Nobel-díjak a katalízisben

(1)

1

Nobel-díjak a katalízisben

Hannus István

A 93 eddig kiosztott kémiai Nobel-díjból 13 katalízissel kapcsolatos

Az SZTE Kutatóegyetemi Kiválósági Központ tudásbázisának kiszélesítése és hosszú távú szakmai fenntarthatóságának megalapozása

a kiváló tudományos utánpótlás biztosításával TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0012 projekt

(2)

2

Az első 10 év Nobel-díjai

Fizika

1901 Wilhelm C. Röntgen

1902 Hendrik A. Lorentz-Pieter Zeemann 1903 Henri Becquerel - Pierre és

Marie Curie

1904 Lord John Raleigh 1905 Lénárd Fülöp

1906 Sir Joseph J. Thomson 1907 Albert A. Michelson 1908 Gabriel Lippmann

1909 Guglielmo Marconi és Karl F. Braun 1910 Johannes van der Waals

Orvostudomány és fiziológia 1901 Emil A. von Behring 1902 Sir Ronald Ross 1903 Niels Finsen 1904 I. P. Pavlov 1905 Robert Koch

1906 S. Ramón y Cajal – Camillo Golgi 1907 Charles Laveran

1908 Ilja Mecsnyikov - Paul Ehrlich 1909 Emil Th. Kocher

1910 Albrecht Kossel Irodalom

1901 Armand Sully - Prudhomme 1902 Theodore Mommsen

1903 Björnstjerne Björnson 1904 José Echegaray és Frederik Mistral

1905 Henryk Sienkiewicz 1906 Giosué Carducci 1907 Rudyard Kipling 1908 Rudolph Eucken 1909 Selma Lagerlöf 1910 Paul J. L. Heyse Békedíj

1901 Henry Dunant és Frederic Passy 1902 Élie Ducommun és Charles A. Gobat 1903 William Randal Cremer

1904 Nemzetközi Jogi Intézet 1905 Bertha von Suttner 1906 Theodore Roosevelt

1907 Ernesto Moneta és Louis Renault 1908 Klas P. Arnoldson és Fredrik Bajer 1909 Auguste Beernaert és Constant de Rebecque

1910 Nemzetközi Állandó Békeiroda, (IPB) Bern

Kémia

1901.: Jacobus H. van’t Hoff 1902.: Emil H. Fischer

1903.: Svante A. Arrhenius 1904.: Sir William Ramsay 1905.: Adolph von Baeyer 1906.: Henri Moissan 1907.: Eduard Buchner 1908.: Ernest Rutheford 1909.: Wilhelm Ostwald 1910.: Otto Wallach

(3)

Nobel-díjak 1909-1920

Fizika

1909 Guglielmo Marconi és Karl F. Braun 1910 Johannes van der Waals

1911 Wilhelm Wien 1912 Nils Gustaf Dalén

1913 Heike Kamerlingh-Onnes 1914 Max Th. Felix von Laue

1915 Sir Lawrence Bragg-Sir William Bragg 1916

1917 Charles Glover Barkla 1918 Max Planck

1919 Johannes Stark 1920 Charles Guillaume

Orvostudomány és fiziológia

1909 Emil Th. Kocher 1910 Albrecht Kossel 1911 Allvar Gullstrand 1912 Alexis Carrel 1913 Charles Richet 1914 Bárány Róbert 1915

1916 1917 1918

1919 Jules Bordet

1920 August Steenberg Kroch Irodalom

1909 Selma Lagerlöf 1910 Paul J. L. Heyse 1911 Maurice Maeterlinck 1912 Gerhard Hauptmann 1913 Rabindranath Tagore 1914

1915 Romain Rolland 1916 Carl von Heidenstam

1917 Karl Gjellerup, Henrik Pontopiddan 1918

1919 Carl Spitteler 1920 Knut Hamsun Békedíj

1909 Auguste Beernaert, Constant de Rebecque 1910 Nemzetközi Állandó Békeiroda, Bern 1911 Tobias Carel Asser és Alfred H. Fried 1912 Elihu Root

