Hans Fischer, chimiste organique allemand ( prix Nobel de chimie 1930)
Biographique Hans Fischer (1881-1945), prix Nobel de chimie 1930
Affiliation au moment de l’attribution : Technische Hochschule (Institute of Technology), Munich, Allemagne
Motivation du prix : « pour ses recherches sur la constitution de l’hémine et de la chlorophylle et surtout pour sa synthèse de l’hémine »
Ses travaux : Un apport d’oxygène est une condition préalable au métabolisme des cellules de notre corps. L’oxygène est transporté par le sang, et en particulier par l’hémoglobine, une substance qui donne au sang sa couleur rouge. L’hémoglobine est composée de la protéine globine et de ce qu’on appelle le groupe hem. Hans Fischer a cartographié la composition du groupe hem et en 1929 a réussi à produire la substance par des moyens artificiels. Il a également étudié d’autres substances pigmentées d’importance biologique, dont la chlorophylle, qui joue un rôle crucial dans la photosynthèse des plantes.
Hans Fischer est né le 27 juillet 1881 à Hoechst, sur le Main, en Allemagne. Son père était le Dr Eugen Fischer, directeur de la société Kalle & Co, Wiesbaden, et Privatdozent au lycée technique de Stuttgart ; sa mère était Anna Herdegen. Il est allé à une école primaire à Stuttgart, et plus tard au « humanistische Gymnasium » (lycée avec accent sur les classiques) à Wiesbaden, obtenant son diplôme en 1899. Il a étudié la chimie et la médecine simultanément, d’abord à l’Université de Lausanne puis à Marburg . Il a obtenu son diplôme de chimie sous T. Zincke à Marburg en 1904; deux ans plus tard, en 1906, une licence de médecine lui fut conférée à Munich. En 1908, il obtient son doctorat en médecine auprès de F. von Müller, également à Munich.
Fischer a passé ses premières années de travail à la deuxième clinique médicale de Munich et au premier institut chimique de Berlin sous la direction d’ Emil Fischer . Il retourna à Munich en 1911 et obtint son diplôme de maître de conférences en médecine interne un an plus tard. En 1913, il fut nommé successeur d’EF Weinland à l’Institut de physiologie (O. Frank) de Munich, où il devint maître de conférences en physiologie. En 1916, Fischer a suivi l’invitation de l’Université d’Innsbruck pour succéder à Windaus en tant que professeur de chimie médicale; de là, il est allé à l’Université de Vienne en 1918.
Du 1er avril 1921 jusqu’à sa mort, il a occupé le poste de professeur de chimie organique à la Technische Hochschule (Université technique) de Munich, en tant que successeur de Wieland. Les travaux scientifiques de Fischer portaient principalement sur l’étude des propriétés constitutives des pigments du sang, de la bile et également des feuilles, ainsi que sur la chimie du pyrrole. La raison principale de cette dernière enquête était la synthèse de ces pigments de pyrrole naturels. D’une importance particulière était sa synthèse de la bilirubine.
Ses nombreux articles ont été publiés pour la plupart dans Liebigs Annalen der Chemie et Hoppe-Seylers Zeitschrift für physiologische Chemie. En reconnaissance de son travail dans ces domaines, le titre de « Geheimer Regierungsrat » (Conseiller privé) fut conféré à Hans Fischer en 1925 ; en 1929, il reçut la Liebig Memorial Medal ; L’Université de Harvard lui a décerné le titre de docteur honoris causa en 1936; il reçut la médaille Davy en 1937. Fischer reçut la plus grande distinction, le prix Nobel de 1930, pour ses travaux sur la chimie du pyrrole et la synthèse de l’hémine. En 1935, le professeur Fischer épouse Wiltrud Haufe. Il meurt le 31 mars 1945 à Munich.
Chimiste Hans Fischer (1881-1945)
Hans Fischer était un célèbre chimiste organique allemand. Il a reçu le prix Nobel de chimie pour ses recherches sur la structure de l’hémine, le pigment rouge du sang, et de la chlorophylle, le pigment vert des plantes. Sa découverte a rendu possible la synthèse artificielle de l’hémine, (le produit cristallin de l’hémoglobine qui donne la couleur rouge du sang) à partir de composés organiques plus simples dont la structure a été reconnue. Il a également étudié la relation entre l’hémine et la chlorophylle. 
