Antoniego Józefa Arduengo III - Anthony Joseph Arduengo III

Anthony J. Arduengo III
Zdjęcie AJ ​​Arduengo z czerwca '09 pracującego nad Elise z 2008 roku Saffron Yellow Lotus (California Edition). Tył Elise jest przedstawiony w tle, a samochód jest podnoszony na podnośniku hydraulicznym. Arduengo stoi przed samochodem wewnątrz konstrukcji windy. W prawej ręce trzyma klucz francuski i opiera się o poprzeczkę windy. Ma na sobie czarną podpalaną hawajską koszulę i uśmiecha się.
Urodzony 1952
Tampa , Floryda , USA,
Narodowość Stany Zjednoczone
Alma Mater Georgia Institute of Technology
Znany z Niezwykła wartościowość, chemia karbenowa
Nagrody Nagroda im. Aleksandra von Humboldta ;
Fellow- American Association for the Advancement of Science ;
Złoty Medal ICMGC za Doskonałość w Chemii Pierwiastków Grupy Głównej
Kariera naukowa
Pola Chemia nieorganiczna , chemia organiczna , Niezwykłe Valency
Instytucje Georgia Institute of Technology ;
uniwersytet w Alabamie ;
Technische Universität - Braunschweig ;
Centrum Badań DuPont ;
Uniwersytet Illinois
Doradca doktorski EM Burgess

Anthony Joseph Arduengo III jest profesorem praktyki w Georgia Institute of Technology , saksońskim emerytowanym profesorem chemii na Uniwersytecie Alabama , adiunktem w Instytucie Chemii Nieorganicznej Uniwersytetu Technologicznego w Brunszwiku w Niemczech oraz współzałożycielem StanCE koalicja na rzecz zrównoważonej chemii opartej na biomasie drzewnej ( Xylochemistry ). Wyróżnia się pracą nad związkami chemicznymi o niezwykłej wartościowości , zwłaszcza w dziedzinie badań karbenów stabilnych .

Wczesne życie

Anthony "Bo" Arduengo urodził się w 1952 roku w Tampa , na Florydzie . Dorastał w Atlanta , Georgia obszarze. Jego ojciec był dziennikarzem i mechanikiem w Atlanta Journal-Constitution i zaszczepił synowi zainteresowanie i umiejętności we wszystkich sprawach mechanicznych i naukowych. W wieku 16 lat on i jego ojciec zbudowali swój pierwszy samochód z różnych części. Samochód został zarejestrowany jako dopuszczony do ruchu drogowego i sprawny. Po pewnym przeprojektowaniu samochód został później przystosowany do zasilania alternatywnymi paliwami, w tym alkoholem i wodorem (co zapowiadało profesjonalne zaangażowanie Arduengo w badania naukowe w ramach Narodowej Inicjatywy Paliw Wodorowych Prezydenta Busha (HFI) z 2003 r. i Wydziału Chemicznego Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Program magazynowania wodoru o ponad 30 lat).

Edukacja

Arduengo uczęszczał do Bouldercrest i Meadowview Elementary Schools oraz Walker High School . W 1969 roku opuścił szkołę średnią, zapisując się do programu Georgia Tech's Joint Enrollment Program for High School Students (JEPHS). Uzyskał tytuł licencjata (1974, cum laude ) i doktora (1976) w Georgia Tech pod kierunkiem Edwarda M. Burgessa . Że wykonane z niego potomek akademicki z Justus von Liebig . Jako licencjat na Georgia Tech , Arduengo rozpoczął działalność badawczą w laboratorium profesora Charlesa L. Liotty. Otrzymał stypendia licencjackie NSF w 1972 i 1973, kiedy przeniósł się do badań w grupie Burgess .

Jako student, Arduengo był członkiem Georgia Tech Band i pełnił funkcję dyrektora wykonawczego i kapitana tej organizacji. W 1971 roku został wpisany do rozdziału jotę ΚΚΨ . W 1972 został podsłuchiwany przez Koło Alpha Eta z ΟΔΚ ; później pełnił funkcję sekretarza i prezesa lokalnego Koła.

