Рой А. Периана

Рой А. Периана
Рой А. Периана
Рожденный	1957 (66–67 лет) ; Джорджтаун, Гайана
Национальность	Американский
Альма-матер	Мичиганский университет , бакалавр наук ; Калифорнийский университет, Беркли , доктор философии.
Известный	Функционализация облигаций CH
	Научная карьера
Поля	Гомогенный катализ
Учреждения	Исследовательский институт Скриппса ; Университет Южной Калифорнии ; Каталитика Инк. ; Каталитические передовые технологии ; Дау Кемикал ; Компания Монсанто
Докторантура	Роберт Дж. Бергман

Рой А. Периана — американский химик-металлорганик гайанского происхождения .

Биография

Ранний период жизни

Он родился в Джорджтауне, Гайана, в 1957 году. Переехав в Соединенные Штаты после окончания средней школы, Периана учился и получил степень бакалавра химии в Мичиганском университете в 1979 году. Затем он работал в промышленности в Dow Chemical Company в Мидленде, штат Мичиган. . В 1981 году он вернулся в аспирантуру Калифорнийского университета в Беркли , где получил степень доктора философии. в 1985 году под руководством Роберта Г. Бергмана . Его работа с Бергманом была сосредоточена на разработке новых комплексов родия , которые подвергаются активации связей CH и CC алканов . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Его диссертация называлась «Механизм окислительного присоединения комплексов циклопентадиенил-родия к углерод-водородным и углерод-углеродным связям».

Карьера

После окончания учебы Периана присоединилась к компании Monsanto в качестве химика-исследователя. В 1988 году он переехал в Силиконовую долину и присоединился к Catalytica, Inc. в качестве руководителя группы. Несколько лет спустя его группа отделилась от Catalytica, Inc. и сформировала Catalytica Advanced Technologies, а Периана стала соучредителем и вице-президентом по исследованиям. В 2000 году Периана перешла в академическую сферу. Он принял должность профессора химии и члена Института углеводородов Локера при Университете Южной Калифорнии . Там он также был директором консорциума USC - Caltech - Chevron Corporation по новым технологиям катализа. В 2007 году профессор Ричард А. Лернер из Научно-исследовательского института Скриппса предложил профессору Периане должность профессора химии и директора нового исследовательского центра в на Юпитере, штат Флорида кампусе Научно-исследовательского института Скриппса . В 2007 году был основан Центр энергетики и материалов Скриппса как центр, призванный создать химию нового поколения для устойчивой планеты.

CH ₄ и другие углеводороды (N ₂ , O ₂ , H ₂ O и CO ₂ ) являются одними из наиболее распространенных сырьевых материалов на Земле. Преобразование этих небольших молекул генерирует большую часть мировой энергии и материалов, а также большую часть выбросов CO ₂ . Связи (силы), которые удерживают атомы вместе во всех этих маленьких молекулах, являются одними из самых сильных, известных в химии. Несмотря на более чем 75 лет исследований, химические вещества, позволяющие контролировать и разрывать эти связи при более низких температурах, не разработаны. В результате современные технологии переработки этого сырья неэффективны и приводят к значительному увеличению выбросов , более быстрому истощению запасов, более высоким затратам и большей зависимости от нефти , чем требуется. Разработка химических веществ следующего поколения, способных разрывать эти связи в мягких условиях, может привести к созданию нового поколения технологий, которые будут существенно более эффективными и экономически выгодными. Это будет иметь важное значение для более устойчивой планеты в 21 веке. В центре внимания исследований Перианы находится разработка новой химии, основанной на молекулярных методах (также называемых гомогенные или одноцентровые) катализаторы , которые могут облегчить расщепление прочных связей этого сырья. На протяжении большей части карьеры Перианы основное внимание уделялось селективному, частичному окислительному преобразованию метана (CH ₄ , основного компонента природного газа ) в метанол (MeOH). Общая стратегия, которая используется, заключается в разработке молекулярных катализаторов, которые действуют за счет активации CH: реакции, при которой молекулярный катализатор MX может вступать в реакцию с связью RH и расщеплять ее с образованием промежуточных продуктов MR в мягких условиях с высокой селективностью. Непрерывная функционализация этих промежуточных продуктов MR до продуктов с регенерацией MX приводит к очень эффективному каталитическому циклу для прямой селективной функционализации алканов.

Периана продемонстрировала несколько рабочих примеров молекулярных катализаторов, основанных на электрофильной активации CH (генерирует положительный заряд на C во время расщепления CH), которые работают в серной кислоте (H ₂ SO ₄ ) для превращения метана в метилбисульфат , сульфатный эфир метанола в высоких концентрациях. урожайность и селективность. Два наиболее ярких примера этой работы связаны с использованием катионов Hg(II). ^{[ 4 ]} или Pt(bpym)Cl _{2 .}Комплекс ^{[ 5 ]} Помимо увеличения скорости расщепления связи CH, центральным фактором успеха этого подхода было использование кислотного растворителя как для активации катализатора, так и для «защиты» спиртового продукта посредством реакций протонирования.

