أوغست فيلهلم فون هوفمان

بصفته رئيسًا للجمعية الملكية في لندن، كان الأمير ألبرت، قرين الملكة فيكتوريا ، مصممًا على تعزيز التقدم العلمي في بريطانيا. ^{[ 12 ]} في عام 1845، اقترح إنشاء مدرسة للكيمياء التطبيقية في لندن، على غرار الكلية الملكية للكيمياء . تم التواصل مع ليبيغ للحصول على المشورة، والذي أوصى بترشيح هوفمان لمنصب مدير المؤسسة الجديدة. التقى هوفمان والأمير عندما زار الأمير ألبرت جامعته الأم في بون، فوجد غرفه القديمة مشغولة الآن بهوفمان وأجهزته الكيميائية. ^{[ 12 ]} في عام 1845، تواصل السير جيمس كلارك ، طبيب الملكة فيكتوريا، مع هوفمان عارضًا عليه منصب المدير. ^{[ 13 ]} بدعم من الأمير ألبرت، وتمويل من مصادر خاصة متنوعة، افتُتحت المؤسسة في عام 1845 وكان هوفمان أول مدير لها. ^{[ 10 ] : 112}

كان الوضع المالي للمؤسسة الجديدة غير مستقر إلى حد ما. ^{[ 13 ]} قبل هوفمان المنصب بشرط تعيينه أستاذاً استثنائياً في بون، مع إجازة لمدة عامين، حتى يتمكن من استئناف مسيرته المهنية في ألمانيا إذا لم ينجح تعيينه في إنجلترا. ^{[ 14 ]} افتُتحت الكلية عام 1845 بـ 26 طالباً في 16 ميدان هانوفر، ثم انتقلت إلى مبنى أرخص في 299 شارع أكسفورد عام 1848. وتنازل هوفمان نفسه عن سكنه الشخصي المجاني في ميدان هانوفر وتخلى عن جزء من راتبه. على الرغم من هذه البداية المتعثرة، حققت المؤسسة نجاحاً لفترة من الزمن، وكانت رائدة عالمياً في تطوير أصباغ الأنيلين. ^{[ 13 ]} وقدّم العديد من الذين درسوا هناك إسهامات كبيرة في تاريخ الكيمياء. ^{[ 15 ]}

في عام ١٨٥٣، أصبحت الكلية الملكية للكيمياء جزءًا من وزارة العلوم والفنون الحكومية، تحت مظلة كلية المناجم الجديدة، مما مكّنها من الحصول على تمويل حكومي أكثر استقرارًا. ^{[ ١٣ ]} إلا أنه بوفاة الأمير ألبرت عام ١٨٦١، فقدت المؤسسة أحد أبرز داعميها. شعر هوفمان بفقدانها بشدة، فكتب عام ١٨٦٣: "كان لكرم ألبرت المبكر تأثير بالغ على مصائري. عامًا بعد عام، يزداد شعوري بالامتنان الذي أدين به له... أشعر أنني مدين له بفرصي في الحياة." [ ^{١٠ ] وبدون} تشجيع الأمير، فقدت الحكومة البريطانية والصناعة اهتمامهما بالعلوم والتكنولوجيا. ويمكن اعتبار قرار هوفمان بالعودة إلى ألمانيا أحد أعراض هذا التراجع، وبرحيله، فقدت الكلية الملكية للكيمياء تركيزها. ^{[ 13 ]} وفي وقت لاحق، أصبحت الكلية الملكية للكيمياء، التابعة لكلية المناجم، جزءًا من إمبريال كوليدج لندن كجزء من حملة لمنع بريطانيا من التخلف عن ألمانيا في العلوم والتكنولوجيا. ^{[ 16 ]}

في عام 1864، عُرض على هوفمان منصب أستاذ الكيمياء في جامعة بون ، وآخر في جامعة برلين . وبينما كان يتريث في اختيار أحد العرضين، صمّم هوفمان مباني المختبرات للجامعتين، والتي شُيّدت لاحقًا. وفي عام 1865، خلف إيلهارد ميتشرليش في جامعة برلين أستاذًا للكيمياء ومديرًا للمختبر الكيميائي، وظلّ يشغل هذا المنصب حتى وفاته عام 1892. بعد عودته إلى ألمانيا، كان هوفمان المؤسس الرئيسي للجمعية الكيميائية الألمانية (Deutsche Chemische Gesellschaft zu Berlin) (1867)، وشغل منصب رئيسها 14 دورة. ^{[ 3 ]}

كان هوفمان مساهمًا رئيسيًا في تطوير تقنيات التخليق العضوي، التي نشأت في مختبر ليبيغ في غيسن. وكان هوفمان وجون بليث أول من استخدم مصطلح "التخليق" في بحثهما "حول الستايرول وبعض نواتج تحلله" ^{[ 17 ] [ 18 ]} ، قبل استخدام كولبه للمصطلح ببضعة أشهر. وقد مكّن ما أسماه بليث وهوفمان "التخليق" من استنتاج معلومات حول تركيب الستايرول . وفي بحث لاحق، وصف موسبرات وهوفمان في بحثهما "حول التولويدين " بعضًا من أولى "التجارب التخليقية" (synthetische Versuche) في مجال الكيمياء العضوية. ^{[ 19 ]}