Enfance et petite enfance : Hans Fischer est né à Höchst am Main, en Allemagne, le 27 juillet 1881, du Dr Eugen Fischer, directeur de la société Kalle & Co, Wiesbaden, et Privatdozent au lycée technique de Stuttgart, et d’Anna Herdegen. Il a d’abord fait ses études dans une école primaire à Stuttgart, puis s’est inscrit au « humanistische Gymnasium » (lycée mettant l’accent sur les classiques) à Wiesbaden d’où il a passé l’immatriculation en 1899. En 1899, il entre à l’Université de Lausanne pour y étudier la chimie et la médecine. Il a ensuite été transféré à l’Université de Marburg, où il a obtenu son diplôme de chimie auprès de T. Zincke en 1904. En 1906, il a obtenu une licence de médecine à Munich et en 1908, Fischer s’est qualifié pour son doctorat en médecine auprès de F. von Müller à Munich.
Carrière : Hans Fischer a commencé sa carrière à la deuxième clinique médicale de Munich et au premier institut chimique de Berlin sous la direction du chimiste Emil Fischer, où il a effectué quelques premières expériences sur les pigments biliaires. Il retourna à Munich en 1911 et, après un an, obtint le diplôme de maître de conférences en médecine interne. De 1913 à 1916, il a été maître de conférences en physiologie à l’Institut de physiologie de Munich. En 1916, il succède à Adolf Otto Reinhold Winaus comme professeur de chimie médicale à l’Université d’Innsbruck. Après deux ans, il a été invité à occuper la chaire de chimie médicale à l’Université de Vienne. De 1921 à 1945, Fischer a été professeur de chimie organique à l’Université technique de Munich. En 1926, Fischer découvre les synthèses de porphyrines et synthétise plus de 130 isomères. En 1929, Fischer a réussi son projet révolutionnaire de production d’une hémine synthétique impossible à distinguer de l’hémine naturelle obtenue à partir de l’hémoglobine. En 1934-1940, Fischer a écrit trois volumes de «Die Chemie des Pyrrols», un ouvrage standard sur la chimie du pyrrole avec deux collègues. En 1942, il synthétise la biliverdine et en 1944, il réussit la synthèse encore plus difficile de la bilirubine.
Grands travaux : Le travail le plus important de Hans Fischer est sa synthèse de l’hémine, le produit cristallin de l’hémoglobine. Il a divisé en deux la molécule de bilirubine, un pigment biliaire apparenté à l’hémine, et a obtenu un nouvel acide contenant une partie de la molécule d’hémine. Fischer a reconnu sa structure et a découvert qu’elle était liée au pyrrole. De cette façon, il a réalisé la synthèse artificielle de l’hémine à partir de la structure de composés plus simples.
Récompenses et réalisations : En 1919, il devient membre de l’Académie des sciences Leopoldina. En reconnaissance de ses contributions scientifiques, le titre de « Geheimer Regierungsrat » (conseiller privé) a été conféré à Hans Fischer en 1925. En 1929, il reçoit la Liebig Memorial Medal. Fischer a reçu le plus grand honneur de tous, le prix Nobel de 1930, « pour ses recherches sur la constitution de l’hémine et de la chlorophylle et surtout pour sa synthèse de l’hémine ».L’Université de Harvard lui a décerné un doctorat honorifique en 1936. Hans Fischer a également reçu la médaille Davy décernée par la Royal Society of London en 1937.
Vie personnelle et héritage : En 1935, Fischer s’est marié avec Wiltrud Haufe. Le 31 mars 1945, à l’âge de 63 ans, Hans Fischer se suicida à Munich en dépression à cause de la destruction de son institut et de son travail dans le bombardement allié des derniers jours de la Seconde Guerre mondiale.
Hans Fischer (1881-1945)
Le chimiste organicien allemand Hans Fischer (1881-1945) a reçu le prix Nobel de chimie en 1930 pour ses recherches sur la constitution de l’hémine et de la chlorophylle et surtout pour sa synthèse de l’hémine.
Hans Fischer, fils du Dr Eugen Fischer, fabricant de produits chimiques, est né à Höchst am Main, le 27 juillet 1881. Il entre à l’Université de Lausanne en 1899, étudie la chimie et la médecine, puis est transféré à l’Université de Marburg, où il obtint son diplôme de chimie en 1904. Deux ans plus tard, il obtint son diplôme de médecine à Munich. En 1908, il obtient son diplôme de docteur en médecine à Munich. Il fut assistant du chimiste Emil Fischer à Berlin (1908-1910) et fit quelques premiers travaux sur les pigments biliaires à Munich (1910-1912). Après une année comme professeur de médecine interne et trois comme maître de conférences en physiologie à Munich, Fischer occupe la chaire de chimie médicale à Innsbruck (1916-1918) puis à Vienne (1918-1921). De 1921 jusqu’à sa mort, il fut professeur de chimie organique à la Technische Hochschule de Munich.
