Hermann Kolbe

Adolph Wilhelm Hermann Kolbe

Adolph Wilhelm Hermann Kolbe (* 27. September 1818 in Elliehausen, heute ein Stadtbezirk von Göttingen; † 25. November 1884 in Leipzig) war ein deutscher Chemiker. Kolbe hat mit der Elektrolyse von Carbonsäuren eine Verknüpfungsmöglichkeit der Alkylreste von Säuren entdeckt. Salicylsäure konnte er aus Phenolat und Kohlendioxid erstmalig herstellen.

Lebenslauf

Kolbe war das älteste von 15 Kindern des Pfarrers Karl Kolbe und seiner Frau Auguste geb. Hempel. Er besuchte ab 1831 das Gymnasium in Göttingen. Nach seinem Chemiestudium ab 1838 bei Friedrich Wöhler in Göttingen wurde er an der Universität Marburg 1842 Assistent von Robert Wilhelm Bunsen. Im Herbst 1843 erhielt er mit der Arbeit Ueber die Produkte der Einwirkung des Chlors auf Schwefelkohlenstoff den Doktorgrad (Dr. rer. nat.).^[1] Von 1845 bis 1847 war Kolbe Assistent bei Lyon Playfair an der University of London, dort befreundete er sich auch mit Edward Frankland. Kolbe und Frankland fanden in London die Darstellungsweise von Carbonsäuren aus Nitrilen. Auch die Elektrolyse von Carbonsäuren mit der Bildung von Kohlendioxid und den dimerisierten Alkanen fiel in diese Periode (1847 arbeitete Kolbe auch in Marburg bei Bunsen).

Im Herbst 1847 ging Kolbe aufgrund eines Angebotes des Verlags Fr. Vieweg & Sohn zur Bearbeitung des Handucheswörterbuches der Chemie nach Braunschweig.

1851 folgte Kolbe dem Ruf auf das Ordinariat für Chemie an der Universität Marburg als Nachfolger von Robert Bunsen. 1853 heiratete Kolbe Charlotte von Bardeleben. 1865 wurde er ordentlicher Professor an der Universität Leipzig.

Wissenschaftliches Werk

Als Kolbe sein Chemiestudium begann, war die organische Chemie als Wissenschaft recht unbekannt. Aus Elementaranalysen leiteten Chemiker die relativen Gehalte von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in einer organischen Verbindung ab, gänzlich unbekannt war zu dieser Zeit deren Struktur und die Art des Atomaustausches von Molekülen bei einer chemischen Reaktion. In dieser Phase wurden viele Stoffumwandlungen untersucht, mit dem Ziel, aus der Änderung der elementaren Zusammensetzung eine bestimmte Ordnung zu entdecken und auf die chemische Konstitution und das Reaktionsverhalten von Verbindungen zu schließen.

Nachdem in der organischen Chemie die dualistische Radikaltheorie (mit einem positiven und einem negativen Bereich in jedem anorganischen und organischen Teilchen) von Jöns Jacob Berzelius durch die Entdeckung der Substitution durch Jean Baptiste Dumas von einer unitaristischen Typentheorie erschüttert wurde, gab es zwei Lager in der organischen Chemie. Das eine Lager (Charles Gerhardt, Auguste Laurent) versuchte durch neue Überlegungen die Typentheorie weiter auszubauen, das andere Lager versuchte durch gedankliche Hilfskonstrukte die dualistische Theorie von Berzelius zu reformieren. Kolbe unterstützte zunächst die dualistische Theorie von Berzelius, er war einer der stärksten Verteidiger des dualistischen Systems von Berzelius.^[2][3][4]

