Paul Chirik - Paul Chirik

Paul J. Chirik je Američan chemik a v současné době zastává pozici profesora chemie Edwards S. Sanford ve společnosti Univerzita Princeton.[1] Jeho odbornost je v oblasti Organokovová chemie, zejména při udržitelné katalýze šetrné k životnímu prostředí s prvky bohatými na Zemi.[2][3] V roce 2015 byl jmenován šéfredaktorem Organokovovýs, recenzovaný časopis vydávaný Americká chemická společnost.[4][5][6][7] Mentoroval přes 30 doktorandů a 20 postdoktorských spolupracovníků.[1] Získal několik ocenění, včetně Arthur C. Cope Scholar Award,[8] cena Blavatnik pro mladé vědce,[9] Packard Fellowship in science and engineering,[10] Cena učitele Camille Dreyfus,[11] an NSF Career Award,[12] a cenu Presidential Green Chemistry Challenge Award.[13]

Časný život a kariéra

Chirik se narodil v Philadelphie, Pensylvánie 13. června 1973.[2] Promoval magna cum laude s bakalářským titulem v Chemie v roce 1995 od Virginia Tech po provedení výzkumu s Josephem Merolem.[14] Získal titul Ph.D. s John Bercaw na Caltechu studoval mechanismus metalocenem katalyzované polymerace olefinů a hydrometalační chemie, za což byl oceněn cenou Heberta Newbyho McCoye.[15][16][17] Po krátké postdoktorandské schůzce s profesorem Christopher C. Cummins na Massachusetts Institute of Technology[18] nastoupil na fakultu v Cornell University v roce 2001 jako odborný asistent.[2] V roce 2006 byl povýšen na docenta a v roce 2009 byl jmenován profesorem chemie Peter J. W. Debye.[19]

V průběhu své kariéry je autorem více než 180 recenzovaných vědeckých publikací,[3] je vynálezcem více než 15 patentů a byl pozván k přednáškám a prezentacím na více než 200 národních a mezinárodních seminářích a konferencích[19] včetně konference Falling Walls v roce 2012 Berlín, kde přednášel s názvem „Prolomení zdi udržitelné chemie: Jak může moderní alchymie vést k levné a čisté technologii“.[20]

Zájmy výzkumu

Chirik přispěl do oblasti katalýza se zemí hojně Přechodové prvky jako je železo a kobalt, s konečným cílem osvobodit farmaceutický a další průmysl od přílišné závislosti na vzácných a drahých katalyzátorech vzácných zemin, které se v současnosti a běžně používají. Jeho skupina využila redox-aktivní ligandy[21] řídit tok elektronů pomocí přechodových kovů v první řadě, aby umožnila multielektronovou chemii. Chirikovy katalyzátory jsou zajímavé pro asymetrickou hydrogenaci[22][23] a hydrosilylace alkenů.[22][24][25]

Chirikův výzkum leží na křižovatce Organické a Anorganické chemie a zahrnuje vývoj udržitelných metod v chemické syntéze. Jeho výzkumná skupina zkoumá koncept „moderní alchymie“, kdy se ligandový design používá k přeměně reaktivity kovů bohatých na Zemi, aby napodobil nebo ideálně předčil výkon drahých kovů. Jeho skupina řeší farmaceuticky a průmyslově relevantní problémy pomocí kombinace syntetických, spektroskopických, fyzikálních charakteristik a výpočetních metod. Mezi hlavní oblasti výzkumu v jeho laboratoři patří katalýza s kovy bohatými na Zemi, funkcionalizace dinitrogenu a vzájemná přeměna amoniaku s jeho prvky.[1][3]

Katalýza s kovy bohatými na Zemi

Jádrem Chirikova programu hojnosti kovů na Zemi je porozumění a manipulace toku elektronů a jeho aplikace při řešení moderních problémů. Vývojové úsilí je konkrétně zaměřeno na problémy ve farmaceutickém, aromatickém, vonném, petrochemickém a silikonovém průmyslu. Široký koncept katalýzy „kooperativity kov-ligand“ popularizovaný Chirikem, kde dochází současně ke změnám elektronů mezi kovem a podpůrným ligandem („redox-active limit“), vedl k vývoji katalyzátorů bohatých na Zemi na bázi železa a kobaltu pro asymetrickou hydrogenaci,[23] hydrosilylace,[24] a hydroborace[26] olefinů s vynikajícími aktivitami a selektivitou k jejich protějškům z drahých kovů, stejně jako katalyzátory pro bezprecedentní cykloadici[27][28] reakce.

