Karen Goldberg - Karen Goldberg

Karen Ila Goldberg Amerikalı bir kimyager, şu anda Vagelos Enerji Araştırmaları Profesörü. Pensilvanya Üniversitesi.[1] Goldberg en çok inorganik ve organometalik kimya. En son araştırması, kataliz özellikle oksidasyon için katalizör geliştirmenin yanı sıra moleküler oksijenin sentezi ve aktivasyonu üzerine.[1] 2018 yılında Goldberg, Ulusal Bilimler Akademisi.[2]

Kariyer

Karen Goldberg A.B.'yi aldı. derece Kimya 1983 yılında Columbia Üniversitesi Barnard Koleji. Lisans araştırması Profesörlerle çalışmayı içeriyordu Roald Hoffmann, Stephen Lippard -de Cornell Üniversitesi ve Kolombiya Üniversitesi AT&T Laboratories'de sırasıyla Doktorlar Tom Gradel ve Steven Bertz ile birlikte. Doktora derecesini aldı. Profesör ile 1988'de Kimya'da Robert Bergman -de Berkeley'deki California Üniversitesi. Profesör altında doktora sonrası bir yılı tamamladı Bruce Bursten -de Ohio Devlet Üniversitesi öğretim üyesi olmadan önce Illinois Eyalet Üniversitesi 1989 yılında. Goldberg, 1995 yılında Washington Üniversitesi Kimya Yardımcı Doçenti olarak görev yaptı ve 2000 yılında Doçentliğe, 2003 yılında Profesörlüğe yükseldi.[3] Goldberg, 2017 yılında araştırma grubunu Pensilvanya Üniversitesi kimya bölümünde Vagelos Enerji Araştırmaları Profesörüdür.[1][4]

Araştırma

Goldberg'in araştırma ilgi alanları, katalizörlerin mekanizmasını ve temel organometalik reaksiyonlara uygulanmasını anlamaktır. Bu, daha verimli, daha ucuz ve daha yeşil alkanlar gibi çeşitli hammaddelerden elde edilen kimyasal ürünler ve yakıtlar. Goldberg'in gelişmesine yardımcı olduğu bu tür bir süreç, bir iridyum kıskaç katalizörü kullanılarak amonyak boranın dehidrojenasyonudur, bu reaksiyon, yumuşak koşullar altında, verimli katalizör rejenerasyonu ile yüksek oranlarda gerçekleşen bir reaksiyondur.[5]

Elektrofilik Oksidasyon Katalizi

Otuz yılı aşkın bir süre önce, Shilov seçiciyi keşfetti oksitlenme nın-nin Alkanlar platin bazlı metallerin varlığında. Bu pratik değildi çünkü katalitik Pt (II) metaline ek olarak stokiyometrik bir oksidan gerektirdi, bu da Goldberg'in C-H bağı aktivasyonu, oksidasyonu ve C-heteroatom bağı oluşumunu anlamak için daha derin araştırma yapmasına ve daha pratik ürünlerin geliştirilmesine yol açtı. Alkanların kullanımıyla ilgili son çalışmalarda Goldberg, platin bazlı katalizörler kullanılarak oksidasyon reaksiyonları yoluyla alkanların işlevselleştirilmesini araştırmıştır.[6]

Pivaldehitin, bir karboksilik asit ve hidrojen gazı oluşturmak üzere para-simen Ru kompleksleri tarafından katalize edilen su ile reaksiyonu.

Pt (II) metil kompleksleri, hem Shilov metan oksidasyon sisteminde hem de daha yeni katalitik Pt metan oksidasyon sistemlerinde anahtar ara maddelerdir. Goldberg'in araştırması, platin veya rutenyum, iridyum ve rodyum dahil olmak üzere diğer geç metal katalizörleri kullanarak alkanlardan alkol oluşumunu içerir. Sonuç olarak, araştırması, rakip aldehit orantısızlaştırma reaksiyonuna göre aldehitlerin karboksilik asitlere seçiciliği ve yüksek dönüşümünü sağlamak için bir ön katalizör olarak Ru (II) diamin kompleksleri ailesini kullanmanın bir yöntemini keşfetti.[7]

Lityum alüminyum hidrit, güçlü indirgeme reaktifi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, esterlerde ve laktonlarda bulunan rezonansla stabilize edilmiş karbonil gruplarının alkollere indirgenmesi zordur. O zaman araştırma grubu, baz içermeyen metal katalizli kompleksler kullanarak alkol oluşturmak için esterlerin ve laktonların hidrojenlenmesi fikrini ortaya attı. Yüksek bir format ester verimine yol açan katalizör, yarı sandviç iridyum bipiridin kompleksidir. Nispeten yumuşak koşullar altında karboksilik asitleri hidrojene etmek için yetkin katalizörler olarak aynı yarı sandviç iridyum ve rodyum kompleksleri kullanıldı. Bu reaksiyonun arkasındaki mekanizma, reaksiyonun ana parçası olarak katalizörden formik aside hidrit transferini içerir.[8]