بينما كان الهدف النهائي من هذه التجارب هو إنتاج مواد طبيعية بشكل مصطنع، إلا أن هذا الهدف لم يكن قابلاً للتحقيق عمليًا في ذلك الوقت. كان الغرض المباشر من هذه التقنية هو تطبيق التفاعلات المعروفة على مجموعة متنوعة من المواد لاكتشاف المنتجات التي يمكن تكوينها. كان فهم طريقة تكوين المادة خطوة مهمة في وضعها ضمن تصنيف المواد المتطور. أصبحت هذه التقنية أساس برنامج هوفمان البحثي. استخدم التخليق العضوي كمنهج للبحث، لزيادة الفهم الكيميائي لمنتجات التفاعل والعمليات التي يتم من خلالها تكوينها. ^{[ 9 ]}

كانت أولى أبحاث هوفمان، التي أجراها في مختبر ليبيغ في غيسن، دراسةً للقواعد العضوية لقطران الفحم . ^{[ 20 ]} نجح هوفمان في عزل الكيانول والليوكول ، وهما قاعدتان سبق أن ذكرهما فريدليب فرديناند رونج ، وأظهر أن الكيانول كان أنيلينًا بالكامل تقريبًا، والذي سبق أن تبين أنه ناتج تحلل صبغة النيلة النباتية . في أول منشور له (1843)، أثبت أن مجموعة متنوعة من المواد التي تم تحديدها في الأدبيات الكيميائية المعاصرة على أنها قابلة للاستخلاص من نفثا قطران الفحم ومشتقاتها، كانت جميعها قاعدة نيتروجينية واحدة، وهي الأنيلين. وشملت هذه المواد الكيانول ، والأنيلين لكارل يوليوس فريتشه ، والكريستالين لأوتو أونفيردوربن ، والبنزيدام لنيكولاي زينين . [ ^{9 ] وقد} ساهم جزء كبير من أعماله اللاحقة في تطوير فهم القلويات الطبيعية.

قارن هوفمان بين الأنيلين والأمونيا ، ساعيًا لإقناع الكيميائيين بإمكانية وصف القواعد العضوية بدلالة مشتقات الأمونيا. وقد نجح في تحويل الأمونيا إلى إيثيل أمين، ثم إلى ثنائي إيثيل أمين ، وثلاثي إيثيل أمين ، ورباعي إيثيل أمونيوم . وكان أول كيميائي يُركّب الأمينات الرباعية. وتُعرف طريقته في تحويل الأميد إلى أمين باسم إعادة ترتيب هوفمان . ^{[ 20 ]}

بينما كانت الأمينات الأولية والثانوية والثالثية مستقرة عند تقطيرها في درجات حرارة عالية في ظروف قلوية، لم يكن الأمين الرباعي كذلك. أدى تسخين هيدروكسيد رباعي إيثيل الأمونيوم الرباعي إلى إنتاج بخار ثلاثي إيثيل أمين ثالثي. أصبح هذا أساس ما يُعرف الآن باسم تفاعل هوفمان ، وهي طريقة لتحويل الأمينات الرباعية إلى أمينات ثالثية. نجح هوفمان في تطبيق هذه الطريقة على الكونين ، وهو السم الكوليني الموجود في نبات الشوكران ، لاستخلاص أول بنية قلويدية. أصبحت طريقته ذات أهمية بالغة كأداة لدراسة البنى الجزيئية للقلويدات، وطُبقت لاحقًا على المورفين، وكوكا أمين، والأتروبين، والتوبوكورارين، وغيرها. أصبح الكونين في نهاية المطاف أول قلويد يتم تصنيعه صناعيًا. ^{[ 20 ]}

في عام 1848، طور تشارلز بلاشفورد مانسفيلد ، تلميذ هوفمان، طريقة للتقطير التجزيئي لقطران الفحم وفصل البنزين والزيلين والتولوين ، وهي خطوة أساسية نحو تطوير منتجات من قطران الفحم. ^{[ 3 ] [ 21 ]}