Chirik také vyvinul katalyzátory bohaté na Zemi, které fungují v tradičnějším smyslu, kde ke změnám elektronů dochází výhradně na kovu („limit silného pole“) s uvážlivou volbou podpůrného ligandu. To vedlo k vývoji katalyzátorů pro asymetrickou hydrogenaci,[29][30][31] výměna vodík-izotop,[32][33] C – H borylace[34] a křížová spojka,[35] reakce, které mají pro farmaceutický průmysl obrovský význam.

Funkcionalizace dusíku a interkonverze amoniaku s jeho prvky

Chirik má také výzkumný program interkonverze amoniaku (NH3) s jeho složkami, N2 a H2. Dopředná reakce, kde N2 je přeměňován na amoniak a další produkty obsahující dusík s přidanou hodnotou je poháněn vysokou uhlíkovou stopou spojenou s průmyslovou syntézou amoniaku procesem Haber-Bosch, zatímco reverzní reakce, kdy se amoniak převádí zpět na své prvky, N2 a H2, je veden cílem vyvinout uhlíkově neutrální paliva.[36]

Společnost Chirik vyvinula nové způsoby přeměny molekulárního dusíku na produkty obsahující dusík s přidanou hodnotou a pomocí raných přechodových kovů s organickými ligandy vytvořila racionálně navržené koordinační prostředí.[37][38][39][40][41]

Použitím protonově vázaného přenosu elektronů (PCET) dokázal Chirik štěpit amoniak za vzniku H2 pomocí konceptu „oslabení způsobeného koordinací“.[42][43][44]

