vonatkozásában. Megállapítást nyert, hogy a Hoffmann-Zaitsev dichotómia csak a szubsztituálatlan, telített alkilcsoportokat tartalmazó óniumkationokra és alkil-halogenidekre alkalmazható, így azokban az E2 reakciókban érvényesül a Hoffmann-szabály , amelyekben az Y kilépő csoport ionos, és ennek oka a csökkenés. a megfelelő elméletileg előre jelzett lépés sebességében éppen ellenkezőleg, az E2 reakciókban, amelyekben a távozó csoport nem ionos, minden E1 eliminációs reakcióban érvényesül a Zaicev-szabály , és ez a megfelelő elméletileg várható sebesség növekedéséből adódik. lépés. Az E1 reakciókban nincs sztérikus követelmény, mivel a kilépő csoportok [H és Y] kezdeti cisz- vagy transz-helyzete elveszik a karboniumion képződés szakaszában, az E2 eliminációnál a kilépő csoportoknak transzban kell lenniük. -helyzet egymáshoz képest. A térbeli hatásokat az izomer benzil-hexakloridok eliminációs reakcióiban is vizsgálták.

Ezután Ingold, Hughesszal együttműködve, közvetlenül foglalkozott a nukleofil szubsztitúció tanulmányozásával, és megmutatta, hogy a nukleofil szubsztitúciónak két alapvetően eltérő izolált mechanizmusa van S N 1 és S N 2, valamint egy harmadik, hipotetikus mechanizmus, az S N i. Az S N 2 mechanizmust másodrendű kinetika k 2 ~ [RY][X], konfiguráció inverzió és sztérikus retardáció jellemzi, a konfiguráció megfordulása lineáris átmeneti állapot miatt következik be, racemizáció hiányzik, mivel a vegyértékváltozás szinkronban történik, ill. sztérikus retardáció jelenhet meg -ból molekuláris aggregációhoz átmeneti állapotban. Az S N 1 jellemzői a k ​​1 ~ [RY] reakció első rendje, a karbóniumion sp 2 -trigonális geometriájából adódó racemizálódás, a karbóniumion R + átrendeződése és sztérikus gyorsulás is jelen lehet. átmeneti állapotban a molekulasűrűség csökkenése miatt.

A harmadik S Ni mechanizmus egy belső négycentes cserét foglal magában, és azt javasolták, hogy írja le az alkoholok reakcióit tionil-halogenidekkel éterekben vagy dioxánban , amelyek halogenidekhez vezetnek a konfiguráció megőrzésével. Később más tudósok kimutatták, hogy az átmeneti állapot ebben a szakaszban. A mechanizmusnak poláris jellegűnek kell lennie.

Emellett Ingold kimutatta, hogy a szubsztrátban lévő poláris hatások csak az S N 2 típusú reakciókban fontosak a folyamat kinetikája szempontjából; adott RY esetén azonos körülmények között (koncentráció, hőmérséklet, oldószer) a helyettesítési sebesség csökken az X nukleofil erősség csökkenésével, amíg az S N 2 reakciósebesség nem egyenlő az S N 1 reakciósebességgel, majd a reakció az S N 1 mechanizmus szerint megy végbe. , függetlenül az X reagens jelenlététől. A poláris hatások az Y kilépő csoportban megközelítőleg azonos módon hatnak mind az S N 2, mind az S N 1 mechanizmusokra, mivel Y egy elektronpárral együtt történő szétválása közös tényező mindkét folyamatot.

Azt találtuk, hogy az oldószernek az S N 2 és S N 1 reakciók sebességére gyakorolt ​​hatása az átmeneti állapot polaritásától függ; négy töltetű S N 2 reakciókat és két töltésű S N 1 reakciókat vizsgáltak ; ezt követően minden típusú átmeneti állapotot tanulmányoztam és megjósolták az oldószer hatását a reakció sebességére. Ezen túlmenően az S N 2 és S N 1 mechanizmusok megkülönböztetése érdekében az oldószer reakciótermékek arányára gyakorolt ​​hatását is bevontuk a vizsgálatba , hiszen az első esetben a folyamat sebessége és a képződés sebessége. A termékek azonosak, míg a másodikban RY heterolízis határozza meg, és a termékek a nukleofileknek az R + karboniumionért való versengésének eredményeként keletkeznek .