Kariera

Arduengo był naukowcem naukowym w DuPont w latach 1976-1977 i 1984-1998 oraz adiunktem na Uniwersytecie Illinois w latach 1977-1984. Przeszedł na emeryturę z nauczania w 2018 roku i jest obecnie profesorem praktyki w School of Chemistry and Biochemistry w Georgia Institute of Technology , Saxon Krzesło Emeritusa Chemii Uniwersytetu Alabama , i posiada pozycję jako adiunkt na Technische Universität w Braunschweig , Niemcy .

W Centralnym Departamencie Badań i Rozwoju DuPont , Arduengo rozpoczął swoją karierę w Sekcji Nauk Chemicznych (1977 i po powrocie w 1984). W 1988 roku został kierownikiem naukowym . Przeprowadzce do sekcji Nauk o Polimerach w CR&D w 1991 roku towarzyszyło awansowanie na stanowisko Lidera Grupy . Jego ostatnie stanowisko w DuPont to Research Fellow, które osiągnął w 1995 roku. Nagroda im. Alexandra von Humboldta Senior Research Prize w 1996 roku zapoczątkowała powrót Arduengo do akademii. Jedna Nagroda Humboldt spędził w Braunschweig , Niemcy na Politechnice . Po powrocie do DuPont , Arduengo utrzymał gościnną nominację na profesora w Brunszwiku , aw 1999 r. przeniósł się na akademię w USA , obejmując katedrę saksońskiej katedry chemii na Uniwersytecie Alabama w Tuscaloosa .

Badania

Studia podyplomowe w Georgia Tech

Zainteresowania badawcze Arduengo skupiają się w dużej mierze na chemii nowych lub nietypowych aranżacji wiążących oraz niezwykłej walencji . Jako doktorant w grupie Burgess , jego badania obejmowały chemię pierwiastków organicznych , w szczególności ylidy tiokarbonylowe i niskokoordynacyjne hiperwartościowe związki siarki .

DuPont 1977

W 1977, kiedy dołączył do EI du Pont de Nemours and Company , Arduengo został członkiem grupy badawczej Howarda Simmonsa w CR&D . Pierwszy projekt badania jego udział trimetylosililowych estrów z kwasów nieorganicznych jako reagenty dla syntezy organicznej .

Uniwersytet Illinois 1978-1984

W Illinois Arduengo zbadał szerzej obszary chemii pierwiastków organicznych i molekuł zawierających niezwykłą wartościowość . Jego pierwsze publikacje dotyczące chemii karbenów z niedoborem elektronów pojawiły się w tym okresie. Ta praca z karbenami z niedoborem elektronów doprowadziła do pierwszych oznaczeń struktury ylidu nitrylowego i ylidu karbonylowego . Jego późniejsza praca z chemią karbenów stała się jego najbardziej rozpoznawalnym wkładem w dziedzinę chemii ( vide infra ). W latach Illinois Arduengo ściśle współpracował ze swoim kolegą JC Martinem, który był fizyko-organicznym chemikiem, pracującym również nad chemią i hiperwalencją pierwiastków organicznych . Wiele technicznych dyskusji między Martinem a Arduengo odbywało się podczas lunchu (wybór restauracji często miał wpływ na jakość serwetek do pisania struktur chemicznych). Aby ułatwić dyskusję na temat niezwykłych struktur molekularnych i wiązań dla centrów pierwiastków grupy głównej , Martin i Arduengo opracowali system nomenklatury NXL . Synteza i charakterystyka pierwszego związku z planarnym układem wiązań w kształcie litery T, 10 elektronów i 3 współrzędnych przy atomie fosforu , ADPO , została również dokonana przez grupę Arduengo w Illinois i utorowała drogę do szeregu nowych głównych chemia pierwiastków grupowych (w tym odkrycie inwersji krawędzi ) po powrocie do DuPont . Ostateczne badania Illinois przedłużyła nowo odkrytej ADPO chemię do arsenu analogowych ( ADAsO ).

