Articulo de referencia

Robert H. Crabtree

[[Centenary Prize]] (2013)"},"fields":{"wt":"[[Organometallic chemistry]]"},"workplaces":{"wt":"[[Yale University]] [[Institut de Chimie des Substances Naturelles]]"},"education...

Robert Howard Crabtree [ 2 ] (nacido el 17 de abril de 1948) es un químico británico y estadounidense . Actualmente es Profesor Emérito Conkey P. Whitehead de Química en la Universidad de Yale , Estados Unidos. Es ciudadano estadounidense naturalizado. [ 3 ] Crabtree es particularmente conocido por su trabajo sobre el " catalizador de Crabtree " para hidrogenaciones y por su libro de texto sobre química organometálica . [ 4 ] [ 5 ]

Educación

Robert Howard Crabtree estudió en el Brighton College (1959-1966) y obtuvo una licenciatura en Artes por la Universidad de Oxford , donde fue alumno del New College en 1970, bajo la tutela de Malcolm Green . Recibió su doctorado por la Universidad de Sussex en 1973, bajo la supervisión de Joseph Chatt . [ 6 ]

Carrera

Tras obtener su doctorado, Crabtree fue investigador postdoctoral con Hugh Felkin en el Institut de Chimie des Substances Naturelles en Gif-sur-Yvette , cerca de París. Fue becario postdoctoral (1973-1975) y luego adjunto de investigación (1975-1977). Al final de ese período, fue encargado de investigación. En 1977, Crabtree aceptó una cátedra de profesor asistente de Química Inorgánica en la Universidad de Yale . Fue profesor asociado de 1982 a 1985 y catedrático de 1985 a 2021. [ 7 ] En su jubilación, ahora es profesor emérito de química. [ 8 ]

Cargos editoriales y obras publicadas

  • La química organometálica de los metales de transición (7 ediciones) ( ISBN) 978-1119465881)
  • Sección de Química Inorgánica (editor) Enciclopedia de Química Inorgánica (1992–1994)
  • Editor asociado de New Journal of Chemistry (1998–2003)
  • Editora en jefe de Comprehensive Organometallic Chemistry III (2004-presente)
  • Editora jefe de la Enciclopedia de Química Inorgánica (2004-presente)
  • Consejo editorial regional de Science (2006-presente)
  • Química de los metales de transición (2009)
  • Manual de Química Verde – Catálisis Verde (2009) (coautor)

Premios y distinciones

Investigación

Hidrogenación

Crabtree es reconocido por su influyente trabajo en hidrogenación , particularmente por sus contribuciones al desarrollo del catalizador de Crabtree . [ 11 ] Este catalizador, que utiliza iridio como metal activo, muestra una eficiencia, regio- y estereoselectividad excepcionales en las reacciones de hidrogenación. Cabe destacar que, cuando el terpinen-4-ol se hidrogena, el catalizador de Crabtree exhibe una notable preferencia de 1000:1 por la adición de hidrógeno a la cara del sustrato que contiene el grupo OH. En contraste, la reacción de hidrogenación con paladio sobre carbono solo alcanza una relación de selectividad de 20:80. La quelación del alcohol al catalizador es evidente por la identificación de un complejo catalizador-sustrato que involucra norborneno-2-ol. [ 12 ] [ 13 ]

Hidrogenación selectiva de terpinen-4-ol utilizando el catalizador de Crabtree.
Deshidrogenación estequiométrica de alcanos, concretamente de ciclooctano, utilizando terc-butiletileno como aceptor de hidrógeno.

Durante sus primeras investigaciones, Crabtree también se centró en la activación del enlace C–H . [ 14 ] La contribución pionera de Crabtree en esta área fue revertir las reacciones de hidrogenación que había desarrollado previamente, particularmente en la deshidrogenación estequiométrica de alcanos . Utilizó terc-butiletileno como aceptor de hidrógeno para facilitar la liberación de hidrógeno durante la deshidrogenación del ciclooctano , formando ciclooctadieno ligado . Este descubrimiento demostró uno de los primeros casos de activación intermolecular de C–H utilizando un complejo metálico homogéneo . Este logro desempeñó un papel importante en su obtención de la titularidad y su éxito académico.

Una nueva forma de enlace de hidrógeno

Enlaces de hidrógeno no convencionales en complejos de hidruros de metales de transición.