Katalizle Yeni Teknolojiyi Etkinleştirme Merkezi (CENTC) aracılığıyla,[9] Goldberg ayrıca Etkinleştiriliyor C-H, C-C, C-O, C-N ve N-H gibi güçlü bağlar. Bu sayede Goldberg araştırma grubu, oksidatif ekleme ve indirgeyici eliminasyon yoluyla aktive edildikten sonra bu bağların nasıl işlevselleştirileceğini keşfetti. Bu araştırma, bu katalitik süreçler için ayrıntılı mekanizmalar, ara maddeler ve kinetik engeller sağladı.[6]

Alkenlerin Anti-Markovnikov Hidroaminasyonu

Doğrusallığın önemini kabul etmek Markovnikov karşıtı Goldberg'in araştırması, anti-Markovnikov'un katalizine yardımcı olan geçiş metali katalizörlerinin keşfine odaklanmaktadır. hidroaminasyon alkenlerin. Yayınlarından birinde, simetrik olmayan pirrolid ligandlı Pt (II) kompleksleri kullanarak aktive olmamış alkenlerin hidroarilasyonunu katalize etmek için bir yöntem sunar. Benzen ve 1-heksen ve optimize edilmiş bir katalizör kullanılarak seçicilik sağlandı. Sonuç, substrat olarak propilen kullanılarak yüksek olefin konsantrasyonunun üretilmesiydi.[10]

Konuyla ilgili araştırmalarının çoğu, bu tür işlemlerin reaksiyon koordinatları hakkında bilgi edinmek için karbon içeren molekülleri içeren indirgeyici eliminasyon ve oksidatif ekleme reaksiyonlarının deneysel çalışmalarını içermektedir. Alkan ürünlerinin indirgeyici elimine edilmesi için platin bazlı katalizörlerin kullanımına ilişkin ileri çalışmaları da dahil edilmiştir. kristalografi platin komplekslerinin karakterizasyonu ve bu tür reaksiyonların mekanizmasını belirlemek için seçilen ara maddeler.[11]

Moleküler Oksijen Katalizi

Oksijeni son oksidan olarak kullanan bir paladyum katalitik döngüsüne bir örnek.

Goldberg'in araştırma ilgi alanları arasında ayrıca moleküler oksijen seçici olarak oksidan katalizde. Moleküler oksijen kolayca bulunabildiğinden ve çevre açısından zararsız olduğundan, Goldberg grubu, CENTC'de yer alan diğer araştırma grupları ile birlikte, oksijenin reaktivitesini daha iyi anlamaya ve onu tam kapasiteyle kullanmak için onu etkinleştirmeye çalıştı. Mevcut araştırma, geçiş metali kompleksleri ile oksijen arasındaki reaksiyonların nasıl gerçekleştiğini anlamayı amaçlamıştır. Goldberg, son zamanlarda moleküler oksijenin paladyuma sokulmasını araştırdı.hidrit bağlar, bu ekleme reaksiyonunun içermediğini düşündüren sonuçlar radikal zincir mekanizmaları.[12] Oksijenin paladyum-hidrit bağlarına girme yeteneklerine ilişkin bu araştırma, moleküler oksijenin platin gibi orta-geç geçiş metalleri ile genel reaktivitesinin çalışmasıyla genişletilmiştir.[13] Moleküler oksijenin paladyum ve diğer geçiş metalleri ile reaksiyon yönteminin anlaşılmasına yapılan bu katkı, seçici bir oksitleyici olarak moleküler oksijenin daha da gelişmesine ve mükemmelleşmesine yol açabilir.

Gem-Dialkyl Ligandları

Bir platin tetrametil kompleksi, şelatlayıcı bidentat ligandı yoluyla bir etan molekülünün elimine edilir.

Goldberg tarafından geçiş metali katalizli reaksiyonlar üzerine yapılan daha fazla araştırma, metal kompleksine ek vurgu yapmaktadır. ligandlar. Son yayınlar bunu bildirdi mücevherPlatin bazlı metal kompleksleri üzerindeki dialkil ikame edicileri, reaksiyon yolunun mekanizmasını ve mekanizmanın içerip içermediğini belirlemek için kullanılabilir. Kıskaç açılış.[14] mücevher-dialkil ikame edicileri geçmişte tanımak için kullanılmıştır termodinamik kimyasal sistemlerin özellikleri, ancak son çalışmalar bu keşifleri, kinetik sistemleri de. Goldberg'in bu tür ikame edicilerin iki dişli ligandlar üzerindeki etkileri ve bu etkilerin indirgeyici eliminasyon reaksiyonlarının mekanizmalarını ve oranlarını nasıl değiştirdiği üzerine araştırması, geçiş metaline dayalı inorganik ve organik katalizin ilerlemesine yardımcı olmuştur.

