Fischer, Hermann Emil
(1852-1919)


Ce chimiste allemand est né à Euskirchen en Prusse rhénane le 9 octobre 1852. Il fait ses débuts en chimie à Bonn, auprès de Kékulé. Mais son véritable maître, dont il deviendra l'assistant, d'abord à Strasbourg (1872-1875), puis à Munich (1875-1881), sera A. von Baeyer. Fischer enseignera lui-même à Erlangen (1879-1882), à Würzburg (1885) puis à Berlin de 1892 à sa mort.

Ses recherches visent à établir un lien entre la chimie organique, la stéréochimie, et la chimie biologique, mère de la biochimie. Il est le fervent défenseur de l'idée que les composés naturels peuvent être préparés par voie synthétique, ce dont beaucoup doutaient encore à cette époque, depuis qu'au début du XIXe siècle Berzélius avait affirmé que l'on ne réussirait jamais à préparer les composés des organismes vivants sans l'intervention d'une vis vitalis (force vitale). Cette affirmaùon aurait d'ailleurs pu être remise en question dès 1828, puisqu'un élève de Berzélius lui-même, F. Wohler, avait réussi cette année-là à préparer des cristaux d'urée sans oser toutefois aller jusqu'à des conclusions plus générales.

Les premiers travaux de Fischer sur les colorants portent la marque de l'influence de Baeyer. Il cherche à déterminer les structures de dérivés du triphénylméthane (rosaline et fluorescéine) et de l'aniline. Il découvre en particulier la phénylhydrazine (C8H8NH-NHp), réactif analytique des aldéhydes et des cétones, qui devait jouer un r6le important dans ses travaux sur les sucres . Industriellement ce réactif servira à la fabrication de l'antipyrine, qui calme les névralgies et abaisse la température des malades.

Trois domaines principaux retiendront ensuite son attention : l'étude des purines, celle des sucres, puis celle des protéines. Le prix Nobel lui est attribué pour les deux premières, alors qu'il commence à peine à cette époque ses recherches sur les protéines, qui à elles seules justifieraient amplement qu'il figurât sur la liste des lauréats. Notons qu'il réussit, en 1903, la synthèse du vdronal, hypnotique dérivé de la malonylurée et classé comme somnikre très actif.

Etude sur les purines. Vers 1880, on savait que des produits azotés jouaient un rôle dans la constitution des matériaux du monde vivant, comme la caféine dans les végétaux, l'acide urique et la guanine dans les éliminations animales, l'adénine et la xanthine dans les cellules des êtres vivants. Apparemment aucun lien ne semblait exister entre ces composés. Le grand mérite de Fischer a été de montrer que tous ces produits appartenaient à une même et seule famille dérivant d'une substance mère hypothétique qu'il appela purine, et qui avait la structure bicyclique. Dès 1884, il utilisa la purine pour établir une nomenclature systématique de cette famille de composés, et réussit en 1898 à en faire la synthèse totale.

A partir de ces découvertes faites entre 1882 et 1906, on synthétisa dans le laboratoirc de Fischer plus de 150 produits puriques différemment substitués, parmi lesquels on peut citer la caféine et la théophylline, principes actifs du café et du thé. Tous deux seront utilisés médicalement comme excitants nerveux et toniques cardiaques.

Etudes sur les sucres. Tandis qu'il travaillait encore sur les purines, Fischer entreprit en 1884 d'étudier les sucres. En 1880, la chimie des sucres était déjà bien avancée, mais leus structures définitives étaient encore mal connues. C'est le savant russe Alexandre Boutlerov, professeur à Kazan et à Saint-Petersbourg, qui avait réussi en 1861 la première synthèse d'un sucre en faisant réagir un lait de chaux sur du trioxyméthylène ; il avait obtenu un mélange sucré qu'il avait appelé méthylénitane. Quelques années plus tard, les allemands O. Loew et B. Tollens réussirent, par un procédé simple, la préparation catalytique du formaldéhyde à partir de l'alcool méthylique. Faisant réagir le formaldéhyde sur du lait de chaux, Loew recueillit une masse sucrée qu'il baptisa formose; en utilisant la magnésie, il prépara le maltose. La chimie des glucides était née; mais, bien que les travaux de Tollens et de Kiliani lui eussent apporté une contribution importante, comme ls préparation de trois sucres du type hexose, ou la caractérisation de la fonction aldéhydique du glucose, il n'y avait pas encore d'ensemble cohérent.

