Anthony Joseph Arduengo, III

Anthony Joseph Arduengo III, Georgia Teknoloji Enstitüsü'nde Uygulama Profesörü, Alabama Üniversitesi'nde Sakson Kimya Profesörü Emeritus, Almanya'daki Braunschweig Teknoloji Üniversitesi İnorganik Kimya Enstitüsü'nde yardımcı profesör ve StanCE'nin kurucu ortağıdır. Odunsu biyokütleye dayalı sürdürülebilir kimya koalisyonu, özellikle kararlı karben araştırması alanında, olağandışı değerliliğe sahip kimyasal bileşikler üzerine yaptığı çalışmalarla dikkat çekiyor.
Erken dönem hayatı
Anthony "Bo" Arduengo 1952'de Tampa, Florida'da doğdu. Atlanta, Georgia bölgesinde büyüdü. Babası, Atlanta Journal-Constitution'da matbaacı ve tamirciydi ve oğluna mekanik ve bilimsel olan her şeye ilgi ve beceri aşıladı. 16 yaşına geldiğinde babasıyla birlikte çeşitli parçalardan ilk arabasını yapmıştı. Araba trafiğe çıkmaya uygun ve yasal olarak trafiğe çıkabilir olarak tescil edildi. Bazı yeniden mühendislik işlemleriyle, araba daha sonra alkol ve hidrojen de dahil olmak üzere alternatif yakıtlarla çalışacak şekilde donatıldı (bu, Arduengo'nun Başkan Bush'un 2003 Ulusal Hidrojen Yakıt Girişimi (HFI) ve Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı Kimyasal Hidrojen Depolama Programı'na 30 yılı aşkın bir süreliğine katılımının habercisiydi).
Eğitimi
Arduengo, Bouldercrest ve Meadowview İlköğretim Okullarına ve Walker Lisesi'ne gitti. 1969'da Georgia Tech'in Lise Öğrencileri için Ortak Kayıt Programına (JEPHS) kaydolarak liseden ayrıldı. Lisans derecesini (1974, üstün başarıyla ) ve doktora derecesini (1976) Edward M. Burgess'in danışmanlığında Georgia Tech'te aldı. Bu onu Justus von Liebig'in akademik soyundan biri yaptı. Georgia Tech'te lisans öğrencisi olan Arduengo'nun araştırma faaliyetleri Profesör Charles L. Liotta'nın laboratuvarında başladı. Burgess grubunda araştırma yapmak üzere taşındığı 1972 ve 1973 yıllarında NSF lisans bursları ile ödüllendirildi.
Arduengo, lisans öğrencisi olarak Georgia Tech Band'ın bir üyesiydi ve bu organizasyonda İcra Kurulu Başkanı ve Kaptan olarak görev yaptı. 1971'de ΚΚΨ'nin Iota bölümüne alındı. 1972'de ΟΚ'nin Alfa Eta Çemberi tarafından üyeliğe kabul edildi; daha sonra yerel Çevrede Sekreter ve Başkan olarak görev yaptı.
Kariyeri
Arduengo, 1976'dan 1977'ye ve 1984'ten 1998'e kadar DuPont'ta araştırma bilimcisi olarak çalıştı ve 1977'den 1984'e kadar Illinois Üniversitesi'nde yardımcı doçent olarak 2018 yılında öğretim hayatından emekli oldu ve şu anda Georgia Teknoloji Enstitüsü Kimya ve Biyokimya Okulu'nda Uygulama Profesörü, Alabama Üniversitesi Saxon Fahri Kimya Bölümü Başkanıdır ve Technische Universität'ta anlaşmalı profesör olarak görev yapmaktadır. Braunschweig, Almanya.
Arduengo, DuPont'un Merkezi Araştırma ve Geliştirme Departmanında kariyerine Kimya Bilimleri Bölümünde başladı (1977 ve 1984'te geri döndü). 1988 yılında Araştırma Lideri olarak atandı. 1991 yılında CR&D' nin Polimer Bilimi bölümüne geçiş, Grup Liderliğine terfiyle birlikte gerçekleşti. DuPont'taki son pozisyonu 1995 yılında Araştırma Kıdemlisi olarak elde ettiği pozisyondu. 1996 yılında Alexander von Humboldt Kıdemli Araştırma Ödülü'nün verilmesi, Arduengo'nun akademiye geri dönüşünü başlattı. Humboldt ödülünün bir yılı Almanya'nın Braunschweig kentindeki Teknik Üniversite'de geçti. Arduengo, DuPont'a döndüğünde Braunschweig'de misafir Profesör olarak görev yapmaya devam etti ve 1999'da Tuscaloosa'daki Alabama Üniversitesi'nde Saksonya Kimya Kürsüsü görevini üstlenerek ABD'deki akademiye geçiş yaptı.
