Roy A. Periana - Roy A. Periana
Tento životopisný článek je psáno jako životopis.Srpna 2014) ( |
Roy A. Periana | |
---|---|
narozený | 1957 |
Národnost | NÁS |
Alma mater | University of Michigan, B.S. University of California, Berkeley, Ph.D. |
Známý jako | Funkcionalizace vazby CH |
Vědecká kariéra | |
Pole | Homogenní katalýza |
Instituce | Výzkumný ústav Scripps University of Southern California |
Doktorský poradce | Robert G. Bergman |
Vlivy | Henry Taube Andrew Streitwieser |
Roy A. Periana je Američan organokovový chemik.
Životopis
Časný život
Narodil se v Georgetown, Guyana v roce 1957. Po přestěhování do Spojených států po střední škole Periana studovala a získala titul B.S. v chemie na Michiganská univerzita v roce 1979. Poté pracoval v průmyslu na Dow Chemical Společnost v Midland, Michigan. V roce 1981 se vrátil na střední školu University of California Berkeley kde získal titul Ph.D. v roce 1985 pod Robert G. Bergman. Jeho práce s Bergmanem se zaměřila na vývoj románu rhodium komplexy, které procházejí aktivací vazby C-H a C-C alkany.[2][3] Jeho disertační práce byl nazván „Mechanismus oxidačního přidávání komplexů cyklopentadienyl-rhodium k vazbám uhlík-vodík a uhlík-uhlík“.
Kariéra
Po ukončení studia se Periana připojila k Monsanto Společnost jako výzkumný chemik. V roce 1988 se přestěhoval do Silicon Valley a připojil se k Catalytica, Inc. jako vedoucí týmu. O několik let později se jeho skupina odstěhovala ze společnosti Catalytica, Inc., aby vytvořila Catalytica Advanced Technologies s Perianou jako spoluzakladatelkou a viceprezidentkou pro výzkum. V roce 2000 přešla Periana na akademickou půdu. Přijal místo profesora chemie a člena Lokerského uhlovodíkového institutu na University of Southern California. Tam byl také ředitelem USC-Caltech -Chevron Corporation Konsorcium pro novou technologii katalýzy. V roce 2007 prof. Richard A. Lerner z Výzkumný ústav Scripps nabídl Prof. Perianě pozici profesora chemie a ředitele nového výzkumného střediska na Jupiter, Florida kampus Výzkumný ústav Scripps. V roce 2007 Scripps Energy & Materials Center bylo založeno jako centrum umožňující novou generaci chemie pro udržitelnou planetu.
CH4 a další uhlovodíky (N2, O2, H2O a CO2) patří mezi nejhojnější suroviny na Zemi. Konverze těchto malých molekul generuje většinu světové energie a materiálů a většinu CO2 emise. Vazby (síly), které drží atomy pohromadě ve všech těchto malých molekulách, patří mezi nejsilnější známé v chemii. I přes více než 75 let výzkumu nebyly vyvinuty chemikálie pro řízení a rozbití těchto vazeb při nižších teplotách. Výsledkem je, že současné technologie pro přeměnu těchto surovin jsou neúčinné a vedou k podstatně většímu emise, rychlejší vyčerpání zásob, vyšší náklady a větší závislost na ropa než je požadováno. Navrhování chemikálií nové generace, které mohou tyto vazby za mírných podmínek zlomit, může vést k nové generaci technologií, které budou podstatně efektivnější a nákladově efektivnější. To bude nezbytné pro udržitelnější planetu v 21. století. Zaměření výzkumu Periany je návrh nové chemie založené na molekulárních (také označovaných jako homogenní nebo jeden web) katalyzátory které mohou usnadnit štěpení silných vazeb těchto surovin. Jednou z hlavních oblastí zaměření velké části Perianiny kariéry byla selektivní, částečná oxidační přeměna metan (CH4, hlavní složka zemní plyn ) až methanolu (MeOH). Obecnou strategií, která se používá, je návrh molekulárních katalyzátorů, které fungují aktivací CH: reakce, při které může molekulární katalyzátor MX reagovat a štěpit RH vazbu za vzniku M-R meziproduktů za mírných podmínek s vysokou selektivitou. Kontinuální funkcionalizace těchto meziproduktů MR na produkty s regenerací MX vede k velmi účinnému katalytickému cyklu pro přímou, selektivní funkčnost alkanu.
