Карен Голдберг
Карен Ила Голдберг | |
|---|---|
| Альма-матер | Барнард-Колледж AB, 1983 г. Калифорнийский университет, Беркли, доктор философии. 1988 год |
| Научная карьера | |
| Поля | Металлоорганическая химия , Катализ |
| Учреждения | Пенсильванский университет Вашингтонский университет |
| Диссертация | Синтетические и механистические исследования образования и разрыва связей углерод-углерод и углерод-водород в системах переходных металлов (1988). |
| Докторантура | Роберт Дж. Бергман |
| Другие научные консультанты | Роальд Хоффманн , Стивен Дж. Липпард , Брюс Э. Берстен |
Карен Ила Голдберг — американский химик, в настоящее время профессор энергетических исследований Вагелоса в Пенсильванском университете . [1] Гольдберг наиболее известна своими работами в области неорганической и металлоорганической химии. Ее последние исследования посвящены катализу , в частности разработке катализаторов окисления, а также синтезу и активации молекулярного кислорода. [1] В 2018 году Голдберг был избран членом Национальной академии наук . [2]
Карьера [ править ]
Карен Голдберг получила степень бакалавра химии в 1983 году в Барнард-колледже Колумбийского университета . Ее исследования в бакалавриате включали работу с профессорами Роальдом Хоффманном и Стивеном Липпардом в Корнелльском и Колумбийском университетах соответственно, а также с докторами Томом Граделем и Стивеном Берцем в лабораториях AT&T. Она получила докторскую степень. Степень бакалавра химии в 1988 году у профессора Роберта Бергмана в Калифорнийском университете в Беркли . Она закончила постдокторантуру под руководством профессора Брюса Берстена в Университете штата Огайо , а затем стала преподавателем Университета штата Иллинойс в 1989 году. В 1995 году Голдберг начала работать в Вашингтонском университете в качестве доцента химии, после чего ей была присвоена должность и повышена до должности Доцент в 2000 году и профессор в 2003 году. [3] В 2017 году Голдберг перевела свою исследовательскую группу в Пенсильванский университет , где она является профессором энергетических исследований Вагелоса на кафедре химии. [1] [4]
Исследования [ править ]
Научные интересы Гольдберга включают понимание механизма и применение катализаторов в фундаментальных металлоорганических реакциях. Кульминацией этого становится цель разработать более эффективные, дешевые и экологичные химические продукты и топливо из различного сырья, такого как алканы. Одним из таких процессов, в разработке которого участвовал Голдберг, является дегидрирование аммиачного борана с использованием иридиевого катализатора-клещи. Эта реакция протекает в мягких условиях с высокими скоростями и эффективной регенерацией катализатора. [5]
Катализ окисления электрофильного
лет назад Шилов открыл избирательное окисление алканов Более тридцати в присутствии металлов платины. Это было непрактично, поскольку для этого требовался стехиометрический окислитель в дополнение к каталитическому металлу Pt (II), что побудило Голдберга глубже изучить понимание активации связи CH, окисления и образования связи C-гетероатом, что привело к разработке более практичных продуктов. В недавних исследованиях использования алканов Голдберг исследовал функционализацию алканов посредством реакций окисления с использованием катализаторов на основе платины. [6]
Метильные комплексы Pt(II) являются ключевыми интермедиатами как в системе окисления метана Шилова, так и в более поздних каталитических системах окисления метана Pt. Исследования Гольдберга включают образование спиртов из алканов с использованием катализаторов из платины или других поздних металлов, включая рутений, иридий и родий. В результате ее исследования открыли метод использования семейства диаминовых комплексов Ru(II) в качестве предварительного катализатора для обеспечения селективности и высокой конверсии альдегидов в карбоновые кислоты по сравнению с конкурирующей реакцией диспропорционирования альдегидов. [7]
Литийалюминийгидрид широко используется в качестве сильного восстановителя. Однако восстановить резонансно стабилизированные карбонильные группы, присутствующие в эфирах и лактонах, до спиртов сложно. Именно тогда ее исследовательской группе пришла в голову идея гидрирования эфиров и лактонов с образованием спирта с использованием безосновательных металлокаталитических комплексов. Катализатором, обеспечивающим высокий выход формиатных эфиров, является полусэндвич-иридий-бипиридиновый комплекс. Те же полусэндвич-комплексы иридия и родия были использованы в качестве компетентных катализаторов гидрирования карбоновых кислот в относительно мягких условиях. Механизм этой реакции включает перенос гидрида от катализатора к муравьиной кислоте как основную часть реакции. [8]