Araştırmaları
Georgia Tech'te lisansüstü araştırması
Arduengo'nun araştırma ilgi alanları büyük ölçüde yeni veya olağandışı bağlanma düzenlemelerinin kimyası ve olağandışı değerlik üzerine odaklanmaktadır. Burgess grubundaki bir yüksek lisans öğrencisi olarak araştırması, organo- ana grup element kimyasını, özellikle tiyokarbonil ilidleri ve düşük koordinatlı hipervalent kükürt bileşiklerini içeriyordu.
DuPont 1977
1977'de EI du Pont de Nemours and Company'ye katıldığında Arduengo, CR&D' de Howard Simmons'ın keşif kimyası grubunun bir üyesi oldu. İlk araştırma projesi, organik sentez için reaktif olarak inorganik asitlerin trimetilsilil esterlerini içeriyordu.
Illinois Üniversitesi 19781984
Illinois'de Arduengo, organo- ana grup element kimyası alanlarını ve olağandışı değerlik içeren molekülleri daha geniş bir şekilde inceledi. Elektron eksikliği olan karbenlerin kimyasını içeren ilk yayınları bu dönemde gerçekleşti. Elektron eksikliği olan karbenlerle yapılan bu çalışma, bir nitril ilid ve bir karbonil ilid üzerinde ilk yapı tespitlerine yol açmıştır. Karben kimyası ile ilgili daha sonraki çalışmaları kimya alanına yaptığı en tanınmış katkı olacaktır ( aşağıya bakın ). Illinois yıllarında Arduengo, aynı zamanda organo- ana grup element kimyası ve hipervalans üzerinde çalışan fiziksel-organik kimyager meslektaşı JC Martin ile yakın bir işbirliği içindeydi. Martin ve Arduengo arasındaki teknik tartışmaların çoğu öğle yemeğinde gerçekleşiyordu (restoran seçimi genellikle kimyasal yapıları yazmak için kullanılan peçetelerin kalitesinden etkileniyordu). Ana grup element merkezleri için alışılmadık moleküler yapılar ve bağlanma hakkındaki tartışmaları kolaylaştırmak için Martin ve Arduengo, NXL terminoloji sistemini tasarladı. Bir fosfor atomunda ADPO) düzlemsel T-şekilli, 10- elektronlu 3- koordinatlı bağlanma düzenine sahip ilk bileşiğin sentezi ve karakterizasyonu da Illinois'deki Arduengo grubu tarafından gerçekleştirilmiş ve DuPont'a dönüşünde yeni ana grup element kimyası ( kenar ters çevrilmesinin keşfi dahil). bir dizi araştırma için yol açmıştır. Son Illinois araştırması, yeni keşfedilen ADPO kimyasını arsenik analoğuna ( ADAsO ) kadar genişletti.
DuPont 19841999
1984 yılında DuPont'a döndükten sonra Arduengo, CR&D' deki görevine devam etti ve yakın zamanda keşfedilen ADPO molekülü ve ilgili yapılar üzerinde araştırma yapmaya devam etti. Bu araştırma dizisinin son derece verimli olduğu kanıtlandı ve yeni ve olağandışı bağlanma düzenlemeleri üzerine sürekli bir dizi yayınla sonuçlandı. ADPO ile ilgili kimya, DuPont'ta Arduengo ve David A. Dixon'ın ortak çalışmasıyla tamamen karakterize edilen ve modellenen yeni bir ters çevirme işleminin, kenar ters çevirmenin keşfi için bir temel oluşturdu. Ayrıca DuPont ekibi, 3 koordinatlı fosfor merkezlerinde ve 4 koordinatlı germanyum molekülünde yeni inversiyon yolunun deneysel doğrulamasını sağladı.