Otra parte de la investigación de Crabtree se centra en una nueva forma de enlace de hidrógeno que involucra hidruros metálicos , lo que resulta en interacciones de enlace no convencionales. [ 15 ] [ 16 ] Los enlaces de hidrógeno tradicionales presentan un donador de hidrógeno protónico y un aceptor electronegativo , mientras que los descubrimientos de Crabtree incluyen electrones π de anillos aromáticos como aceptores más débiles en enlaces de hidrógeno X–H···π (X = N, O). Sorprendentemente, Crabtree también observó enlaces σ Y–H (Y = B o metal) que actúan como aceptores, lo que lleva a estructuras X–H···H–Y con distancias H···H significativamente más cortas en comparación con los contactos típicos. Conocidas como "enlaces de dihidrógeno", estas interacciones exhiben longitudes de enlace de aproximadamente 1,8 Å, en contraste con la longitud H···H regular de 2,4 Å. Los hallazgos de Crabtree arrojan luz sobre la naturaleza diversa del enlace de hidrógeno, con implicaciones para la comprensión de las estructuras moleculares y el diseño de catalizadores con propiedades a medida.

Introducción de los carbenos mesoiónicos (MIC)

Complejo de iridio con coordinación C4 de imidazolilideno en la catálisis de hidrogenación por transferencia.

Crabtree ha realizado importantes contribuciones al campo de la química de carbenos , particularmente en la exploración de carbenos mesoiónicos (MIC), también conocidos como "carbenos anormales". Estos carbenos ofrecen ventajas como sistemas de ligandos en complejos organometálicos y aplicaciones catalíticas. A diferencia de los imidazolilidenos coordinados en C2, los carbenos mesoiónicos poseen únicamente estructuras de resonancia electrónica con separación de carga , lo que permite una mayor adaptabilidad a los centros metálicos dentro de los ciclos catalíticos . Crabtree ha desarrollado métodos novedosos para generar y aislar carbenos anormales, proporcionando información sobre sus estructuras y estabilidad en diferentes condiciones. Cabe destacar que introdujo el primer ejemplo de un complejo de carbeno anormal que incorpora un complejo de iridio con un imidazolilideno coordinado en C4, el cual encontró aplicación en la catálisis de hidrogenación por transferencia. [ 17 ]

Dímeros de di-μ-oxo de manganeso para la evolución del oxígeno

Dímeros de di-μ-oxo de manganeso involucrados en la evolución del O2 como modelo funcional para la oxidación fotosintética del agua.

La investigación de Crabtree ha aportado avances significativos a nuestra comprensión de la formación del enlace O–O dentro de los dímeros de manganeso di-μ-oxo involucrados en la evolución del oxígeno . [ 18 ] [ 19 ] A través de sus investigaciones, ha propuesto una solución simplificada para el mecanismo de reacción responsable de la generación de oxígeno mediante la reacción de un dímero de manganeso di-μ-oxo con NaClO . La oxidación del dímero IV/IV da como resultado la producción de un dímero Mn(V)=O. Posteriormente, la formación del enlace O–O podría ocurrir potencialmente a través de un ataque nucleofílico de OH– sobre el grupo oxo. Los experimentos de marcaje isotópico con oxígeno-18 han demostrado que los átomos de oxígeno en el oxígeno molecular evolucionado provienen del agua . Este sistema sirve, por lo tanto, como un modelo funcional para la oxidación fotosintética del agua.

Crabtree ha realizado importantes contribuciones en la activación de enlaces C–H , la oxidación del agua y la hidrogenación . Su enfoque consiste en seleccionar proyectos únicos, realizar experimentos críticos iniciales, abordar diferentes problemas, desarrollar catalizadores estables al aire y divulgar información a través de sus escritos.