À partir de 1911, Fischer a étudié le groupe pyrrole des composés hétérocycliques. En 1915, il a montré que l’urine et les matières fécales d’un cas de porphyrie congénitale, une maladie alors récemment découverte, contenaient de l’uroporphyrine et de la coproporphyrine.
Structure de l’hémoglobine
Fischer a alors commencé à étudier l’hémoglobine, un membre très important du groupe pyrrole. Sa molécule est constituée de l’hème pigmentaire associé à la protéine globline. L’hème contient du fer et son chlorure, plus facile à travailler, est l’hémine. L’hémoglobine possède la propriété unique de former une combinaison réversible lâche avec l’oxygène, de sorte que l’oxygène qu’elle absorbe dans les poumons peut être dégagé dans les tissus. Dans cette combinaison lâche, la partie active est l’hème, et l’hème combiné à toute autre protéine à l’exception de la globine ne possède pas la propriété de renoncer à l’oxygène combiné. On savait déjà, en partie grâce aux travaux de Fischer lui-même, que l’hémine a la formule C34 H32 O4 N 4FeCl, et son problème était maintenant de déterminer l’arrangement stérique des 76 atomes de cette molécule d’hémine.
Lorsque Fischer a commencé ses travaux, on savait que, lorsque l’atome de fer est retiré de l’hémine, des porphyrines se forment. Ces substances sont largement présentes dans la nature et, bien que leur composition chimique exacte soit inconnue, on s’est rendu compte qu’elles contenaient toutes le cycle pyrrole, composé de quatre atomes de carbone avec un atome d’azote fermant le cycle. Son premier problème fut donc de clarifier la structure des porphyrines. 
À un stade ultérieur de cette enquête, il a synthétisé la substance « porphine », qui n’est pas connue pour se produire naturellement. Porphin se compose de quatre anneaux de pyrrole, disposés comme aux quatre points cardinaux. Ces quatre anneaux sont reliés entre eux par quatre ponts méthène (=CH—) de sorte que l’ensemble forme un carré fermé. Fischer montra alors que toutes les porphyrines contiennent ce noyau porphine, dans lequel, dans chacun des quatre cycles pyrrole, les deux atomes de carbone les plus éloignés de l’atome d’azote sont chacun liés à un atome d’hydrogène. Il a également montré que, dans toutes les porphyrines naturelles, ces atomes d’hydrogène sont remplacés par des groupes de substitution (méthyle, éthyle, vinyle, etc.). Les permutations possibles sont donc considérables.
En 1926, Fischer a découvert les synthèses de porphyrines et il a synthétisé plus de 130 isomères. Il a été reconnu que l’atome de fer dans l’hémine était situé au centre du noyau porphine. Il a étudié la substance ooporphyrine, un constituant des taches sur les œufs de certains oiseaux. Il l’a trouvé identique à la protoporphyrine précédemment décrite par Kämmerer, et en y introduisant du fer de manière complexe, Fischer a produit de l’hémine. Par une putréfaction à court terme de l’hémoglobine, il produisit de la protoporphyrine ; et par une putréfaction poursuivie pendant plusieurs mois, il produisit de la deutérohémine, dont il obtenait de la deutéroporphyrine en séparant le fer.
Par la légère réduction de l’hémine, la substance appelée mésoporphyrine avait été précédemment obtenue. Fischer a découvert qu’en décarboxylant la mésoporphyrine, l’étioporphyrine était formée et il a déterminé que l’étioporphyrine contenait quatre groupes méthyle et quatre groupes éthyle. Il a ensuite découvert qu’en introduisant quatre groupes méthyle et quatre groupes éthyle dans le noyau porphine, on obtenait l’étioporphyrine. Mais, selon la position prise par ces résidus comme chaînes latérales dans le noyau porphine, cette introduction pourrait s’effectuer de quatre manières différentes. Il a synthétisé ces quatre étioporphyrines et les a reliées aux ooporphyrines. Il s’est ensuite tourné vers une étude des mésoporphyrines et a découvert qu’il y avait 15 isomères possibles. Il en a synthétisé 12 sur 15. Il a également découvert que la mésoporphyrine IX était identique à la mésoporphyrine obtenue à partir de l’hémine. 
Plus loin, Fischer a ensuite déterminé la formule de la deutéroporphyrine et a synthétisé cette substance. Par l’introduction de fer, la deutérohémine a été obtenue et, par un processus complexe, deux résidus acétyle ont été introduits dans cette dernière, produisant de la diacétyl-deutérohémine. La réduction partielle de la diacétyl-deutérohémine a donné de l’hématoporphyrine, et à partir de celle-ci, la protoporphyrine a été produite par l’élimination de deux molécules d’eau. Lors de l’introduction de fer dans la protoporphyrine, une hémine synthétique a été produite qui ne pouvait être distinguée de l’hémine naturelle obtenue à partir de l’hémoglobine. Fischer termina cette synthèse en 1929.