1913 Henri La Fontaine 1914

1915 1916

1917 A Nemzetközi Vöröskereszt 1918

1919 Thomas W. Wilson 1920 Léon Bourgeois

KÉMIA

1909 Wilhelm Ostwald 1910 Otto Wallach

1911 Marie Curie,Sklodowska 1912 Victor Grignard, Paul Sabatier 1913 Alfred Werner

1914 Theodore W. Richards 1915 Richard Willstätter 1916

1917

1918 Fritz Haber 1919

1920 Walther H. Nernst

(4)

A kémiai Nobel-díjak

OSTWALD, Wilhelm (Riga, 1853.09.02. – Lipcse, 1932.04.04.) német fizikai kémikus.

A Nobel-díjat 1909-ben kapta „a katalízis területén végzett munkáiért, valamint a kémiai egyensúlyok és a reakciósebesség alapvető vizsgálataival elért eredményeiért”.

Egyetem: Dorpati (ma: Tartu, Észtország).

Doktori: 1878 – oldatok kémiája.

Egyetemi tanár: 1881, Riga.

1887, Lipcse.

1904, Harvard.

Sokoldalú munkásság.

1875 – kémiai affinitás.

Lépcsőszabály, egy rendszer instabil állapotból közbenső állapotokon keresztül jut stabil állapotba.

1882 – egyensúlyi reakciók – észterezés.

Már gyerekkorában kitűnt kémiai érdeklődésével.

„Energia” villa

Grossbothen, Grimmaer Strasse 25.

1906, lemondott, „Energia” nevű villájába visszavonult.

(5)

A kémiai Nobel-díjak

Támogatta Arrhenius elektrolitos disszociáció elméletét.

Sav-bázis elmélet, indikátorok.

1885 – tankönyv – a fizikai kémia önálló eredményei.

1887 – folyóirat (van‟t Hoff-al).

Wilhelm Ostwald

Fia Wolfgang is kiváló kémikus, kolloid kémia, diszperz rendszerek.

Wilhelm Ostwald a tudománytörténet fontosságát is felismerte.

Filozófus is volt: szubjektív idealista, monista.

1894 – katalízis, a katalizátor az egyensúlyt nem befolyásolja, az aktiválási energiát csökkenti, gyakorlatban is alkalmazta.

Ammónia oxidáció fém platinán, salétromsav gyártás.

HNO₃  nitrálás, műtrágyák.

1902-ben szabadalmaztatta az eljárást, igen fontos ipari folyamat lett.

Nitráló-elegy: cc.HNO₃ : cc.H₂SO₄ 1:2 arányú elegye

(6)

A kémiai Nobel-díjak

Az energetizmus megalapítója.

Az energia anyagtalan, tiszta mozgás.

1914 – Ostwald újra kísérletezik, színelmélet.

Szerint a boldogság nem mérhető, viszont a szervezet teljes energiafogyasztása igen.

Wilhelm Ostwald

G – a boldogság mértéke. E – energia, amit az ember saját akarat szerint használ fel.

W – az az energia, amit szándékai ellenére kell felhasználnia.

E + W – a teljes energiafelhasználás.

A boldogság és szerelem termodinamikája. (1904)

E – W előjele azt mutatja, hogy kedvünk szerint, vagy ellenére használtuk az energiát.

Nagysága, hogy milyen mértékben.

Boldog ember, akinek sok az energiája és azt szándéka, hajlamai szerint használhatja fel.

Ludwig Boltzmann (1905), előadás Bécsben.

„Az entrópia-tétel és a szerelem magyarázata a valószínűség számítás elvei alapján.”

Az a faj, az a variáns marad fenn, amelyik sikeresebben tudja csökkenteni a maga entrópiáját.