Через Центр внедрения новых технологий посредством катализа (CENTC), [9] Голдберг также внес свой вклад в поиск методов активации сильных связей, таких как CH, CC, CO, CN и NH. Благодаря этому исследовательская группа Голдберга обнаружила, как функционализировать эти связи после их активации посредством окислительного присоединения и восстановительного элиминирования. Это исследование позволило получить подробные механизмы, промежуточные соединения и кинетические барьеры для этих каталитических процессов. [6]
Антимарковниковское гидроаминирование алкенов
Признавая важность линейных антимарковниковских продуктов, исследования Гольдберга сосредоточены на открытии катализаторов на основе переходных металлов, которые помогают катализировать антимарковниковское гидроаминирование алкенов. В одной из своих публикаций она представляет метод катализа гидроарилирования неактивированных алкенов с использованием комплексов Pt(II) с несимметричными пирролидными лигандами. Селективность обеспечивали использованием бензола и 1-гексена и оптимизированного катализатора. Результатом стало получение олефинов высокой концентрации с использованием пропилена в качестве субстрата. [10]
Большая часть ее исследований по этой теме включала экспериментальные исследования реакций восстановительного элиминирования и окислительного присоединения с участием углеродсодержащих молекул с целью получения информации о координатах реакций таких процессов. Ее дальнейшие исследования по использованию катализаторов на основе платины для восстановительного удаления алкановых продуктов также включали кристаллографические характеристики комплексов платины и выбранных промежуточных продуктов для определения механизма таких реакций. [11]
кислородный катализ Молекулярный
Исследовательские интересы Голдберга также включают использование молекулярного кислорода в качестве селективного окислителя в катализе. Поскольку молекулярный кислород легко доступен и безвреден для окружающей среды, группа Голдберга вместе с другими исследовательскими группами, участвующими в CENTC, попыталась лучше понять реакционную способность кислорода и активировать его, чтобы использовать его на полную мощность. Текущие исследования направлены на то, чтобы понять, как происходят реакции между комплексами переходных металлов и кислородом. Голдберг недавно исследовал внедрение молекулярного кислорода в палладий- гидридные связи, и результаты показали, что эта реакция внедрения не включает радикально-цепные механизмы . [12] Это исследование способности кислорода внедряться в связи палладия с гидридом было расширено за счет изучения общей реакционной способности молекулярного кислорода с металлами среднего и позднего переходного периода, такими как платина. [13] Этот вклад в понимание метода реакции молекулярного кислорода с палладием и другими переходными металлами может привести к дальнейшему развитию и совершенствованию молекулярного кислорода как селективного окислителя.
диалкиллиганды - Гем
Дальнейшие исследования Гольдберга по изучению реакций, катализируемых переходными металлами, делают дополнительный акцент на металлокомплексных лигандах . В недавних публикациях сообщалось, что гем -диалкильные заместители в комплексах металлов на основе платины могут быть использованы для определения механизма пути реакции и того, включает ли этот механизм раскрытие хелатного соединения . [14] Гем свойств химических систем, хотя -диалкильные заместители использовались в прошлом для распознавания термодинамических к пониманию кинетических недавние исследования подтолкнули эти открытия также систем. Исследования Гольдберга о влиянии этих типов заместителей на бидентатные лиганды и о том, как эти эффекты меняют механизмы и скорости реакций восстановительного элиминирования, помогли продвинуться вперед в совершенствовании неорганического и органического катализа на основе переходных металлов.
Награды и почести [ править ]
Среди ее наград:
- 1995–96 Премия Программы признания инноваций Union Carbide [15]
- 2006 Выдающаяся женщина-ученый AWIS NY Metro
- 2007 – настоящее время Директор Центра внедрения новых технологий посредством катализа (CENTC), Центра химической связи фазы II NSF. [9]
- 2011 г. избран в Американскую ассоциацию содействия развитию науки. [16]
- Премия Кэрол Тайлер 2015, Международный институт драгоценных металлов [17]
- Премия ACS 2016 в области металлоорганической химии [18]
- 2017 г. избран в Американскую академию искусств и наук. [19]
- 2018 г. избран членом Национальной академии наук. [2]
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Химический факультет» . www.chem.upenn.edu . Проверено 2 мая 2017 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Избраны члены Национальной академии наук и иностранные сотрудники» . Национальная академия наук. 1 мая 2018 года . Проверено 12 мая 2018 г.