Ödüller ve onurlar

Övgüleri şunları içerir:

Referanslar

  1. ^ a b c "Kimya Bölümü". www.chem.upenn.edu. Alındı 2017-05-02.
  2. ^ a b "Ulusal Bilimler Akademisi Üyeleri ve Yabancı Ortaklar Seçildi". Ulusal Bilimler Akademisi. 1 Mayıs 2018. Alındı 12 Mayıs 2018.
  3. ^ "Karen I. Goldberg - UW Kimya Bölümü". depts.washington.edu. Alındı 2017-04-21.
  4. ^ "Karen Goldberg Penn Kimya'ya Katılıyor". Pennsylvania Üniversitesi Kimya Bölümü. Alındı 12 Mayıs 2018.
  5. ^ Denney, Melanie C .; Pons, Vincent; Hebden, Travis J .; Heinekey, D. Michael; Goldberg, Karen I. (2006). "Amonyak Boran Dehidrojenasyonunun Etkili Katalizi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 128 (37): 12048–12049. doi:10.1021 / ja062419g. PMID  16967937.
  6. ^ a b Bak, Jennifer L .; Fekl, Ulrich; Goldberg, Karen I. (2004). C — H Bağlarının Aktivasyonu ve İşlevselleştirilmesi. ACS Sempozyum Serisi. 885. sayfa 283–302. CiteSeerX  10.1.1.610.3949. doi:10.1021 / bk-2004-0885.ch017. ISBN  978-0-8412-3849-7.
  7. ^ Prantner, J. D; Goldberg, Karen. Ben (2014). "Metilplatin (II) ve Moleküler Oksijen: Dimetilplatinum (IV) Biçimine Metil Grup Transferi ile Rekabet İçinde Metilplatine (IV) Oksidasyon". Organometalikler. 33 (13): 3227–3230. doi:10.1021 / om500243n.
  8. ^ Brewster, T. P; Goldberg, Karen. Ben (2016). "Bazsız İridyum Katalize Edilmiş Ester ve Lakton Hidrojenasyonu". ACS Kataloğu. 6 (5): 3113–3117. doi:10.1021 / acscatal.6b00263.
  9. ^ a b Catalysis, CENTC, Yeni Teknolojileri Etkinleştirme Merkezi aracılığıyla. "CENTC- Kataliz yoluyla Yeni Teknolojileri Etkinleştirme Merkezi". depts.washington.edu. Alındı 2017-05-10.
  10. ^ Clement, M. L; Goldberg, K.I (2014). "Platin (II) Olefin Hidroaryasyon Katalizörleri: Anti-Markovnikov Ürünü için Ayar Seçiciliği". Kimya: Bir Avrupa Dergisi. 20 (52): 17287–91. doi:10.1002 / chem.201405174. PMID  25377546.
  11. ^ Crumpton-Bregel, Dawn M .; Goldberg, Karen I. (2003). "Oktahedral Pt (IV) 'den C − C ve C − H Alkan İndirgeyici Eliminasyon Mekanizmaları: Beş Koordinatlı Ara Maddeler Aracılığıyla Reaksiyon mu yoksa Doğrudan Eliminasyon mu?". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 125 (31): 9442–9456. doi:10.1021 / ja029140u. PMID  12889975.
  12. ^ Denney, Melanie C .; Smythe, Nicole A .; Cetto, Kara L .; Kemp, Richard A .; Goldberg, Karen I. (2006). "Moleküler Oksijenin bir Palladyum (II) Hidrit Bağına Eklenmesi". Amerikan Kimya Derneği Dergisi. 128 (8): 2508–2509. doi:10.1021 / ja0562292. PMID  16492014.
  13. ^ Schuermann, M.L .; Goldberg, K.I. (10 Ekim 2014). "Moleküler Oksijenle Pd ve Pt Komplekslerinin Reaksiyonları". Kimya: Bir Avrupa Dergisi. 20 (45): 14556–14568. doi:10.1002 / chem.201402599. PMID  25303084.
  14. ^ Arthur, Kathryn L .; Wang, Qi L .; Bregel, Dawn M .; Smythe, Nicole A .; O'Neil, Bridget A .; Goldberg, Karen I .; Moloy Kenneth G. (2005). "Bir İndirgeyici Eliminasyon Reaksiyonunda Ön Difosfin Şelat Açılmasına Yönelik Bir Test Olarak Thegem-Dialkyl Etkisi †". Organometalikler. 24 (19): 4624–4628. doi:10.1021 / om0500467.
  15. ^ ROUHI MAUREEN (1995). "EĞİTİM". Kimya ve Mühendislik Haberleri. 73 (15): 39–40. doi:10.1021 / cen-v073n015.p039.
  16. ^ "Goldberg, Karen". American Association for the Advancement of Science. Alındı 12 Mayıs 2018.
  17. ^ "2015 IPMI Premier Profesyonel Ödüllerinde yayınlanan Üç Video" (PDF). Uluslararası Kıymetli Madenler Enstitüsü. 15 Eylül 2015.
  18. ^ "2016 Ulusal Ödül Sahipleri - Amerikan Kimya Derneği". Amerikan Kimya Derneği. Alındı 2017-05-09.
  19. ^ Langston, Jennifer (19 Nisan 2017). "American Academy of Arts and Sciences'a iki UW fakültesi". UW Haberleri. Alındı 12 Mayıs 2018.

Dış bağlantılar