статью, Периана опубликовала в междисциплинарном журнале Science в которой описывается использование трифторацетатных солей свинца и таллия основной группы, которые преобразуют поток природного газа (содержащий метан , этан и пропан ) в соответствующие сложные эфиры трифторацетата. ^{[ 6 ]} Было обнаружено, что система легко приводит к быстрому окислению потока природного газа при 180°C и способна реагировать со смешанным потоком газа или с каждым алканом независимо. ^{[ 7 ]}

С тех пор он расширил свою работу по активации CH , чтобы изучить использование основных растворителей для облегчения активации сильных связей. Фундаментальная стратегия в этом случае заключается в разработке катализаторов, которые действуют за счет нуклеофильной активации CH, которая, в отличие от электрофильной активации CH, генерирует отрицательный заряд углерода во время расщепления CH. Ожидается, что в этом случае сильноосновный растворитель сможет как активировать катализатор, так и «защитить» спиртовой продукт путем депротонирования. Это делается за счет использования невинных лигандов , которые участвуют в реакции путем протонирования или депротонирования. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Это позволило продемонстрировать первый пример ускоренной активации CH на водном основании с использованием Ru(IPI)Cl _{3 , где IPI = 2,6-диимидизоилпиридин.}Предкатализатор ^{[ 10 ]} Эта стратегия привела к демонстрации активации CH Ru(II)(IPI)(OH) _n (H ₂ O) _mКомплекс растворяют в водном растворе КОН. Как и ожидалось, было обнаружено, что скорость активации CH увеличивается при увеличении [KOH].

Периана в настоящее время является директором Центра энергетики и материалов Скриппса (SEMC). Общее видение SEMC Перианой заключается в том, чтобы объединить под одной крышей все разрозненные навыки и опыт в активации сильных связей в малых молекулах CH ₄ , N ₂ , O ₂ , H ₂ O и CO ₂ с целью разработки новое поколение чистых, экономически эффективных технологий для устойчивой планеты в 21 веке.

Награды и профессиональная деятельность

Рой Периана принимал участие в различных синергетических мероприятиях:

Сооснователь и член совета директоров Qateomix, Inc. Ковина, Калифорния ^{[ когда? ]}
Стипендия Японского общества содействия науке (JSPS), 2007 г.
Темы современной химии. Редактор тома: Активация CH, 2005 г.
Загородный семинар по неорганической химии, Швейцария, сентябрь 2001 г.
Каталитика Адв. Соучредитель и вице-президент Technologies, Inc., 1994–2000 гг.
Председатель Национального симпозиума ACS по неорганическим технологиям в 1999 г.
Научные публикации (1993, 1998, 2003 и 2014 гг.). Широкое освещение в различных СМИ: C&E News, Wall Street Journal, New York Times и др.
Приглашенный докладчик на конференциях Гордона по механизмам металлоорганических и неорганических реакций 1993, 1997 и 1999 годов.
Премия за достижения, компания Monsanto, 1987 и 1988 годы.
Общество чести выпускников учебных заведений, Калифорнийский университет в Беркли, 1983–1985 годы.
Основной докладчик на конференции Bloomberg по энергетике в 1998 году.
Основной докладчик на 1998 г., Циммермановская металлоорганическая мастерская.

Ссылки

^ Хасигути, Б.Г.; Бишоф, С.Б.; Конник, МК; Периана, РА (2012). «Разработка катализаторов функционализации неактивированных связей C – H на основе реакции активации CH». Акк. хим. Рез . 45 (6): 885–898. дои : 10.1021/ar200250r . ПМИД 22482496 .
^ Периана, РА; Бергман, Р.Г. (1986). «Изомеризация комплексов гидридоалкилродия, образующихся при окислительном присоединении родия к алкановым углерод-водородным связям. Доказательства промежуточного действия 2-алкановых комплексов». Дж. Ам. хим. Соц . 108 (23): 7332–7346. дои : 10.1021/ja00283a032 .
^ Периана, РА; Бергман, Р.Г. (1986). «Углерод-углеродная активация органических соединений с небольшим кольцом путем объединения комплексов циклоалкилгидридорродия в родациклоалканы. Синтез металлоциклобутанов, в том числе с третичной связью металл-углерод, путем нуклеофильного присоединения к пи-аллильным комплексам». Дж. Ам. хим. Соц . 108 (23): 7346–7355. дои : 10.1021/ja00283a033 .
^ Периана, РА; Таубе, диджей; Эвитт, скорая помощь; Лоффлер, Д.Г.; Вентчек, PR; Восс, Г.; Масуда, Т. (1993). «Высокопроизводительная система окисления метана в метанол, катализируемая ртутью». Наука . 259 (5093): 340–343. Бибкод : 1993Sci...259..340P . дои : 10.1126/science.259.5093.340 . ПМИД 17832346 . S2CID 21140403 .
^ Периана, РА; Таубе, диджей; Гэмбл, С.; Таубе, Х.; Сато, Т.; Фуджи, Х. (1998). «Платиновые катализаторы высокопроизводительного окисления метана до производного метанола». Наука . 280 (5363): 560–564. Бибкод : 1998Sci...280..560P . дои : 10.1126/science.280.5363.560 . ПМИД 9554841 .
^ Хасигути, Б.Г.; Конник, ММ; Бишоф, С.М.; Густафсон, С.Дж.; Девараджан, Д.; Гунсалус, Н.; Эсс, Д.Х.; Периана, РА (2014). «Соединения основной группы избирательно окисляют смеси метана, этана и пропана до сложных эфиров спиртов». Наука . 343 (6176): 1232–1237. Бибкод : 2014Sci...343.1232H . дои : 10.1126/science.1249357 . ПМИД 24626925 . S2CID 25107449 .
^ «Ключ к следующей энергетической революции». Наука сейчас . 2014. https://www.science.org/content/article/key-next-energy-revolution .
^ Крэбтри, Р.Х. (2010). «Создание лигандов с множественной индивидуальностью». Наука . 330 (6033): 455–456. Бибкод : 2010Sci...330..455C . дои : 10.1126/science.1197652 . ПМИД 20966237 . S2CID 206529865 .
^ Крэбтри, Р.Х. (2011). «Многофункциональные лиганды в катализе переходными металлами». Нью Дж. Хим . 35 : 18–23. дои : 10.1039/C0NJ00776E .
^ Хасигути, Брайан Г. (2010). «Ускорение нуклеофильной активации CH сильноосновными растворителями» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 132 (36): 12542–12545. дои : 10.1021/ja102518m . ПМИД 20734988 .