Referencias

  1. "Crabtree imparte la prestigiosa conferencia del Premio Franco-Estadounidense de Química | Departamento de Química" .
  2. 1 2 "Robert Crabtree" . royalsociety.org .
  3. Página web de la facultad de Yale . Consultado el 21 de septiembre de 2014.
  4. Página principal del Laboratorio Crabtree , ursula.chem.yale.edu. Consultado el 21 de septiembre de 2014.
  5. Crabtree, Robert H., ed. (2014). La química organometálica de los metales de transición . doi : 10.1002/9781118788301 . ISBN 978-1-118-13807-6.
  6. Crabtree, Robert Howard (1973). Formación de aductos y carácter básico de complejos de dinitrógeno de metales de transición (tesis doctoral). Universidad de Sussex. EThOS uk.bl.ethos.452454 . Archivado del original el 16 de junio de 2018. Recuperado el 16 de junio de 2018 . 
  7. Dobereiner, Graham E.; Hazari, Nilay; Schley, Nathan D. (8 de febrero de 2021). "Pioneros e influyentes en la química organometálica: la trayectoria del profesor Robert Crabtree a través de un viaje inusual a la Ivy League" . Organometallics . 40 (3): 295– 301. doi : 10.1021/acs.organomet.0c00797 . ISSN 0276-7333 . S2CID 234003600 .  
  8. "Robert Crabtree | Departamento de Química" . chem.yale.edu . Consultado el 21 de noviembre de 2021 .
  9. http://ursula.chem.yale.edu/~crabtree/CV_May_08.pdf Página web de la facultad de Yale
  10. Chemical & Engineering News , 23 de febrero de 2009, "Ganadores del Premio Nacional ACS 2009", pág. 68
  11. Crabtree, Robert H.; Felkin, Hugh; Morris, George E. (1 de enero de 1976). "Activación del hidrógeno molecular por complejos catiónicos de iridio-dieno" . Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (18): 716–717 . doi : 10.1039/C39760000716 . ISSN 0022-4936 . 
  12. Crabtree, Robert H.; Davis, Mark W. (mayo de 1983). "Ocurrencia y origen de un marcado efecto director de un grupo hidroxilo en la hidrogenación con [ Ir(cod)P(C6H11)3(py) ] PF6" . Organometallics . 2 (5): 681– 682. doi : 10.1021/om00077a019 . ISSN 0276-7333 . 
  13. Crabtree, Robert H.; Davis, Mark W. (julio de 1986). "Efectos directores en la hidrogenación homogénea con [ Ir(cod)(PCy3)(py) ] PF6" . The Journal of Organic Chemistry . 51 (14): 2655– 2661. doi : 10.1021/jo00364a007 . ISSN 0022-3263 . 
  14. Burk, Mark J.; Crabtree, Robert H. (diciembre de 1987). "Deshidrogenación catalítica selectiva de alcanos a alquenos" . Journal of the American Chemical Society . 109 (26): 8025– 8032. Bibcode : 1987JAChS.109.8025B . doi : 10.1021/ja00260a013 . ISSN 0002-7863 . 
  15. Crabtree, Robert H. (11 de diciembre de 1998). "Un nuevo tipo de enlace de hidrógeno" . Science . 282 (5396): 2000– 2001. doi : 10.1126/science.282.5396.2000 . ISSN 0036-8075 . S2CID 93959077 .  
  16. Klooster, Wim T.; Koetzle, Thomas F.; Siegbahn, Per EM; Richardson, Thomas B.; Crabtree, Robert H. (1 de julio de 1999). "Estudio del enlace de dihidrógeno N−H···H−B, incluida la estructura cristalina de BH 3 NH 3 por difracción de neutrones" . Journal of the American Chemical Society . 121 (27): 6337– 6343. Bibcode : 1999JAChS.121.6337K . doi : 10.1021/ja9825332 . ISSN 0002-7863 . 
  17. Gründemann, Stephan; Kovacevic, Anes; Albrecht, Martin; Robert, Jack W. Faller; Crabtree, H. (23 de octubre de 2001). "Enlace anormal en un complejo de carbeno formado a partir de una sal de imidazolio y un complejo de hidruro metálico" . Chemical Communications (21): 2274–2275 . doi : 10.1039/B107881J . ISSN 1364-548X . PMID 12240147 .  
  18. Limburg, Julian; Vrettos, John S.; Liable-Sands, Louise M.; Rheingold, Arnold L.; Crabtree, Robert H.; Brudvig, Gary W. (5 de marzo de 1999). "Un modelo funcional para la formación del enlace OO por el complejo O 2 -Evolutivo en el fotosistema II" . Science . 283 (5407): 1524– 1527. doi : 10.1126/science.283.5407.1524 . ISSN 0036-8075 . PMID 10066173 .  
  19. Limburg, Julian; Vrettos, John S.; Chen, Hongyu; de Paula, Julio C.; Crabtree, Robert H.; Brudvig, Gary W. (1 de enero de 2001). "Caracterización de la reacción de evolución de O 2 catalizada por [ (terpy)(H 2 O)Mn III (O) 2 Mn IV (OH 2 )(terpy) ] (NO 3 ) 3 (terpy = 2,2':6,2' '-Terpiridina)" . Journal of the American Chemical Society . 123 (3): 423– 430. Bibcode : 2001JAChS.123..423L . doi : 10.1021/ja001090a . ISSN 0002-7863 . PMID 11456544 .  

 Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0 .