Arduengo'nun DuPont ile yaptığı çalışmalar arasında elektronikte esnek baskılı devreler, bağlantılar ve izolasyon için yaygın olarak kullanılan esnek poliimid film Kapton -ZT'nin de bulunduğu bir dizi uygulamalı proje yer alıyordu. Arduengo'nun DuPont'taki araştırması sıklıkla laboratuvar dışındaki diğer hobileriyle birleşiyordu; örneğin spor arabalarda (yukarıdaki özet kutusundaki fotoğrafa bakın ). DuPont Performans Mantolama tarafından yeni nesil düşük VOC boyalarında kullanılan yeni bir çapraz bağlanma kimyası için katalizörler tasarlayarak, düşük VOC'li otomotiv kaplamalarının geliştirilmesine katkıda bulundu. Sonunda DuPont su bazlı performans kaplamaları Lotus tarafından Elise ve Exige modellerinde kullanılacaktı. Arduengo'nun üzerinde çalıştığı boyalar için katalizörlerin endüstriyel ölçekte sentezlenmesine yönelik çabası onun karben kimyası alanına yeniden girişini başlatacaktı, ancak bu sefer bu elektrofilik karbenler olmaktan ziyade nükleofilik olacaktı. Katalizör sentezlerinin çeşitli reaksiyon koşullarına ve ikame edicilere karşı iyi toleranslı olduğu gözlemi, Arduengo'nun sentezlerde ara maddeler olan imidazol-2-ilidenlerin o zamanki geleneksel anlayışın izin verdiğinden çok daha kararlı olması gerektiğini varsaymasına yol açtı.
Arduengo'nun otomotiv kaplama programına katılımı sona erdiğinde, CR&D yönetimine görünüşte stabil olan bu karbenleri izole etmek ve kimyalarını incelemek için bir teklif sundu. Teklif, karben kimyasının, onları kararlı varlıklar olarak izole edilemeyecek reaktif ara maddeler olarak kesin bir şekilde ortaya koyan uzun geçmişinin ışığında, böyle bir öneride bulunmaktan kesinlikle daha iyisini bilmesi gerektiği uyarısıyla, sağlam bir şekilde reddedildi. Ancak Arduengo (zaten tarihin çok iyi farkındaydı) kimya için başlangıç malzemelerine sahipti ve deneylere devam etmeye karar verdi. "Arduengo'nun kumarı meyvesini verdi. 1991 yılında, ilk denemeden 150 yıldan fazla süre sonra..." DuPont'taki laboratuvarlarda kararlı bir kristal karben izole edildi ve karakterize edildi. Kararlı bir karben üretmek için ilk başarılı reaksiyonun ardından Arduengo, DuPont yönetiminin desteğini kazandı ve bu alandaki araştırmalar devam etti. Çeşitli ikame gruplarını taşıyan karbenler hazırlandı ve karakterize edildi. Hans-Werner Wanzlick tarafından otuz yıl önce (izolasyon olmadan) kapsamlı bir şekilde araştırılan doymuş imidazolin-2-ilidenlerin artık nitrojende uygun ikame edicilerle izole edilmeye yetecek kadar stabil olduğu da gösterildi. Havaya dayanıklı bir karben üretildi. Kimya, tiyazol-2-ilidenleri (1957'de B1 vitamini katalitik döngüsünde reaktif bir ara ürün olarak var olduğu tahmin edilen, ancak 40 yıldır izole edilmeyen) içerecek şekilde genişletildi. İmidazol-2-ilidenler, NMR özellikleri, foto-elektron spektroskopisi, ve X-ışını ve nötron kırınım teknikleriyle tam deneysel elektron yoğunluğu haritalaması ile kapsamlı bir şekilde karakterize edildi.