DuPont 1984-1999

Po powrocie do DuPont w 1984 Arduengo wznowił pracę w CR&D i kontynuował badania nad niedawno odkrytą cząsteczką ADPO i powiązanymi strukturami. Ta linia badań okazała się niezwykle owocna i zaowocowała stałym ciągiem publikacji na temat nowych i nietypowych aranżacji łączących. ADPO chemiczne podobne, stanowi podstawę do wykrywania nowego procesu inwersji, krawędź inverson , który charakteryzowano w pełni, a modelowany na współpracy Arduengo David A. Dixon w firmie DuPont . Ponadto zespół DuPont zapewnił eksperymentalną weryfikację nowego szlaku inwersji w 3-koordynacyjnych centrach fosforu i 4-koordynacyjnej cząsteczce germanu.

Współpraca Arduengo z firmą DuPont obejmowała również szereg zastosowanych projektów, w tym elastyczną folię poliimidową Kapton- ZT, która jest szeroko stosowana w elektronice do elastycznych obwodów drukowanych, połączeń i izolacji. Badania Arduengo w DuPont często łączyły się z innymi jego hobby poza laboratorium; na przykład z samochodami sportowymi ( por. zdjęcie w ramce podsumowania powyżej). Przyczynił się do rozwoju powłok samochodowych o niskiej zawartości LZO , opracowując katalizatory dla nowatorskiej chemii sieciowania stosowanej przez DuPont Performance Coatings w farbach nowej generacji o niskiej zawartości LZO . Ostatecznie, wodorozcieńczalne powłoki DuPont zostaną zastosowane przez Lotus w swoich modelach Elise i Exige . Wysiłki Arduengo nad syntezą na skalę przemysłową katalizatorów do farb, nad którymi pracował, zapoczątkowały jego ponowne wejście w obszar chemii karbenów , ale tym razem miały to być karbeny nukleofilowe, a nie elektrofilowe . Obserwacja, że ​​syntezy katalizatorów dobrze tolerują różne warunki reakcji i podstawniki, skłoniła Arduengo do postulowania, że imidazol-2-ylideny, które były produktami pośrednimi w syntezach, muszą być znacznie bardziej stabilne niż pozwalała na to ówczesna wiedza konwencjonalna.

Gdy zaangażowanie Arduengo w program powłok samochodowych dobiegło końca, przedstawił kierownictwu CR&D propozycję wyizolowania tych pozornie stabilnych karbenów i zbadania ich składu chemicznego. Propozycja została mocno odrzucona z ostrzeżeniem, że z pewnością powinien był wiedzieć lepiej niż wysuwać taką sugestię w świetle długiej historii chemii karbenów, która mocno ugruntowała je jako reaktywne związki pośrednie , których nie można wyodrębnić jako stabilne jednostki. Jednak Arduengo (już dobrze znający historię) miał pod ręką materiały wyjściowe do chemii i postanowił kontynuować eksperymenty. „Ryzyka Arduengo opłaciła się. W 1991 roku, ponad 150 lat po pierwszej próbie…” w laboratoriach DuPont wyizolowano i scharakteryzowano stabilny krystaliczny karben . Po pierwszej udanej reakcji na wyprodukowanie stabilnego karbenu , Arduengo zdobyło poparcie kierownictwa DuPont i kontynuowano badania w tej dziedzinie. Wytworzono i scharakteryzowano karbeny zawierające różne grupy podstawnikowe. Nasycone imidazolin-2-ylideny, które były szeroko badane przez Hansa-Wernera Wanzlicka trzydzieści lat wcześniej (bez izolacji), okazały się teraz również wystarczająco stabilne, aby izolować z odpowiednimi podstawnikami w azocie. Wyprodukowano stabilny powietrznie karben. Chemia, aby objąć tiazol-2-ylidenes (Przypuszcza istnieć w 1957 jako reaktywny związek pośredni w witaminy B 1 katalitycznego cyklu , ale nie izolowane przez 40 lat). Imidazol-2-ylideny zostały szczegółowo scharakteryzowane na podstawie ich właściwości NMR , spektroskopii fotoelektronowej i dokładnego eksperymentalnego mapowania gęstości elektronowej za pomocą technik dyfrakcji rentgenowskiej i neutronowej .