Ingold a nukleofil szubsztitúció katalízisét tanulmányozta, és felfedezte, hogy az S N 1 mechanizmussal történő szubsztitúciót az oldószermolekulák dipólusai katalizálják, különösen az Ag + , Hg2 + , HgCl + elektrofil ionok , amelyek a kilépő Y csoporttal egyesülnek. A kinetika tanulmányozása Az alkil-halogenidek ezüst-hidroxiddal, ezüst-karbonáttal és ezüst-acetáttal hidroxil oldószerekben történő reakciói azt mutatták, hogy a sebesség-meghatározó lépés mind az alkil-halogenidet, mind az Ag + -iont magában foglalja , és hogy a heterolízis lassan megy végbe az ezüst-hidroxid vagy ezüst-halogenid felületén. képződik, hogy a reakciósebességek sorrendje változatlan marad: Me < Et <iPr<< tBu, hogy a reakció racemizálódáshoz vezet, és az R+ ion átrendeződési termékei képződnek.

Az S N 2 és S N 1 reakciók sztérikus hatásainak vizsgálata nagymértékben hozzájárult a szerves kémia hasonló folyamatainak általános megértéséhez. Különbséget tettek a sztérikus gátlás és a sztérikus gyorsítás között, a klasszikus példa a neopentil-bromid reakciója egy etoxi-ionnal (S N 2), valamint a tri-terc-butil-karbinil-klorid vizes etanolban történő szolvolízise (S N 1). Később a halogenidionok és alkil-halogenidek (S N 2) lehetséges kilenc reakciója közül hat vizsgálata a sztérikus gátlás további tisztázásához vezetett.

Ingold nem szolvatív (S N 1) reakciókat is tanulmányozott kén-dioxidban , nitro -metánban és benzolban; az utóbbi esetben az ütközések elméletére kellett hivatkoznia az eredmények magyarázatához.

Ingold meghatározta az S N 2 és S N 1 folyamatok sztereokémiáját, ez volt a nukleofil alifás szubsztitúcióval foglalkozó munka legnyilvánvalóbb és leglátványosabb eredménye - megoldódott a Walden-inverzió és a Walden-konfiguráció megőrzésének rejtélye. A rejtvény 1895-ben jelent meg, amikor Walden felfedezte, hogy egy optikailag aktív anyag különféle módokon alakítható át ugyanannak a vegyületnek enantiomerjévé, és 1897-ben kidolgozta az átalakulások teljes ciklusát; minden ilyen ciklusnak tartalmaznia kell két Walden inverziót és két Walden konzervációt. Emil Fischer 1907-ben úgy írta le Walden felfedezését, mint a legszembetűnőbb megfigyelést az optikai tevékenység területén Pasteur 1848-as eredeti alapműve óta; A példák folyamatosan gyűltek, és Walden több mint 20 ciklust sorolt ​​fel az Optische Umkehrserscheinungen című könyvében 1919-ben. A valdéni megtérés rejtélye a tudósok erőfeszítései ellenére is fennállt 40 [7] évig. A problémát Ingold 1937-ben oldotta meg (i) azzal az egyszerű feltevéssel, hogy csak az aszimmetrikus középpontban a kötés felszakadásával járó reakciók vezethetnek inverzióhoz, (ii) Hughes és munkatársai bizonyítékával, hogy az S N 2 helyettesítésének minden egyes cselekedete vezet . az inverziós konfigurációra, (iii) annak bizonyítása, hogy megfelelő polaritású és sztereokémiájú csoportok, például a szubsztitúciót végző szénatomhoz kapcsolódó karboxilátcsoport jelenlétében S N1 a reakció a konfiguráció teljes megőrzésével megy végbe. , függetlenül attól, hogy a reakciót ezüstionok katalizálják-e vagy sem. Az inverzió a helyettesítés olyan univerzális összetevőjévé vált, hogy jelenléte megítélhető (bár nem lehet pontosan megmondani, hogy melyik szakaszban fordul elő), ha egy hívássorozatot vezetünk be a konfiguráció váltakozó mentésével és megfordításával; és győződjön meg arról, hogy az ilyen csere kielégítő számú kinetikai feltételt tartalmaz.