Periana prokázala několik pracovních příkladů molekulárních katalyzátorů založených na elektrofilních Aktivace CH (generuje kladný náboj na C během štěpení CH), které působí v kyselina sírová (H2TAK4) převést metan na methyl bisulfát, sulfátový ester methanolu ve vysokém výtěžku a selektivitě. Dva nejvýznamnější příklady této práce zahrnovaly použití kationů Hg (II) [4] nebo Pt (bpym) Cl2 komplex.[5] Kromě zvýšení rychlosti, při které se CH vazba odštěpuje centrálně od úspěchu tohoto přístupu, bylo použití kyselého rozpouštědla jak k aktivaci katalyzátoru, tak k „ochraně“ alkoholového produktu protonačními reakcemi.
Periana publikovala článek v multidisciplinárním časopise Věda popisující použití hlavních skupin trifluoracetátových solí olova a thalia, které přeměňují proud zemního plynu (zahrnující metan, etan, a propan ) na příslušné estery trifluoracetátu.[6] Bylo zjištěno, že systém snadno vedl k rychlé oxidaci proudu zemního plynu při 180 ° C a byl schopen reagovat s proudem smíšeného plynu nebo s každým alkanu nezávisle.[7]
Od té doby rozšířil svou práci na Aktivace CH zkoumat použití bazických rozpouštědel k usnadnění aktivace silných vazeb. Základní strategií v tomto případě je vyvinout katalyzátory, které fungují nukleofilní aktivací CH, který na rozdíl od elektrofilní aktivace CH generuje během štěpení CH negativní náboj na uhlíku. Očekává se, že v tomto případě silně bazické rozpouštědlo může jak aktivovat katalyzátor, tak „chránit“ alkoholový produkt deprotonací. Toho se dosahuje pomocí nevinného ligandy které se účastní reakce protonací nebo deprotonací.[8][9] To umožnilo demonstraci prvního příkladu vodné aktivace CH zrychlené na bázi zahrnující použití Ru (IPI) Cl3 předkatalyzátor, kde IPI = 2,6-diimidizoylpyridin.[10] Tato strategie vedla k demonstraci aktivace CH pomocí Ru (II) (IPI) (OH)n(H2O)m komplex rozpuštěný ve vodném KOH. Jak se doufalo, bylo zjištěno, že rychlosti aktivace CH se zrychlují zvýšením [KOH].
Periana je v současné době ředitelkou Scripps Energy & Materials Center, (SEMC). Širokou vizí společnosti Periana pro SEMC je spojit všechny rozdílné dovednosti a odborné znalosti v aktivaci silných vazeb v malých molekulách CH4, N2, O2, H2O a CO2 pod jednou střechou s cílem vyvinout novou generaci čistých a nákladově efektivních technologií pro udržitelnou planetu v 21. století.
Ocenění a profesionální aktivity
Roy Periana se podílel na různých synergických činnostech:
- Spoluzakladatel a člen představenstva, Qateomix, Inc. Covina, CA.[když? ]
- Stipendium Japonské společnosti pro podporu vědy (JSPS), 2007
- Témata ze současné chemie. Editor svazků: Aktivace CH, 2005
- Seminaire Hors-Ville en Chimie Inorganique Švýcarsko, září 2001
- Catalytica Adv. Technologies, Inc. Spoluzakladatel a viceprezident 1994-2000
- Předseda Národního anorganického sympozia ACS v roce 1999
- Publikace ve vědě (1993, 1998, 2003 a 2014). Široké pokrytí v různých médiích: C&E News, Wall Street Journal, New York Times atd.