Ocenění

Reference

  1. ^ A b C „Paul Chirik | Princeton University Department of Chemistry“. chemie.princeton.edu.
  2. ^ A b C https://ecommons.cornell.edu/bitstream/1813/3196/1/CCB_074.pdf
  3. ^ A b C „Skupina Chirik“.
  4. ^ „Organometallics vítá nového šéfredaktora: Paul Chirik, Ph.D.“ Americká chemická společnost.
  5. ^ "Paul Chirik povede organometaliku | Chemické a technické novinky". cen.acs.org.
  6. ^ „Paul Chirik (PhD '00) jmenován redaktorem organometaliky“. Sdružení absolventů Caltech.
  7. ^ "Chirik jmenován novým šéfredaktorem Organometallics | Princeton University Department of Chemistry". chemie.princeton.edu.
  8. ^ „Paul Chirik: Arthur C. Cope Scholar Awardee | 9. března 2009, vydání - ročník 87, číslo 10 | Chemické a technické novinky“. cen.acs.org.
  9. ^ „Paul Chirik | Ceny Blavatnik pro mladé vědce“. blavatnikawards.org.
  10. ^ „Chirik, Paul J.“
  11. ^ „Nadace Dreyfus | Věnováno pokroku v chemických vědách“.
  12. ^ „Cornellův Paul Chirik získal národní cenu za výzkum“. Cornell Chronicle.
  13. ^ US EPA, OCSPP (7. června 2016). „Presidential Green Chemistry Challenge: 2016 Academic Award“. US EPA.
  14. ^ „Group Alumni | Merola Group | Virginia Tech“. www.merola.chem.vt.edu.
  15. ^ „Bývalí členové skupiny Bercaw“. chemistry.caltech.edu.
  16. ^ [1]
  17. ^ Chirik, Paul James (3. února 2000). „Účinky pomocného ligandu na základní transformace polymerace olefinů katalyzovaných metalocenem“. Kalifornský technologický institut - prostřednictvím Knih Google.
  18. ^ "Členové | Skupina Cummins". ccclab.mit.edu.
  19. ^ A b [2][trvalý mrtvý odkaz ]
  20. ^ Nadace, padající zdi. „Paul Chirik | Padající zdi“. FallingWalls.com.
  21. ^ „Nevinný ligand“. 11. prosince 2018 - prostřednictvím Wikipedie.
  22. ^ A b Bart, Suzanne C .; Lobkovský, Emil; Chirik, Paul J. (1. října 2004). „Preparation and Molecular and Electronic Structures of Iron (0) Dinitrogen and Silane Complexes and their Application to Catalytic Hydrogenation and Hydrosilation“. Journal of the American Chemical Society. 126 (42): 13794–13807. doi:10.1021 / ja046753t. PMID  15493939.
  23. ^ A b Monfette, Sebastien; Turner, Zoë R .; Semproni, Scott P .; Chirik, Paul J. (14. března 2012). „Enantiopure C1-Symetric Bis (imino) pyridine Cobalt Complexes for Asymetric Alken Hydrogenation“. Journal of the American Chemical Society. 134 (10): 4561–4564. doi:10.1021 / ja300503k. PMID  22390262.
  24. ^ A b Chirik, Paul J .; Delis, Johannes G. P .; Lewis, Kenrick M .; Nye, Susan A .; Weller, Keith J .; Atienza, Crisita Carmen Hojilla; Tondreau, Aaron M. (3. února 2012). „Železné katalyzátory pro selektivní hydromilylaci anti-Markovnikovova alkenu pomocí terciárních silanů“. Věda. 335 (6068): 567–570. Bibcode:2012Sci ... 335..567T. doi:10.1126 / science.1214451. PMID  22301315.
  25. ^ Rosner, Hillary (15. října 2012). „Moderní alchymie má železo fungující jako platina“ - přes NYTimes.com.
  26. ^ Obligacion, Jennifer V .; Chirik, Paul J. (26. prosince 2013). „Bis (imino) pyridinová kobaltem katalyzovaná alkenová izomerizace - hydroborace: Strategie pro dálkovou hydrofunkcionalizaci s terminální selektivitou“. Journal of the American Chemical Society. 135 (51): 19107–19110. doi:10.1021 / ja4108148. PMID  24328236.
  27. ^ Russell, Sarah K .; Lobkovský, Emil; Chirik, Paul J. (15. června 2011). „Intermolekulární [2π + 2π] cykloadice katalyzovaná železem“. Journal of the American Chemical Society. 133 (23): 8858–8861. doi:10.1021 / ja202992p. PMID  21598972.
  28. ^ Chirik, Paul J .; Tondreau, Aaron M .; Schmidt, Valerie A .; Hoyt, Jordan M. (28. srpna 2015). „Železem katalyzované intermolekulární [2 + 2] cykloadice neaktivních alkenů“. Věda. 349 (6251): 960–963. Bibcode:2015Sci ... 349..960H. doi:10.1126 / science.aac7440. PMID  26315433.