Kolbe untersuchte für seine Dissertationsarbeit (1842 – 1843) die Umwandlung von Kohlenstoffdisulfid mit Chlor. Er erhielt neben den organischen Chlorverbindungen auch eine kristalline Substanz, die Trichlormethansulfonsäure. Deren Entstehung konnte Kolbe aus der dualistischen Theorie ableiten. Durch die Behandlung mit Natriumamalgam konnten alle Chloratome durch Wasserstoffatome ausgetauscht werden, sodass sich Methansulfonsäure bildete. Kolbe fand etwas später, dass sich Tetrachlorethen (erzeugt aus Tetrachlorkohlenstoff bei Durchleitung durch eine glühende Röhre) im Sonnenlicht in Gegenwart von Wasser und Chor zu Trichloressigsäure umwandelte. Die Trichloressigsäure ließ sich mit Natriumamalgam in Essigsäure überführen. In seinem Artikel wurde erstmals das Wort Synthese im Bereich der organischen Chemie verwendet. Kolbe hoffte damals, dass mithilfe der organischen Chemie zukünftig aus einfachen Stoffen wie Essigsäure komplizierte Stoffe wie Zucker hergestellt werden könnten. Bei seiner Arbeit wurde eine neue Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung geknüpft, die Chlorsubstituenten an den Kohlenstoffen wurden durch Wasserstoff und Sauerstoff ersetzt.

Kolbe besuchte in London seinen Freund Edward Frankland. Mit Frankland wurde eine neue Synthese von Carbonsäuren ausgearbeitet. Sie synthetisierten aus den Alkylcyaniden (Acetonitril, Ethylnitril von Dumas und Théophile-Jules Pelouze erstmalig synthetisiert) durch Verseifung die entsprechenden Carbonsäuren. ^[5]

Kolbe und Frankland nahmen nun an, dass die Cyanverbindungen mit Radikalen gepaarte Carbonsäuren sind. Cyanwasserstoff entsprach ihrer Ansicht Oxalsäure (Carboxylgruppe), Acetonitril der Essigsäure.

Kolbe wollte nun wissen, ob sich aus der Essigsäure das Methylradikal abspalten lässt, ob sich möglicherweise ein reines Radikal herstellen lässt. Um dies zu erreichen, elektrolysierte er Essigsäure (s. Elektrolyse).^[6] Es entstand am positiven Pol tatsächlich ein Stoff mit der chemischen Zusammensetzung für ein Methylradikal sowie Kohlendioxid. Das Molekulargewicht für das Methylradikal war jedoch höher als erwartet, es war Ethan entstanden. Kolbe war sich nun sicher, dass die Essigsäure aus zwei Radikalpaaren besteht: dem Kohlensäure- und dem Methylradikal. Später elektrolysierte er auch die höheren Alkansäuren und konnte auch bei diesen Kohlendioxidbildung und Alkanbildung nachweisen. Aufgrund der elektrochemischen Versuche unterstützte Kolbe wieder die dualistische Theorie von Berzelius.^[7][8] Nach den Ideen für Sättigungskapazitäten der Elemente durch Frankland überarbeitete Kolbe die Radikaltheorie^[9] Er sah in dieser Arbeit alle organischen Stoffe als Abkömmlinge der Kohlensäure an, die durch Substitutionsprozesse entstanden sind. Kolbe änderte die formale Typentheorie von Gerhardt zu einer realen Typentheorie, er bezeichnete Gerhardts Typentheorie als unwissenschaftliche Formelspielerei.

Kolbe verwarf die These von Gerhardt, dass eine chemische Verbindung mehrere Konstitutionsformeln besitzen könne. Er prognostizierte aus seiner Theorie die Möglichkeit der Existenz von sekundären und tertiären Alkoholen.^[10].^[11]

Diese Alkohole wurden wenige Jahre später von Alexander Butlerow und Charles Friedel aufgefunden. Kolbe untersuchte auch die Isomerieerscheinungen von Fettsäuren und klärte die Konstitution von Milchsäure, Alanin und Äpfel- und Weinsäure auf. Kolbe gelang auch die Herstellung der ersten aliphatischen Nitroverbindung (Nitromethan).^[12]

Für die Medizin war Kolbes Entwicklung einer einfachen Synthese für Salicylsäure (Acetylsalicylsäure (Aspirin) ist ein Derivat der Salicylsäure) besonders bedeutsam.^[13][14] Salicylsäure wurde von ihm aus Phenol in Gegenwart von Kohlenstoffdioxid und Natrium hergestellt. Völlige Aufklärung der Bildung von Salicylsäure brachte jedoch erst Rudolf Schmitt.^[15]

Durch die Einbringung seiner Kolbe-Synthese wurde er Teilhaber der 1874 von Friedrich von Heyden gegründeten Salicylsäurefabrik Dr. F. v. Heyden, die in Radebeul weltweit erstmals Arzneimittelsynthese im industriellen Maßstab betrieb. Sein Sohn Carl Kolbe, ebenfalls Chemiker, übernahm 1884 erst die Leitung und 1885 die Fabrik von ihrem Gründer. Seine Tochter Johanna heiratete den Chemiker Ernst von Meyer. Sein Neffe Hermann Ost, Sohn seiner Schwester Bertha, wurde ebenfalls Chemiker und Professor an der TH Hannover. Und auch sein Enkel Ferdinand Hermann Krauss wurde Professor für Chemie.