Az átrendeződések tanulmányozása

Ingold a telített molekuláris átrendeződések iránti érdeklődését az Imperial College-ban kezdte, ahol tanulmányt publikált a pinacone-pinacoline és a Wagner-Meerwein átrendeződések mechanizmusáról. Az érdeklődés Leeds iránt folytatódott, sőt más átcsoportosításokra is átterjedt. Londonban Wagner-féle átrendeződéseket figyeltek meg a Hoffmann-dekompozícióban, azaz közvetlenül összefüggtek a nukleofil szubsztitúcióval (S N 1), eliminációval (E1); ez vezetett a "szomszéd" elmélet megalkotásához és a gyorsuló szomszéd-effektushoz. A telített átrendeződésekkel kapcsolatos régi és új elképzelések tárgyát képezték Ingold első elnöki beszédében [1953] a vegyipari társadalomhoz.

A hidrazobenzol savak hatására benzidinné történő átalakulását A. Hoffmann a Royal College of Science-ben fedezte fel; ez a tény nyilvánvalóan hozzájárult ahhoz, hogy Ingold főként hozzájárult a benzidin átrendeződésének tanulmányozásához, amelynek során úgy tűnik, hogy a hidrazovegyületek kifelé fordítják magukat anélkül, hogy megtörnék a szerkezet integritását. 1933-ban Ingold bebizonyította, hogy az átrendeződés intramolekuláris folyamat volt, mivel amikor két különböző hidrazobenzolt átrendeztek ugyanabban az oldatban , nem történt kapcsolás;
Ingold felfedezte, hogy az átrendeződés két különböző, egymástól független katalitikus mechanizmus révén történhet, az első savban másodrendű [két proton mechanizmus], a másik pedig elsőrendű savban [egy proton mechanizmus], mindkettő teljesen hidrogénion-specifikus, mindkettő hasonló. sóhatások és poláris oldószerhatások; Az aromás deutérium atomokon végzett kinetikus izotóp hatást felhasználva kimutatták, hogy mindkét katalitikus mechanizmusban az aromás hidrogénatomok két szubsztitúciója következik be poláris átmeneti állapotokon való áthaladás után, és ezek a helyettesítések egymás után következnek be. A kollektív megbeszélés során szabályokat fogalmaztak meg az átrendeződés sebességének és irányultságának meghatározására, valamint a kinetikai jelenségek és szabályok racionalizálását a poláris kötött átmeneti állapotok elmélete szempontjából.

Az elektrofil alifás szubsztitúción működik

1958-ban Ingold szek -butil-higany-bromidot (MeEtC*H-HgBr) [* = aszimmetrikus centrum] kapott, amely egy sor tanulmányt indított el a telített szénatom elektrofil szubsztitúciójának mechanizmusának tanulmányozásával kapcsolatban. Azt jósolták, hogy három és csak három sztöchiometrikusan eltérő elektrofil higanyszubsztitúciós reakció lesz, amelyek közül csak a két-alkil reakciót ismerték. Azt is megjósolták, hogy az elektrofil alifás szubsztitúciónak három mechanizmusnak kell lennie. Ingoldnak sikerült kimutatnia, hogy a két-alkil-cserereakció kinetikailag egy másodrendű reakció, és a konfiguráció teljes megőrzésével megy végbe. Felfedezték a megjósolt egy- és három-alkil-cserereakciókat; Létezésüket kettős jelöléssel, optikailag aktív és radioaktív higanyhalogenidek felhasználásával, valamint a kinetikai görbék alakjával mutatták ki, mivel mindkét reakció az S E 2 mechanizmust követi, mennyiségi konfiguráció megőrzéssel. Az egy-alkil-reakciók további vizsgálata lehetővé tette két egy, illetve két anionos katalitikus folyamat megtalálását és elkülönítését; az S E i mechanizmust először figyelték meg , kimutatták, hogy ez a mechanizmus teljesen megőrzi a konfigurációt. Végül a 4-piridiometil-higanysók radioaktív halogenidekkel történő kicserélődésének kinetikájának vizsgálata anionos katalízissel vízben lehetővé tette az S E 2 és S E 1 mechanizmusok egyidejű létezésének felfedezését - ez Ingold utolsó munkája.