  29. ^ Chirik, Paul J .; Tudge, Matthew T .; Krska, Shane W .; Hoyt, Jordan M .; Shevlin, Michael; Friedfeld, Max R. (29. listopadu 2013). „Prekurzory kobaltu pro vysokovýkonný objev katalyzátorů pro hydrogenaci asymetrických alkenů z obecných kovů“. Věda. 342 (6162): 1076–1080. Bibcode:2013Sci ... 342.1076F. doi:10.1126 / science.1243550. PMID  24288328.
  30. ^ Borman, Stu. "Katalyzátory, které jsou méně drahé | 16. prosince 2013, vydání - ročník 91, číslo 50 | Chemické a technické novinky". cen.acs.org.
  31. ^ Chirik, Paul J .; Shevlin, Michael; Ruck, Rebecca T .; Zhong, Hongyu; Friedfeld, Max R. (25. května 2018). „Asymetrická hydrogenace enamidů katalyzovaná kobaltem umožněná redukcí s jedním elektronem“. Věda. 360 (6391): 888–893. Bibcode:2018Sci ... 360..888F. doi:10.1126 / science.aar6117. PMID  29798879.
  32. ^ Chirik, Paul J .; Pelczer, István; Rivera, Nelo; Hesk, David; Yu, Renyuan Pony (3. ledna 2016). "Železem katalyzovaná tritiace farmaceutik". Příroda. 529 (7585): 195–199. Bibcode:2016Natur.529..195P. doi:10.1038 / příroda16464. PMID  26762456.
  33. ^ "'Radioaktivní značení „umožňuje vědcům sledovat rozpad drog | Katedra chemie na Princetonské univerzitě ". chemie.princeton.edu.
  34. ^ Obligacion, Jennifer V .; Semproni, Scott P .; Chirik, Paul J. (19. března 2014). „Borylace katalyzovaná C – H kobaltem“. Journal of the American Chemical Society. 136 (11): 4133–4136. doi:10.1021 / ja500712z. PMID  24588541.
  35. ^ Neely, Jamie M .; Bezdek, Máté J .; Chirik, Paul J. (28. prosince 2016). „Pohled na transmetalaci umožňuje křížové propojení Suzuki – Miyaura s katalyzátorem kobaltem“. ACS Central Science. 2 (12): 935–942. doi:10,1021 / acscentsci.6b00283. PMC  5200927. PMID  28058283.
  36. ^ Vegge, Tejs; Nørskov, Jens K .; Christensen, Claus Hviid; Klerke, Asbjørn (7. května 2008). „Amoniak pro skladování vodíku: výzvy a příležitosti“. Journal of Materials Chemistry. 18 (20): 2304–2310. doi:10.1039 / B720020J.
  37. ^ „Výzkumníci UK najdou dlouho hledanou metodu fixace dusíku“. Cornell Chronicle.
  38. ^ "'Výzkumníci společnosti Cornell objevili pozoruhodnou chemickou transformaci, novou metodu pro přeměnu dusíku na amoniak. “. Cornell Chronicle.
  39. ^ „Chemici vytvářejí vazby dusík-uhlík, ale přeskakují amoniak“. Cornell Chronicle.
  40. ^ Chirik, Paul J .; Lobkovský, Emil; Knobloch, Donald J. (3. ledna 2010). „Štěpení a funkcionalizace dinitrogenem oxidem uhelnatým podporovaným komplexem hafnia“. Přírodní chemie. 2 (1): 30–35. Bibcode:2010NatCh ... 2 ... 30K. doi:10,1038 / nchem.477. PMID  21124377.
  41. ^ Semproni, Scott P .; Chirik, Paul J. (31. července 2013). „Syntéza nitridu hafnia bez báze z štěpení N2: univerzální platforma pro funkcionalizaci dinitrogenu“. Journal of the American Chemical Society. 135 (30): 11373–11383. doi:10,1021 / ja405477m. PMID  23829435.
  42. ^ Pappas, Iraklis; Chirik, Paul J. (18. března 2015). „Syntéza amoniaku hydrogenolýzou vazeb titanu a dusíku pomocí přenosu elektronů vázaných na protony“. Journal of the American Chemical Society. 137 (10): 3498–3501. doi:10.1021 / jacs.5b01047. PMID  25719966.
  43. ^ Chirik, Paul J .; Guo, Sheng; Bezdek, Máté J. (11. listopadu 2016). „Koordinací indukované oslabení amoniaku, vody a hydrazinových vazeb X – H v komplexu molybdenu“. Věda. 354 (6313): 730–733. Bibcode:2016Sci ... 354..730B. doi:10.1126 / science.aag0246. PMID  27846601.
  44. ^ Margulieux, Grant W .; Bezdek, Máté J .; Turner, Zoë R .; Chirik, Paul J. (3. května 2017). „Aktivace amoniaku, vývoj H2 a tvorba nitridů z komplexu molybdenu s chemicky a redoxně nevinným ligandem“. Journal of the American Chemical Society. 139 (17): 6110–6113. doi:10.1021 / jacs.7b03070. PMID  28414434.