Lehre und Universität

Kolbe hat ein umfangreiches Lehrbuch der organischen Chemie (1854–1865) verfasst. Ferner ein kurzes Lehrbuch für anorganische und organische Chemie.

Er war Herausgeber (seit 1870) der von O. L. Erdmann gegründeten Zeitschrift Journal für praktische Chemie.

Zwischen 1847 bis 1851 hat er das Handwörterbuchs der reinen und angewandten Chemie in Braunschweig beim Vieweg Verlag bearbeitet.

Nach seinen Plänen wurde 1868 das chemische Institut in Leipzig errichtet.

Als Lehrer wandte er eine Lernmethode an, die beim Studenten eine sorgfältige Beobachtungsgabe und das Nachdenken förderte.

Zu seinen Schülern und Mitarbeitern in Leipzig gehörten Ernst Otto Beckmann, Alexander Michailowitsch Saizew und Theodor Curtius.

Auszeichnungen

Kolbe wurde für seine Arbeit zum Geheimen Hofrat ernannt. 1877 erhielt er in Tübingen den Dr. med. h. c.

Dazu war Kolbe Mitglied bzw. Ehrenmitglied mehrerer wissenschaftlicher Einrichtungen, so der Königlich-Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften, der Universitäten Kasan und Kiew sowie der Royal Society in Edinburgh.

Kolbe war ab 1872 Ritter des Bayerischen Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst und erhielt 1884 von der Royal Society die Davy-Medaille.

Literatur

• Frank Andert (Redaktion); Große Kreisstadt Radebeul. Stadtarchiv Radebeul (Hrsg.): Stadtlexikon Radebeul. Historisches Handbuch für die Lößnitz. 2. Auflage. Stadtarchiv, Radebeul 2006, ISBN 3-938460-05-9. 
• Günther Bugge: Das Buch der grossen Chemiker. Band 2. Verlag Chemie, 1974, ISBN 3-527-25021-2, S. 124 ff.
• Alan J. Rocke: The Quiet Revolution: Hermann Kolbe and the Science of Organic Chemistry. University of California Press, Berkeley 1993.
• Grete Ronge: Kolbe, Hermann. In: Neue Deutsche Biographie (NDB). Band 12, Duncker & Humblot, Berlin 1980, S. 446–451.
• A. Strigel: Kolbe, Hermann. In: Allgemeine Deutsche Biographie (ADB). Band 51, Duncker & Humblot, Leipzig 1906, S. 321–329.
• Ernst von Meyer: Geschichte der Chemie, Verlag von Veit & Comp., Leipzig 1905

Weblinks

• Literatur von und über Hermann Kolbe im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Übersicht der Lehrveranstaltungen von Hermann Kolbe an der Universität Leipzig (Sommersemester 1866 bis Wintersemester 1884)
• Hermann Kolbe im Professorenkatalog der Universität Leipzig

Einzelnachweise

1. ↑ Lieb. Ann. d. Chem. 41, 41
2. ↑ Ann. Chem. 54, 156
3. ↑ Ann. Chem. 75, 211
4. ↑ Ann. Chem. 76, 1
5. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 65, 288 (1848)
6. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 69, 252 (1849)
7. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 75, 211 (1851)
8. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 76, 1 (1851)
9. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 113, 293 (1859)
10. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 113, 307 (1859)
11. ↑ Das chemische Laboratorium der Universität Marburg (Braunschweig 1865), von Hermann Kolbe
12. ↑ Lieb. Ann. d. Chem. 171, 1; 175, 88; 180, 111
13. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 113, 125 (1859)
14. ↑ Lieb. Ann. d. Ch. 115, 201
15. ↑ Journ. pr. Chem (2) 31, 397

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