G = (E + W) (E – W) = E² –W²

“Boldogságformula”:

(7)

SALÉTROMSAVGYÁRTÁS

1902 Ostwald, katalitikus ammóniaoxidáció 1906 BASF: gyakorlati megvalósítás

LÉPÉSEK

- ammóniaoxidáció - NO oxidáció

- NO

₂

(N

₂

O

₄

)elnyeletés

1) Ammóniaoxidáció

mol kJ

H O

H N

NO NH

mol kJ

H O

H N

O NH

mol kJ

H O

H NO

O NH

o r o r

o r

1803 6

5 6

4 1261 6

2 3

4 903 6

4 5

4

2 2

3

2 2

2 3

2 2

3





































Katalizátor: Pt/Rh vagy Pt/Ir Hőmérséklet: 750-800 ^oC (95/5) (90/10)

belépő gáz: 10-12 tf% NH₃ + levegő

alsó robbanási határ: 16% NH

₃

(1 bar), 12,4% (10 bar)

(8)

Pt-háló behelyezése a reaktorba

működő (aktív) katalizátorháló

Az aktív Pt-felület kialakulása

(9)

Ammóniaoxidáció reaktorok a gyakorlatban

(10)

A kémiai Nobel-díjak

SABATIER, Paul (Carcassone, 1854.11.05. –Toulouse, 1941.08.14.) francia kémikus.

A Nobel díjat 1912-ben kapta, megosztva V. Grignard-ral, „a szerves vegyületeknek a finoman eloszlatott fémek jelenlétében végzett hidrogénezéséért, amellyel jelentősen hozzájárult a szerves kémia jelenlegi fejlődéséhez”.

Egyetem: École Normale – Párizs.

Doktori: 1880 – fém-szulfidok.

Egyetemi tanár: 1884, Toulouse – 1930, nyugdíj.

Hidrogénezés nikkel (Ni), platina (Pt), palládium (Pd) fém katalizátorok jelenlétében.

Munkatársa J.B. Senderens.

Ipar, olaj keményítés, margarin.

Megmaradt a laboratóriumi kísérleteknél. Katalizátorok, katalizátor mérgek, dehidratálás.

Etán

Metán

Ciklohexán

CO, CO₂ metán, CH₄ 1897, etilén etán, C₂H₆

1901, benzol ciklohexán. C₆H₁₂

(11)

Nobel-díjak

Fizika

1918 Max Planck 1919 Johannes Stark 1920 Charles Guillaume 1921 Albert Einstein 1922 Niels Bohr

1923 Robert Andrews Millikan 1924 Karl Siegbahn

1925 James Franck és Gustav Hertz 1926 Jean Baptiste Perrin

1927 Arthur Holly Compton és C.T.R. Wilson 1928 Sir Owen Williams Richardson

1929 Louis-Victor de Broglie

1930 Sir Chandrasekhara Venkata Raman 1932 W. Karl Heisenberg

Orvostudomány és fiziológia 1919 Jules Bordet

1920 August Steenberg Kroch 1922 Archibald Hill-Otto Meyerhof 1923 J. MacLeod-Sir F.Banting 1924 Willem Einthoven

1926 Johannes Grib Fibiger 1927 Julius Wagner-Jauregg 1928 Ch. Henri Nicolle

1929 Sir Frederick Hopkins- Christiaan Eijkman

1930 Karl Landsteiner 1931 Otto Warburg

1932 Lord Edgar D. Adrian-Sir Charles Sherrington

Irodalom

1919 Carl Spitteler 1920 Knut Hamsun 1921 Anatole France 1922 Jacinto Benavente 1923 W. B. Yeats

1924 Stanislaw Reymont 1925 George Bernard Shaw 1926 Grazia Deledda

1927 Henri Bergson 1928 Sigrid Undset 1929 Thomas Mann 1930 Sinclair Lewis 1931 Eriki A. Karlfeldt 1932 John Galsworthy Békedíj

1919 Thomas W. Wilson 1920 Léon Bourgeois

1921 Karl H. Branting és Christian L.Lange 1922 Fridtjof Nansen

1925 Sir A. Chamberlain és Charles G.Dawes 1926 Aristide Briand és Gustav Stresemann 1927 Ferdinand Buisson és Ludwig Quidde 1929 Frank Billings Kellogg