Внешние ссылки

[1] Хасигути, Б.Г.; Бишоф, С.Б.; Конник, МК; Периана, РА (2012). «Разработка катализаторов функционализации неактивированных связей C – H на основе реакции активации CH». Акк. хим. Рез . 45 (6): 885–898. дои : 10.1021/ar200250r . ПМИД 22482496 .

[2] Периана, РА; Бергман, Р.Г. (1986). «Изомеризация комплексов гидридоалкилродия, образующихся при окислительном присоединении родия к алкановым углерод-водородным связям. Доказательства промежуточного действия 2-алкановых комплексов». Дж. Ам. хим. Соц . 108 (23): 7332–7346. дои : 10.1021/ja00283a032 .

[3] Периана, РА; Бергман, Р.Г. (1986). «Углерод-углеродная активация органических соединений с небольшим кольцом путем объединения комплексов циклоалкилгидридорродия в родациклоалканы. Синтез металлоциклобутанов, в том числе с третичной связью металл-углерод, путем нуклеофильного присоединения к пи-аллильным комплексам». Дж. Ам. хим. Соц . 108 (23): 7346–7355. дои : 10.1021/ja00283a033 .

[4] Периана, РА; Таубе, диджей; Эвитт, скорая помощь; Лоффлер, Д.Г.; Вентчек, PR; Восс, Г.; Масуда, Т. (1993). «Высокопроизводительная система окисления метана в метанол, катализируемая ртутью». Наука . 259 (5093): 340–343. Бибкод : 1993Sci...259..340P . дои : 10.1126/science.259.5093.340 . ПМИД 17832346 . S2CID 21140403 .

[5] Периана, РА; Таубе, диджей; Гэмбл, С.; Таубе, Х.; Сато, Т.; Фуджи, Х. (1998). «Платиновые катализаторы высокопроизводительного окисления метана до производного метанола». Наука . 280 (5363): 560–564. Бибкод : 1998Sci...280..560P . дои : 10.1126/science.280.5363.560 . ПМИД 9554841 .

[6] Хасигути, Б.Г.; Конник, ММ; Бишоф, С.М.; Густафсон, С.Дж.; Девараджан, Д.; Гунсалус, Н.; Эсс, Д.Х.; Периана, РА (2014). «Соединения основной группы избирательно окисляют смеси метана, этана и пропана до сложных эфиров спиртов». Наука . 343 (6176): 1232–1237. Бибкод : 2014Sci...343.1232H . дои : 10.1126/science.1249357 . ПМИД 24626925 . S2CID 25107449 .

[7] «Ключ к следующей энергетической революции». Наука сейчас . 2014. https://www.science.org/content/article/key-next-energy-revolution .

[8] Крэбтри, Р.Х. (2010). «Создание лигандов с множественной индивидуальностью». Наука . 330 (6033): 455–456. Бибкод : 2010Sci...330..455C . дои : 10.1126/science.1197652 . ПМИД 20966237 . S2CID 206529865 .

[9] Крэбтри, Р.Х. (2011). «Многофункциональные лиганды в катализе переходными металлами». Нью Дж. Хим . 35 : 18–23. дои : 10.1039/C0NJ00776E .

[10] Хасигути, Брайан Г. (2010). «Ускорение нуклеофильной активации CH сильноосновными растворителями» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 132 (36): 12542–12545. дои : 10.1021/ja102518m . ПМИД 20734988 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]