Structure de la chlorophylle
Pendant ce temps, Fischer avait également travaillé sur la chlorophylle. Au cours de sa carrière, il a écrit près de 130 articles sur ce sujet. Richard Willstätter avait montré vers 1912 que les végétaux contiennent deux chlorophylles : la chlorophylle a et la chlorophylle b. De la chlorophylle, il a obtenu trois porphyrines différentes, et de celles-ci l’étioporphyrine, qu’il considérait comme identique à l’étioporphyrine obtenue à partir de l’hémoglobine. Fischer a commencé ses recherches ici, et à partir des trois porphyrines, il a obtenu deux étioporphyrines distinctes. Il a synthétisé de très nombreux isomères, et il a converti la pyroporphyrine en sa mésoporphyrine IX. Il a ensuite travaillé sur la substance phylloérythrine, présente dans le tractus gastro-intestinal des ruminants. Il a montré qu’il s’agissait d’une porphyrine et qu’elle présentait une liaison atypique de deux des noyaux pyrrole. On savait que la chlorophylle contient du magnésium,
Même avec l’avance que la phylloérythrine a donnée à Fischer, il a fallu de nombreuses années pour lui permettre de proposer sa formule de structure de la chlorophylle a, formule qui semble correcte. Cette formule est remarquable non seulement pour la liaison atypique de deux des noyaux pyrrole, mais aussi pour la présence de deux atomes d’hydrogène excédentaires en positions 7 et 8, et d’un groupe phytyle très complexe en position 7. Il a découvert que la formule de la chlorophylle b est la même que celle de la chlorophylle a, sauf que dans le premier, un groupe formyle remplace le groupe méthyle dans le cycle pyrrole II de ce dernier.
Pigments bile
Tout le travail important de Fischer sur ce sujet a été fait au cours des dernières années de sa vie. Bien que les pigments biliverdine et bilirubine soient connus depuis près d’un siècle, lorsque Fischer a commencé ses recherches, on ne savait pratiquement rien de leur composition chimique. Il a montré que, alors que la molécule des porphyrines est constituée de quatre cycles pyrrole liés par quatre liaisons carbonées pour former un cycle fermé (le noyau porphine), la molécule d’un pigment biliaire est la même sauf qu’il lui manque l’une des liaisons carbonées. La molécule de pigment peut donc être considérée soit comme un cycle ouvert, soit comme une chaîne linéaire de quatre noyaux pyrrole liés par trois liaisons carbonées. Fischer a élaboré les formules structurelles de la biliverdine et de la bilirubine. En 1942, il synthétise la biliverdine,
La vie plus tard
Fischer n’était pas seulement un excellent chercheur en chimie, mais aussi un très bon administrateur d’un institut de recherche, et il était extrêmement populaire auprès de son personnel et de ses étudiants. C’était un passionné d’alpinisme, de ski et d’automobilisme, malgré le fait que, dans sa jeunesse, il avait souffert d’une grave tuberculose chirurgicale. En plus d’innombrables articles scientifiques, Fischer était l’auteur, avec deux collègues, d’un ouvrage de référence sur la chimie du pyrrole, Die Chemie des Pyrrols (3 vol., 1934-1940).
Le titre de conseiller privé ( Geheimrat ) a été conféré à Fischer en 1925. Il a reçu la Liebig Memorial Medal en 1929 et la médaille Davy en 1937. En 1936, l’Université Harvard lui a conféré un doctorat honorifique. Il meurt à Munich le 31 mars 1945.
Hans Fischer (1881-1945)
Biochimiste allemand qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1930 pour ses recherches sur la constitution de l’hémine, le pigment rouge du sang, et de la chlorophylle, le pigment vert des plantes et surtout pour sa synthèse de l’hémine (1929), partie non protéique de l’hémoglobine qui donne au sang sa couleur rouge. Il a en outre montré que les chlorophylles sont des porphyrines et qu’elles partagent une structure similaire à l’hémine, mais avec des différences subtiles. Suite à la destruction de son laboratoire lors des raids aériens de la Seconde Guerre mondiale, le désespoir l’a conduit au suicide, un mois seulement avant la capitulation de l’Allemagne.
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1930/fischer/biographical/
https://www.encyclopedia.com/people/history/historians-miscellaneous-biographies/hans-fischer
https://www.thefamouspeople.com/profiles/hans-fischer-7254.php