Charakterystyka grupy Arduengo jest od stabilnych karbenów została uzupełniona o szerokim zakresie eksploracji ich chemii. Ta nowa chemia obejmowała reakcje karbenowe z licznymi centrami pierwiastków, w tym jodem , glinem , miedzią , srebrem , magnezem , cynkiem , germanem , niklem , platyną , lantanowcami i wodorem w postaci kompleksu bis(karben)-proton . Badania Arduengo z 1996 r. odzwierciedlają również jego interakcję z gospodarzem , który otrzymał nagrodę naukową im. Aleksandra von Humboldta , profesora Reinharda Schmutzlera. Jego chemia karbenowa przeprowadzona w Brunszwiku obejmowała badania reaktywności imidazol-2-ylidenów z fluorowanymi związkami nieorganicznymi. Nowe struktury zawarte karben • phenyltetrafluorophosphorane , karbenowy • PF 5 , karbenowy • AsF 5 , karbenowy • SbF 5 i karbenowy • BF 3 addukty. Końcowe czynności Arduengo jest na karbenów z DuPont zawarte Synteza i charakterystyka karbenu · metali ziem alkalicznych , karben • antymonu , karben • kadmu i karbenowe • litu adduktów. Reakcje karbenów z phosphinidenes odnotowano również z laboratorium Arduengo w reakcji oprócz insercji imidazolin-2-ylidenes .

W 1998 roku Arduengo i współpracownicy dokładnie przeanalizowali wcześniejsze próby produkcji stabilnych karbenów w laboratorium Wanzlicka w świetle wiedzy i doświadczenia zdobytego podczas ostatnich udanych eksperymentów w DuPont. Chociaż można było oczekiwać, że większość prac Wanzlicka dotyczących nasyconych imidazolin-2-ylidenów da dimery przy braku obszernych podstawników na azocie, pojedynczy (nienasycony) imidazol-2- yliden , 1,3,4,5-tetrafenyloimidazol -2-yliden pozostał przykładem karbenu, który mógł (powinien) być izolowalny. Ponowne zbadanie oryginalnej procedury Wanzlicka zidentyfikowało kilka kluczowych cech eksperymentalnych, które mogłyby przeszkadzać pierwotnym badaczom. Po naprawieniu tych problemów naukowcy z DuPont byli w stanie wyizolować docelowy karben i w pełni go scharakteryzować, łącznie z określeniem struktury rentgenowskiej. W hołdzie dla Hansa-Wernera Wanzlicka wyniki te zostały opublikowane pod tytułem „1,3,4,5-Tetraphenylimidazol-2-ylidene: The Realization of Wanzlick's Dream”.

Uniwersytet Alabamy 1999–2020

Na Uniwersytecie w Alabamie badania prowadzone w laboratorium Arduengo skupiły się na ulepszeniu podstawowej struktury imidazol-2-ylidenów poprzez efekty podstawnikowe prowadzące do nowych związków, takich jak skondensowany cyklopentadienyl imidazol-2-yliden. Badania nad niezwykłą wartościowością w difosfacyklobutano-2,4-diylach zostały zgłoszone przez grupę Arduengo we współpracy z profesorami Masaaki Yoshifuji i Shigekazu Ito. Arduengo kieruje również programami badawczymi w zakresie chemicznego magazynowania wodoru i nieliniowych materiałów optycznych . W 2015 roku wraz z profesorem Tillem Opatzem (Johannes Gutenberg Universität-Mainz) Arduengo założył koalicję StanCE na rzecz zrównoważonej chemii opartej na biomasie drzewnej ( Xylochemistry ).

Georgia Tech 2020–obecnie

W czerwcu 2020 Arduengo powrócił na swoją macierzystą uczelnię jako profesor praktyki. Jego badania w zakresie chemii karbenów są kontynuowane wraz z wysiłkami na rzecz zrównoważonej chemii Instytutu Leków dla Wszystkich oraz partnerstwa w celu rozwiązania problemu repatriacji krytycznej technologii produkcji chemicznej do wybrzeży USA.

Nagrody

Bibliografia

Linki zewnętrzne