Spektroszkópiai vizsgálatok

Ingold érdeklődését a benzol szerkezete iránt fentebb említettük; 1934-ben a deuterizált vizet elektrolitikus úton nyerték ki , és hamarosan kereskedelmi forgalomba kerülve kezdték használni a deutérium benzolmolekulába való bejuttatására. Így kezdődött Ingold első betörése a molekuláris spektroszkópia felé – a benzol alapállapotán –, amikor a spektroszkópia ellenezte azt az állítást, hogy a benzol szabályos hatszögletű szimmetriájú . Ez a munka úttörő szerepet játszott abban az elvben, hogy az izotópok az erőtér megváltoztatása nélkül változtatják a rezgési frekvenciákat, amelyet különböző deuterobenzolokon alkalmaztak, hogy megtalálják a közönséges benzol szimmetriája miatt láthatatlan frekvenciák átfogó halmazát, és így meghatározzák a benzol és a benzol molekuláris szimmetriáját. mennyiségi geometriai és mechanikai jellemzők.

Ingold második lépése a molekuláris spektroszkópiában a benzol első gerjesztett állapotára vonatkozott; Az a gondolat motiválta, hogy az alapmolekuláris állapotok polarizálhatósága magában foglalja a gerjesztett állapotok figyelembevételét, és így a tiszta gerjesztett állapotok ismereteinek bővítése a polarizálhatóság kémiai reakciókra gyakorolt ​​hatásának jobb megértéséhez vezet. Az izotóp-elvet használta, és 1948-ban publikált egy tizenkét közleményből álló sorozatot, amelyek a gerjesztett többatomos molekulák geometriai és mechanikai jellemzőinek első kvantitatív tisztázásához vezettek. Ezután a benzol második gerjesztett ( szingulett ) állapotának szimmetriáját is figyelembe vettük.

Ingold harmadik betörése a molekuláris spektroszkópiába az acetilén első gerjesztett állapotához kapcsolódik ; ez volt az első alkalom, hogy ilyen erőteljes alakváltozást tapasztaltak - lineárisról ívre. A sztereokémiailag megváltozott első gerjesztett állapotot számszerűsítették. Ez a téma lett Ingold második elnöki beszédének témája a Chemical Society-ben 1954-ben. Ezt követően számos, elemezetlenül maradt többatomos ultraibolya spektrumot újra megvizsgáltak a lehetséges alakváltozások szempontjából, és ma már több mint egy tucat ilyen jól tanulmányozott eset ismert. .

Oktatási tevékenység

Ingold egyetemi előadásai mindig is a világosság mintaképei voltak; többnyire jegyzet nélkül olvasott nyilvános előadásai logikai koherenciájuk miatt emlékeztek meg, mindig megfelelő metaforákat használt, zseniális angolsággal fogalmazta meg gondolatait. A kémia tanításáról alkotott nézetei a háború után jelentős hatással voltak a Londoni Egyetem kurzusának felépítésére; alapvetően ő határozta meg ebben az időszakban (1945) az alapképzés tartalmát, ez a kurzus a kémia matematikai és fizikai alapjainak a megszokottnál részletesebb tanulmányozását jelentette. Leedsben a kollokviumok voltak a fő tanítási forma a karban; Londonban a kari struktúra hiánya természetesen lehetővé tette Ingold nézeteinek megfelelő kollokviumok megtartását. Okos, de kedves kritikája mindig vitára sarkallt; "naiv kérdések" módszerét tapintat és higgadtság jellemezte, ez elégnek bizonyult ahhoz, hogy kollégái megszeressék. Egy másik jó hagyomány, amelyet általában a fiatal kollégákkal kapcsolatban alkalmaztak, a cikkek piszkozatainak szerkesztése volt, ami után lemondott a társszerzői jogról a következő szavakkal:

Egyedüli szerzőként kell publikálnod, hogy megalapozd magad.