Arduengo grubunun kararlı karbenlerin karakterizasyonu, kimyalarının geniş kapsamlı bir incelemesiyle tamamlandı. Bu yeni kimya, iyot, alüminyum, bakır, gümüş, magnezyum, çinko, germanyum, nikel dahil olmak üzere çok sayıda element merkezi ile karben reaksiyonlarını içeriyordu. , platin, lantanitler, ve bis(karben)-proton kompleksi formundaki hidrojen. Arduengo'nun 1996'daki araştırması aynı zamanda Alexander von Humboldt Araştırma Ödülü'ne ev sahipliği yapan Profesör Reinhard Schmutzler ile olan etkileşimini de yansıtıyor. Braunschweig'de yürüttüğü karben kimyası, imidazol-2-ilidenlerin florlu inorganik bileşiklerle reaktivite çalışmalarını içeriyordu. Yeni yapılar arasında karben feniltetraflorofosforan, karben PF5, karben AsF5, karben SbF5, ve karben BF3 katkı maddeleri yer alıyordu. Arduengo'nun DuPont'ta karbenler üzerine yaptığı son çalışma, karben alkalin toprak metali, karben antimon, karben kadmiyum, ve karben lityum katkı maddelerinin sentezini ve karakterizasyonunu içeriyordu. Arduengo'nun laboratuvarında imidazolin-2-ilidenlerin katılma reaksiyonlarına ek olarak karbenlerin fosfinidenlerle reaksiyonları da rapor edilmiştir.
1998 yılında Arduengo ve iş arkadaşları, DuPont'taki son başarılı deneylerden elde edilen bilgi ve deneyimin ışığında, Wanzlick'in laboratuvarında stabil karbenler üretmeye yönelik daha önceki girişimleri dikkatle yeniden incelediler. Her ne kadar Wanzlick'in doymuş imidazolin-2-ilidenler üzerindeki çalışmasının çoğunluğunun nitrojen üzerinde hacimli ikame edicilerin yokluğunda dimerler vermesi beklense de, tek bir (doymamış) imidazol-2-iliden, 1,3,4,5-tetrafenilimidazol -2-iliden, izole edilebilir (olması gereken) bir karben örneği olarak kaldı. Wanzlick'in orijinal prosedürünün yeniden incelenmesi, orijinal araştırmacıları engelleyebilecek bazı temel deneysel özellikleri belirledi. Bu sorunların düzeltilmesiyle DuPont bilim adamları, hedef karbeni izole edebildiler ve onu X-ışını yapısı tespiti de dahil olmak üzere tam olarak karakterize edebildiler. Hans-Werner Wanzlick'e saygı duruşu niteliğindeki bu sonuçlar, "1,3,4,5-Tetrafenilimidazol-2-ylidene: Wanzlick'in Rüyasının Gerçekleşmesi" başlığı altında yayınlandı.
Alabama Üniversitesi 19992020
Alabama Üniversitesi'ndeki Arduengo laboratuvarındaki araştırmalar, siklopentadienil ile kaynaşmış imidazol-2-iliden gibi yeni bileşiklere yol açan ikame etkileri yoluyla imidazol-2-ilidenlerin temel yapısında yapılan iyileştirmelere odaklandı. Profesör Masaaki Yoshifuji ve Shigekazu Ito ile işbirliği içinde Arduengo grubunun difosfasiklobütan-2,4-diillerdeki olağandışı değerliğe ilişkin araştırmaları rapor edildi. Arduengo aynı zamanda Kimyasal Hidrojen Depolama ve doğrusal olmayan optik malzemelere yönelik araştırma programlarını da yönetmektedir. 2015 yılında Profesör Till Opatz (Johannes Gutenberg Universität-Mainz) ile birlikte Arduengo, odunsu biyokütleye ( Xylochemistry ) dayalı sürdürülebilir kimya için StanCE koalisyonunu kurdu.
Georgia Tech 2020 günümüz
Haziran 2020'de Arduengo, Uygulama Profesörü olarak mezun olduğu okula geri döndü. Karben kimyası alanındaki araştırması, Herkes için İlaçlar Enstitüsü'nün sürdürülebilir kimyasını destekleme çabalarıyla ve kritik kimyasal üretim teknolojisinin ABD kıyılarına geri gönderilmesini ele alan bir ortaklıkla birlikte burada devam etmektedir.
Ödülleri
Charles M. Knight Öğretim Görevlisi, Akron Üniversitesi, Nisan 2013.
Amerikan Bilimi İlerletme Derneği Üyesi, Ekim 2007
Walter J. Chute Öğretim Görevlisi 19992000.
Uluslararası Ana Grup Kimya Konseyi'nden "Ana Grup Kimya Araştırmasında Mükemmellik" Altın Madalyası, 1996
Alexander von Humboldt Kıdemli Araştırma Ödülü, 1996
NSF Lisans Bursu, 1972, 1973