في عام 1856، كان ويليام هنري بيركن ، أحد طلاب هوفمان، يحاول تصنيع الكينين في الكلية الملكية للكيمياء بلندن، عندما اكتشف أول صبغة أنيلين ، وهي الموفين . ^{[ 22 ]} أدى هذا الاكتشاف إلى ابتكار مجموعة واسعة من أصباغ النسيج الملونة المصنعة صناعيًا، مما أحدث ثورة في عالم الموضة. كانت أبحاث هوفمان على الروزانيلين ، الذي حضّره لأول مرة عام 1858، بداية سلسلة من الدراسات حول المواد الملونة. ^{[ 14 ]} في عام 1863، أثبت هوفمان أن أزرق الأنيلين هو مشتق ثلاثي فينيل من الروزانيلين، واكتشف أنه يمكن إدخال مجموعات ألكيل مختلفة في جزيء الروزانيلين لإنتاج أصباغ بألوان أرجوانية أو بنفسجية متنوعة، والتي عُرفت باسم "بنفسجيات هوفمان". ^{[ 7 ]} في عام 1864، أكد هوفمان أن اللون الأرجواني لا يُصنع من الأنيلين النقي، بل فقط عن طريق أكسدة الأنيلين التجاري الذي يحتوي على متصاوغات الأورثوتولويدين والباراتولويدين كشوائب. ومن بين طلاب هوفمان الآخرين الذين انخرطوا في صناعة الأصباغ البريطانية: إدوارد تشامبرز نيكلسون ، وجورج ماول ، وجورج سيمبسون . ^{[ 23 ]} بعد عودته إلى ألمانيا، واصل هوفمان تجاربه على الأصباغ، حتى ابتكر أخيرًا اللون الأحمر الكينوليني في عام 1887. ^{[ 3 ]}

درس هوفمان القواعد النيتروجينية، بما في ذلك تطوير طرق لفصل مخاليط الأمينات وتحضير أعداد كبيرة من "متعددات الأمونيا" (ثنائيات الأمين وثلاثيات الأمينات مثل إيثيلين ثنائي الأمين وثنائي إيثيلين ثنائي الأمين). عمل مع أوغست كاهور على القواعد الفوسفورية بين عامي 1855 و1857. وفي عام 1857، حضّر هوفمان معه أول كحول أليفاتي غير مشبع ، وهو كحول الأليل ، C3H5OH. كما درس مشتقّه، إيزوثيوسيانات الأليل (زيت الخردل)، في عام 1868، ودرس العديد من الإيزوسيانات والإيزونيتريلات الأخرى (الإيزوسيانيدات، أو الكاربيلامينات). ^{[ 3 ]}

كما طور هوفمان طريقة لتحديد الأوزان الجزيئية للسوائل من كثافة البخار . وقد عزل هوفمان حمض السوربيك من زيت ثمار الروان في عام 1859، وهو مركب كيميائي يستخدم على نطاق واسع كمادة حافظة للأغذية .

في عام 1865، وبإلهام من أوغست لوران ، اقترح هوفمان تسمية منهجية للهيدروكربونات ومشتقاتها. وقد تم اعتمادها دوليًا من قبل مؤتمر جنيف، مع بعض التعديلات، في عام 1892. ^{[ 3 ]}

يبدو أن هوفمان كان أول من أدخل النماذج الجزيئية إلى الكيمياء العضوية، بعد أن طرح أوغست كيكولي نظرية التركيب الكيميائي عام 1858، وألكسندر كروم براون الصيغ البنائية المطبوعة عام 1861. وفي محاضرة ألقاها مساء يوم الجمعة في المؤسسة الملكية بلندن في 7 أبريل 1865، عرض نماذج جزيئية لمواد عضوية بسيطة مثل الميثان والإيثان وكلوريد الميثيل، والتي صنعها من كرات كروكيه مختلفة الألوان موصولة معًا بأنابيب نحاسية رفيعة. ^{[ 24 ]} وقد تطور نظام الألوان الأصلي لهوفمان ( الكربون = أسود، الهيدروجين = أبيض، النيتروجين = أزرق، الأكسجين = أحمر، الكلور = أخضر، والكبريت = أصفر) إلى نظام ألوان CPK ، وهو مستخدم حتى اليوم. ^{[ 25 ]} بعد عام 1874، عندما اقترح فان هوف ولي بيل بشكل مستقل أن الجزيئات العضوية يمكن أن تكون ثلاثية الأبعاد، بدأت النماذج الجزيئية تتخذ شكلها الحديث.

فولتميتر هوفمان هو جهاز لتحليل الماء كهربائيًا ، اخترعه أوغست فيلهلم فون هوفمان عام 1866. ^{[ 26 ]} يتكون من ثلاثة أسطوانات رأسية متصلة، مصنوعة عادةً من الزجاج. الأسطوانة الداخلية مفتوحة من الأعلى للسماح بإضافة الماء ومركب أيوني لتحسين التوصيل الكهربائي، مثل كمية صغيرة من حمض الكبريتيك . يوضع قطب بلاتيني داخل قاع كل من الأسطوانتين الجانبيتين، موصولًا بالطرفين الموجب والسالب لمصدر كهربائي. عند تمرير التيار الكهربائي عبر فولتميتر هوفمان، يتكون الأكسجين الغازي عند المصعد والهيدروجين الغازي عند المهبط . يحل كل غاز محل الماء ويتجمع في أعلى الأنبوبين الخارجيين.