- ^ «Карен И. Голдберг - кафедра химии Университета Вашингтона» . depts.washington.edu . Проверено 21 апреля 2017 г.
- ^ «Карен Голдберг присоединяется к Penn Chemistry» . Химический факультет Пенсильванского университета . Проверено 12 мая 2018 г.
- ^ Денни, Мелани С.; Понс, Винсент; Хебден, Трэвис Дж.; Хейнеки, Д. Майкл; Гольдберг, Карен И. (2006). «Эффективный катализ дегидрирования аммиачно-борана». Журнал Американского химического общества . 128 (37): 12048–12049. дои : 10.1021/ja062419g . ПМИД 16967937 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Смотри, Дженнифер Л.; Фекл, Ульрих; Гольдберг, Карен И. (2004). Активация и функционализация связей CH . Серия симпозиумов ACS. Том. 885. стр. 283–302. CiteSeerX 10.1.1.610.3949 . дои : 10.1021/bk-2004-0885.ch017 . ISBN 978-0-8412-3849-7 .
- ^ Прантнер, JD; Гольдберг, Карен. Я (2014). «Метилплатина (II) и молекулярный кислород: окисление до метилплатины (IV) в конкуренции с переносом метильной группы с образованием диметилплатины (IV)». Металлоорганические соединения . 33 (13): 3227–3230. дои : 10.1021/om500243n .
- ^ Брюстер, Т.П.; Гольдберг, Карен. Я (2016). «Безосновательное иридий-катализируемое гидрирование сложных эфиров и лактонов». АСУ Катал . 6 (5): 3113–3117. дои : 10.1021/acscatal.6b00263 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Катализ, CENTC, Центр внедрения новых технологий. «CENTC-Центр внедрения новых технологий посредством катализа» . depts.washington.edu . Проверено 10 мая 2017 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Клемент, ML; Гольдберг, К.И (2014). «Катализаторы гидроарилирования олефинов платины (II): настройка селективности для антимарковниковского продукта». Химия: Европейский журнал . 20 (52): 17287–91. дои : 10.1002/chem.201405174 . ПМИД 25377546 .
- ^ Крамптон-Брегель, Дон М.; Голдберг, Карен И. (2003). «Механизмы восстановительного удаления алканов C-C и CH из октаэдрического Pt (IV): реакция через пятикоординированные промежуточные соединения или прямое удаление?». Журнал Американского химического общества . 125 (31): 9442–9456. дои : 10.1021/ja029140u . ПМИД 12889975 .
- ^ Денни, Мелани С.; Смайт, Николь А.; Четто, Кара Л.; Кемп, Ричард А.; Гольдберг, Карен И. (2006). «Введение молекулярного кислорода в гидридную связь палладия (II)». Журнал Американского химического общества . 128 (8): 2508–2509. дои : 10.1021/ja0562292 . ПМИД 16492014 .
- ^ Шуерманн, МЛ; Гольдберг, К.И. (10 октября 2014 г.). «Реакции комплексов Pd и Pt с молекулярным кислородом» . Химия: Европейский журнал . 20 (45): 14556–14568. дои : 10.1002/chem.201402599 . ПМИД 25303084 .
- ^ Артур, Кэтрин Л.; Ван, Ци Л.; Брегель, Дон М.; Смайт, Николь А.; О'Нил, Бриджит А.; Гольдберг, Карен И.; Молой, Кеннет Г. (2005). «Эффект гема-диалкила как тест на предварительное открытие хелата дифосфина в реакции восстановительного элиминирования †». Металлоорганические соединения . 24 (19): 4624–4628. дои : 10.1021/om0500467 .
- ^ РУИ, МОРИН (1995). "ОБРАЗОВАНИЕ". Новости химии и техники . 73 (15): 39–40. дои : 10.1021/cen-v073n015.p039 .
- ^ «Гольдберг, Карен» . Американская ассоциация содействия развитию науки . Проверено 12 мая 2018 г.
- ^ «Три видеоролика, выпущенные на церемонии вручения наград IPMI Premier Professional Awards 2015» (PDF) . Международный институт драгоценных металлов . 15 сентября 2015 г.
- ^ «Лауреаты Национальной премии 2016 года – Американское химическое общество» . Американское химическое общество . Проверено 9 мая 2017 г.
- ^ Лэнгстон, Дженнифер (19 апреля 2017 г.). «Два факультета UW вошли в состав Американской академии искусств и наук» . Новости УВ . Проверено 12 мая 2018 г.
Внешние ссылки [ править ]
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| академики | |
| Другой | |