Diákjait pazar vacsorákkal, vacsora után fejtörőkkel szórakoztatta. Íme egy tipikus példa az egyikre [8] :

Válassza ki az ábécé bármelyik betűjét, és használja az „RTHDXXFRDDNSDNTKNWGDPRTFRMLGWD” sorozatot értelmessé.

Karaktervonások, érdekességek

K. Ingold munkásságának fenti áttekintése képet ad arról, hogy folyamatosan készen áll új módszerek alkalmazására és új elméleti koncepciók megalkotására. Munkáiban különös gonddal mutatták be az érveket és következtetéseket; különös gonddal állt hozzá a cikkíráshoz, de ennek ellenére nem mindenki értette meg olyan nehezen, amiről ír, talán azért, mert igyekezett minden lehetséges kifogást előre látni. Újító ötleteivel szembeni gyakori ellenállása miatt óhatatlanul vitákba keveredett, energikusan és meggyőzően válaszolt az őt ért kritikákra, és ez markáns kontrasztot teremtett azzal a kedves, nyugodt és udvarias emberrel, aki valójában Ingold volt [9] .

Leedsben, 31 évesen fiatal és lelkes férfiként Ingold első vállalkozása az volt, hogy pénzt költ reagensekre és berendezésekre, így a kutatás finanszírozását az egyetemre bízta. A University College Londonban a pénzügyi nehézségek idején megállapította, hogy egy ilyen rendszer nem működik, és gyorsan képzett rendszergazdává vált; szerényen elmondása szerint az ő feladata az volt, hogy biztosítsa a dolgozóinak szükséges anyagokat és felszereléseket. Bár arra ösztönözte kollégáit, hogy folytassák saját kutatási irányvonalát, gyakran segített ötletekkel, és soha nem keresett érdemeket. A University College London új kémiai tanszékét róla nevezték el – méltóan tükrözte az Ingold iránti tiszteletet és szeretetet; szomorú, hogy 1970. szeptember 25-én nem tudott eljönni a kar hivatalos megnyitójára. Az Imperial College-ban Ingold barátságos és céltudatos volt, mindenkinek segített, de ennek ellenére meglehetősen tartózkodó volt; nem tudni, hogy a művészet, a zene, a színház vagy az irodalom iránt érdeklődött-e. Leedsben még barátságosabb lett, még jobban odafigyelt a kollégákra, társaságkedvelőbb lett; krikettezni és írni kezdett; Elkezdett érdekelni a madárles, és elkezdtem sziklamászni.

Londonban Ingold munkatársai iránti érdeklődése felerősödött, megszűnt „nem evilági” lenni; érdeklődni kezdett az autók iránt, igyekezett megtartani hobbijait: továbbra is madarakat figyelt, sziklamászással foglalkozott; külföldre kezdett utazni. Azonban nagyon gyakran úgy tűnt, hogy a felhők között van, egy másik világban. A háború után, bár a nemzetközi hírnévnek örvendő kutatóiskolája újjáépítésével volt elfoglalva, jutott ideje többszöri oktatási látogatásra Spanyolországban és Franciaországban, és végül nagyszerű utazó lett, aki Kínán kívül a világ legtöbb országát bejárta. , India és Dél-Afrika. Kiváló hegymászó lett, és megmászott Észak-Walesben és a francia Alpokban, köztük Boontonnal és C.W. Ingolddal a Mont Blanc -on és Chamonix Aiguilles -n . Egyszer Angliából Gibraltáron át Afrikába lovagolt, és bár már elmúlt 60 éves, egyedül autózott messzire a Szahara sivatagába; talált egy arabot, aki stoppolt, ami jó döntésnek bizonyult, mert hirtelen homokvihar borította be az oázishoz vezető utakat [9] . Útitársa azonban ismerte az utat az oázishoz, és meg tudta mondani, melyik homokon lehet biztonságosan közlekedni, így végül minden jól végződött. 1962-ben ellátogatott a nigériai Ibadan Egyetemre , ahol mindössze két hónap alatt hatalmas benyomást tett a hallgatókra, és először a horgászat iránt érdeklődött. Amikor Ingold 1964-ben ellátogatott a Tennessee állambeli Vanderbilt Egyetemre, a mexikói Acapulcóba, majd a Csendes-óceán partja mentén messze északra utazott, hogy mexikói madarakat lásson. 1971-ben, 71 évesen Kanadában próbálkozott a vízisízéssel, de nem sok sikerrel.