- Pozvaný řečník na konferencích Gordon Organometallic and Anorganic Reaction Mechanisism Concepts v letech 1993, 1997 a 1999
- Achievement Award, Monsanto Company, 1987 a 1988
- Graduate Scholastic Honour Society, U.C. Berkeley, 1983-1985
- Hlavní řečník na konferenci Bloomberg o energii v roce 1998
- Hlavní řečník v roce 1998, Zimmerman Organometallic Workshop
Reference
- ^ Hashiguchi, B.G .; Bischof, S.B .; Konnick, M. K.; Periana, R.A. (2012). "Navrhování katalyzátorů pro funkcionalizaci neaktivních vazeb C – H na základě aktivační reakce CH". Př. Chem. Res. 45 (6): 885–898. doi:10.1021 / ar200250r. PMID 22482496.
- ^ Periana, R.A .; Bergman, R.G. (1986). "Izomerace hydridoalkylrhodiových komplexů vytvořených oxidačním přídavkem rhodia na alkan-uhlík-vodíkové vazby. Důkaz o intermediciitě komplexů β2-alkanu". J. Am. Chem. Soc. 108 (23): 7332–7346. doi:10.1021 / ja00283a032.
- ^ Periana, R.A .; Bergman, R.G. (1986). "Uhlík-uhlík aktivace organických sloučenin s malým kruhem uspořádáním komplexů cykloalkylhydridorhodia na rhodacykloalkany. Syntéza metallacyklobutanů, včetně těch s terciární vazbou kov-uhlík, nukleofilní adicí na pi-allylové komplexy." J. Am. Chem. Soc. 108 (23): 7346–7355. doi:10.1021 / ja00283a033.
- ^ Periana, R.A .; Taube, D.J .; Evitt, E.R .; Loffler, D.G .; Wentrcek, P.R .; Voss, G .; Masuda, T. (1993). „Rtuťově katalyzovaný, vysoce výnosný systém pro oxidaci methanu na methanol“. Věda. 259 (5093): 340–343. Bibcode:1993Sci ... 259..340P. doi:10.1126 / science.259.5093.340. PMID 17832346. S2CID 21140403.
- ^ Periana, R. A .; Taube, D. J .; Gamble, S .; Taube, H .; Satoh, T .; Fujii, H. (1998). „Platinové katalyzátory pro vysoce výnosnou oxidaci methanu na derivát methanolu“. Věda. 280 (5363): 560–564. Bibcode:1998Sci ... 280..560P. doi:10.1126 / science.280.5363.560. PMID 9554841.
- ^ Hashiguchi, B.G .; Konnick, M. M.; Bischof, S.M .; Gustafson, S.J .; Devarajan, D .; Gunsalus, N .; Ess, D.H .; Periana, R.A. (2014). „Sloučeniny hlavní skupiny selektivně oxidují směsi methanu, etanu a propanu na alkoholové estery“. Věda. 343 (6176): 1232–1237. Bibcode:2014Sci ... 343.1232H. doi:10.1126 / science.1249357. PMID 24626925. S2CID 25107449.
- ^ „Klíč k další energetické revoluci“. Věda teď. 2014. http://news.sciencemag.org/chemistry/2014/03/key-next-energy-revolution
- ^ Crabtree, R.H. (2010). "Vytváření ligandů s více osobnostmi". Věda. 330 (6033): 455–456. Bibcode:2010Sci ... 330..455C. doi:10.1126 / science.1197652. PMID 20966237. S2CID 206529865.
- ^ Crabtree, R.H. (2011). "Multifunkční ligandy v katalýze na přechodném kovu". New J. Chem. 35: 18–23. doi:10.1039 / C0NJ00776E.
- ^ Hashiguchi, Brian G. (2010). „Zrychlení aktivace nukleofilních CH silně základními rozpouštědly“ (PDF). Journal of the American Chemical Society. 132 (36): 12542–12545. doi:10.1021 / ja102518m. PMID 20734988.