Là sera le second grand mérite d'Emil Fischer qui, par des synthèses éclatantes, des déterminations précises de structures et un classement systématique, fera de la chimie des glucides un domaine cohérent et complet. La phénylhydrazine, qu'il avait préparée en 1875, s'avéra un indicateur précieux en formant avec les sucres des phénylhydrazones et des osazones. En collaborant avec J. Tafel, il réussit la synthèse totale de sucres naturels comme le glucose, le mannose, le 1-fructose, etc., à partir du glycérol. Il reconnut que les sucres étaient des polyalcools avec une fonction aldéhyde (aldoses) ou cétone (cétoses), qui pouvaient se présenter soit sous trois formes monomoléculaires (hexoses, C6H12O6, pentoses, tétroses), soit sous une forme liée par une fonction éther qu'il appela bioses, autrement dit les diholosides ga saccharose par exemple: C12H22O11).

Emil Fischer prépara également de nouveaux sucres artificiels et clarifia la stéréochimie des sucres grâce à l'épimérisation entre les acides gluconique et mannonique.

Ayant établi la structure stéréochimique de tous les sucres connus à son époque, il permit la prévision des isomères possibles en s'appuyant sur la théorie du carbone asymétrique de Van't Hoff-Le Bel (cf. prix Nobel 1901), qui fut appliquée pour la première fois avec un succès éclatant sur des molécules relativement compliquées.

Cette oeuvre remarquable sur les sucres, accomplie en dix ans (1884-1894), trouvera des prolongements importants dans l'étude des glucosides à partir de 1895, année où l'on commence à travailler sur les méthylglucosides les plus simples.

Etudes sur les protéines. Fischer a fait progresser d'une façon décisive la chimie des protéines, pénétrant sérieusement dans le domaine de la biologie moléculaire. Ses travaux dans ce domaine échelonnés entre 1899 et 1908, furent menés aussi bien dans une perspective analytique que synthétique. Il reconnut dans ces corps la présence d'une vingtaine environ de constituants plus simples, différents les uns des autres, à savoir les acides aminés, combinés entre eux dans les protéines par une liaison peptidique (CO-NH), à quoi s'ajoutent parfois des groupements phosphorés ou sulfurés. Cette liaison peptidique résulte de l'élimination d'une molécule d'eau entre la fonction aminée d'un acide aminé et la fonction acide d'une autre molécule d'aminoacide créant une soudure entre les deux partenaires monomères. Après avoir réussi la formation de liaisons peptidiques entre plusieurs molécules, il prépara à partir des dipeptides (homogènes ou hétérogènes) des tripeptides, puis des polypeptides.

Ces peptides synthétiques avaient des propriétés chimiques et biologiques comparables à celles des peptides naturels obtenus par dégradations partielles des protéines. Cette méthode de travail, très élégante, fut appliquée par la suite à l'étude de nombreuses substances naturelles; on l'utilise encore aujourd'hui, mais en se servant d'un matériel plus sophistiqué.

Les retombées pratiques des travaux de Fischer sont importantes et multiples. La synthèse des colorants et du véronal aboutira à la prise de brevets - en collaboration avec le médecin J. von Mering - pour la préparation de toute une série de barbituriques (dérivés de l'acide barbiturique, ou malonylurée) qui possèdent une action physiologique de somnifère et de narcotique.

La méthode d'hydrogénation de la fonction aldéhydique des sucres en alcool sera utilisée dans l'industrie pour fabriquer, à grande échelle, des sucres-alcools. Les esters correspondants, obtenus par l'action de divers acides, sont des produits commerciaux utilisés comme détergents appelés wetting agents. Les sucres et les acides aminés servent à des fins nutritives spécifiques. L'apport de Fischer à la chimie industrielle a été de toute première importance.

Il est mort à Berlin le 15 juillet 1919.