Ingold karakterében a határozottság a vakmerőség elemeivel párosult. Ismeretes, hogy az Imperial College-ban problémái voltak egy klórral töltött hengerrel, aminek elakadt a szelepe: szerencsére minden súlyos tüdőkárosodás nélkül ért véget. Leedsben pedig a benzil-fluorid ultraibolya abszorpciós spektrumát rögzítve retinitist kapott: 2-3 hónapig nem írhatott és nem írhatott. Nagyon keményen dolgozott, és soha nem kímélte magát; amikor érdeklődni kezdett a hullámmechanika iránt, olyan keményen tanulta, hogy 3 hónap alatt lefogyott. Különös vágya volt minden cikkbe egy szokatlan szót beilleszteni (adumbrate, concatenation, conspectus, dichotómia); valamint az a bizarr vágy, hogy a Journal of Chemical Society havi számát cikkek egész gyűjteményével töltsük meg; volt humorérzéke, ami méltó az "ábécés kísérleti részéhez" [A - készülék, B - izzó, C - kondenzátor, D ...] egy cikkben [10] , amely mind a bírálók, mind a szerkesztők elé került. Utolsó nyilvános szereplése a IV. Kén Szerves Kémiai Szimpózium Nemzetközi Szervezőbizottságának elnökeként lépett fel 1970 júliusában Velencében, ahol meggyengültnek tűnt, de ennek ellenére nem tévesztette szem elől a konferencia mindennapi kérdéseit.

Család

1923-ban Christopher Ingold feleségül vette Edith Hilda Asherwoodot [11] . Míg még nőtlen volt, 1920-ban kitüntetéssel megszerezte a BA diplomáját a Londoni Egyetemen Moore professzornál a Royal Holloway College -ban, majd áthelyezték az Imperialba, hogy Dr. Martha Whitley-vel dolgozzon; Edita 1921-ben kezdett segíteni Ingoldnak a kutatásban, majd 1923-ban feleségül vette. 1922-ben védte meg Ph.D. , majd 1925-ben doktori disszertációját . Feleségének hatása Ingold tevékenységére mindig nyilvánvaló volt barátai és kollégái számára; 1939 után Lady Ingold nem vett részt kísérleti munkában, de (mivel a University College teljes kémiai tanszékén csak egy titkár volt) ezt követően férje összes cikkét és könyvének mindkét kiadásának szövegét begépelte. Ingold többször is köszönetet mondott feleségének.

Sir Christopher Ingold hátrahagyta Lady Ingoldot, legidősebb lányát, Sylviát (orvosi végzettsége), fiát, Keithet kémiából tanult, számos tudományos díjat kapott), a legfiatalabb lányát, Dilist (földrajz szakon végzett) és hét unokáját.

Díjak és kitüntetések

Ingold óriási hozzájárulását a kémiához számos díj, cím és díj igazolja. Íme K. Ingold díjainak részleges listája.

• Meldol -éremmel jutalmazták (1922);
• Előadást tartott a motorosnak (1938);
• Davy -éremmel jutalmazták (1946);
• A Spanyol Királyi Tudományos Akadémia levelező tagjává választották (1948);
• Előadást tartott a Cornellben (1950);
• Longstaff-éremmel tüntették ki (1951) [12] ;
• Királyi éremmel tüntették ki ( 1952);
• a Chemical Society elnöke (1952-1954);
• Olvassa el a Pedler-előadást (1957);
• a Weizmann Intézet tiszteletbeli külföldi tagja , New York-i Tudományos Akadémia, Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia (1958);
• Weizmann-emlékelőadások (1958)
• Lovaggá ütött (1958).
• Imperial College munkatárs (1959);
• Faraday előadást tartott és kísérőérmet kapott (1961);
• Paracelsus-díj nyertese [ (1964);
• Az American Chemical Society Fizikai Kémiai Életműdíja (1965).