1930 Lars Nathan Söderblom

1931 Jane Addams és Nicholas M. Butler

Kémia

1918 Fritz Haber 1919

1920 Walther H. Nernst 1921 Frederick Soddy 1922 Francis W. Aston 1923 Fritz Pregl 1924

1925 Richard A. Zsigmondy 1926 Theodor Svedberg 1927 Heinrich Otto Wieland 1928 Adolf Windaus

1929 Sir Arthur Harden-Hans von Euler-Chelpin

1930 Hans Fischer

1931 Carl Bosch - Friedrich Bergius 1932 Irving Langmuir

(12)

A kémiai Nobel-díjak

HABER, Fritz (Breslau, 1868. 12. 9. – Bazel, 1934. 1. 29.) német kémikus.

Az 1918-as Nobel-díjat 1919-ben kapta „az ammónia elemeiből való szintéziséért”.

Egyetemi tanár: 1906, Karlsruhe.

1911, Berlin, Vilmos császár Fizikai Kémiai Intézet, igazgató.

A hidrogén és nitrogén egyensúlyi reakciója.

A nyomás növelése, hőmérséklet csökkentése kedvez a reakciónak.

Jelentősége: salétromsav gyártás – műtrágyák, nitrálás, robbanóanyagok.

1909 – szabadalom a BASF-nek (Badische Anilin- & Soda-Fabrik) Carl Bosch dolgozta át ipari eljárássá.

Egyetem: Heidelberg,

Berlin- Charlottenburg műszaki egyetem.

Doktori: 1891, ugyanott, szerves kémia.

1905 - ammónia szintézis.

1914-től a BASF Ludwigshafenben már napi 20 tonna ammóniát állított elő.

A BASF társulás minden kilogramm előállított ammóniáért jutalékot adott Habernek, aki így hamarosan multimilliomos lett.

N₂(g) + 3H₂(g) ↔ 2NH₃(g) (DH = -92,2 kJ/mol) 4 mól gázból 2 mól gáz keletkezik

Haber ammónia szintézis apparátusa

(13)

A kémiai Nobel-díjak

1914 – I. világháború, kormány szolgálat, harci gázok.

Háború végén Németország jóvátételre kötelezése (50 ezer t arany).

1933-ig újra Intézet igazgató, antiszemitizmus, lemond.

Max Planck kvantum elméletének kémiai alkalmazása, adszorpció, szabad gyökök, láncreakció.

1934 – meghívás Cambridge-be.

Jelentősebb könyvei:

A levegőtől a szénen át a nitrogén trágyáig, a kenyérig és a bőséges táplálkozásig. (1920) Kémia a háborúban. (1922)

1915 – Ypern – klórgáz támadás a francia fronton, személyesen irányítja.

1916 – Kémiai hadviselési szolgálat főnöke.

Elektrolízissel próbálta tengervízből az aranyat előállítani, 1926 kudarc, a tengervíz aranytartalma sokkal kisebb, mint azt korábban gondolták.

Fritz Haber

Olaszországba gyógykezelésre utazott, útközben azonban Bázelben szívrohamot kapott és meghalt.

Ypern Gáztartályok

(14)

A kémiai Nobel-díjak

BOSCH, Carl (Köln, 1874. 8. 27. – Heidelberg, 1940. 4. 26) német kémikus.

A Nobel-díjat 1931-ben kapta, megosztva → F. Bergius-szal „a nagynyomású kémiai eljárások felfedezése és kifejlesztése területén végzett munkáiért.”

1914, BASF – vezetőségi tag.

1919, BASF – elnök.

1925, BASF fúzió az I.G. Farbenindustrie-val, marad elnök.

Az olcsó katalizátorokat és a nagy nyomást előállító reaktor

problémáit Carl Bosch oldotta meg.

Nagy nyomáson a hidrogén reaktív, duplafalú reaktor.

Bosch teremtett belőle nagyipart (mezőgazdaság, haditechnika).

Egyetem: 1894, Berlin- Charlottenburg – mérnök.

Doktori: 1898, Lipcse, szerves kémia.

Haber-Bosch NH₃szintézis levegőből és szénből (vízgáz).