Lásd még

• Kahn szabályai - Ingold - Prelog
• Elektrofil szubsztitúciós reakciók
• Sztereokémia
• mezomer hatás

Válogatott írások

• Ingold, CK szerkezete és mechanizmusa a szerves kémiában. Ithaca, New York: Cornell University Press, 1953. ISBN 0-8014-0499-1 .
• Ingold, Christopher K. "A szerves reakciók elektronikus elméletének alapelvei". Chemical Reviews, 15: 238-274 (1934).
• Ingold KK  Szerves vegyületek reakciómechanizmusa és szerkezete. M., szerk. külföldi lit., 1959, 673 p.
• Ingold KK  A szerves kémia elméleti alapjai. M., Mir, 1973, 1055. o.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Christopher Kelk Ingold // Brockhaus Encyclopedia  (német) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
2. ↑ Saltzman, Martin D. CK Ingold a mezomerizmus fogalmának kidolgozása  // Bulletin for the History of  Chemistry : folyóirat. - 1996. - 1. évf. 19 . - P. 25-32 .
3. ↑ Saltzman, Martin D. (1986). "A fizikai szerves kémia fejlődése az Egyesült Államokban és az Egyesült Királyságban: 1919-1939, párhuzamok és kontrasztok". Journal of Chemical Education 63(7): 588-593.
4. ↑ Ingold; uram; Christopher Kelk (1893-1970); Knight Chemist archiválva 2022. március 14-én a Wayback Machine -nél  
5. ↑ Ingold, CK (1941). Jocelyn Field Thorpe. 1872-1939". Obituary Notices of Fellows of the Royal Society 3(10): 530-526.
6. ↑ Saltzman, Martin D. A Robinson-Ingold vita: Elsőbbség a szerves reakciók elektronikus elméletében  //  Journal of Chemical Education : folyóirat. - 1980. - 1. évf. 57 , sz. 7 . - P. 484-488 . doi : 10.1021 / ed057p484 . (Az elektronikus hozzáféréshez előfizetés szükséges.)
7. ↑ Ridd, John. Organic  Pioneer //  Kémiavilág :magazin. - 2008. - December ( 5. évf. , 12. sz.). - P. 50-53 .
8. ↑ Leffek, Kenneth T. Sir Christopher Ingold: A szerves  kémia főprófétája . - Nova Lion Press, 1996. - ISBN 0968067409 .
9. ↑ 1 2 Shoppee, CW (1972). Christopher Kelk Ingold. 1893-1970". A Royal Society tagjainak életrajzi emlékei 18: 348-326. . Letöltve: 2011. november 29. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. (határozatlan)
10. ↑ C. K. Ingold, G. J. Pritchard és H. G. Smith. A konjugált telítetlen rendszerek hozzáadásának módjai. rész VI. Halogének és hidrogén-halogenidek hozzáadása konjugált telítetlen karbonsavakhoz és észterekhez  (angolul)  // Journal of Chemical Society : folyóirat. - 1934. - P. 79-86 . - doi : 10.1039/JR9340000079 .
11. ↑ Nye, Mary Jo. A kémiai filozófiától az elméleti  kémiáig . - University of California Press , 1994. - P. 197-198. — ISBN 9780520082106 .
12. ↑ RSC Longstaff Prize korábbi nyertesek . Letöltve: 2014. január 9. Az eredetiből archiválva : 2013. július 25. (határozatlan)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Nagy orosz litván univerzális Brockhaus Oxfordi életrajz
Bibliográfiai katalógusokban BIBSYS: 90127515 BNF : 13549275w GND : 136372309 ISNI : 0000 0001 1035 1048 J9U : 987007277352105171 LCCN : n83825849 LNB : 000047555 NKC : mzk2015863440 NTA : 072628596 NUKAT : n2006108648 SUDOC : 073922730 VIAF : 1399617 WorldCat VIAF : 1399617