(15)

A nyomás, a hőmérséklet és az inertgáz koncentráció hatása az egyensúlyi NH₃ koncentrációra

Haber-Bosch körülmények

(16)

K

₂

O és/vagy CaO:

kémiai promotor

A katalizátor aktivitásának függése a K

₂

O

felületi borítottságtól A K

₂

O adalékolás hatása az ammóniszintézis

katalizátor fizikai tulajdonságaira és aktivitására

(18)

Ammóniaszintézis

(19)

Kémia díj: Gerhard Ertl német kémikus ”szilárd felületeken lejátszódó kémiai folyamatok tanulmányozásáért”.

2007-es Nobel-díj

Gerhard Ertl 1936-ban született, Münchben tanult, dolgozott, jelenleg a berlini Fritz Haber Intézet

emeritus professzora.

Meglepetésre nem kapott

Gábor Somorjai?!

(20)

A felületi reakciók napjainkban létfontosságúak sok területen, pl.:

autókatalizátorok freonbontás korrózió félvezetőgyártás

ammónia,

műtrágyák

(21)

Gerhard Ertl fő kutatási területe egykristály felületeken lejátszódó reakciók mechanizmusának vizsgálata.

Fe, vas felületen az ammónia, NH

₃

szintézise, Haber-Bosch szintézis Pt, platina egykristály felületeken a CO, szén-monoxid reakciói

A „60-as évektől új vizsgálati módszereket dolgozott ki, nagyvákuum

berendezésekben, tiszta fémfelületeken lejátszódó adszorpció, felületi reakció tanulmányozására.

AES Auger Electron Spectroscopy, FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy HREELS High Resolution Electron Energy Loss Spectroscopy

LEED Low Energy Electron Diffraction, PEEM PhotoEmission Electron Microscopy SIMS Secondary Ion Mass Spectroscopy, UPS Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy

Eredményei nagy jelentőségűek mind az alapkutatásban, mind a gyakorlati életben (nitrogén műtrágyák, katalizátoros autók)

Magyar partnerek: Bozsó Ferenc, Solymosi Frigyes, Paál Zoltán

Bozso , Ertl, Grunze and Weiss, Chemisorption of hydrogen on iron surface

Applied Surface Science 1, 103 (1977a)

Bozso, Ertl, Grunze Interaction of nitrogen with iron surfaces.1. Fe(100) and Fe(111)

Journal of Catalysis 49, 18 (1977b)

Ertl, Huber, Paál and Weiss, Interactions of nitrogen and hydrogen on iron surfaces

Applied Surface Science 8, 373 (1981

)

(22)

A kémiai Nobel-díjak

BERGIUS, Friedrich (Goldschmieden, 1884. 10. 11. – Buenos Aires, 1949. 3. 30.) német kémikus.

A Nobel-díjat 1931-ben kapta, megosztva → C. Bosch-sal „a nagynyomású kémiai eljárások felfedezése és kifejlesztése területén végzett munkáiért.”

Egyetem: Lipcse.

Doktori: 1912 – „Nagy nyomás alkalmazása kémiai folyamatokban és a kőszén képződés utánzása”.

Haber aszisztense.

Szén cseppfolyósítás – nagynyomású hidrogénezés.

1927 – szabadalmát megveszi az I.G. Farben.

Szénpor olajban 450 ^oC, 200 bar, Fe₂O₃ katalizátor.

Apja gyárában ismerkedett a kémiával.

nC(s) + (n + 1)H₂(g)  C_nH₂_n+₂(g) nem így

Termék – motorhajtóanyag (benzin).

Bosch utóda – BASF, I.G. Farbenindustrie igazgatójaként.

(Interessen Gemeinshaft Farbenindustrie)

A szénben lévő gyűrűk hidrogénezése

(23)

HIDROGÉNEZÉS KÉMIAI FOLYAMATOK EXTRAKCIÓ

t: 350 ^oC fölött PIROLÍZIS

p: 70 MPa (termikus depolimerizáció

OLDÓSZER (pépesítő olaj)

speciális hidrogénátvivő tulajdonságok

naftalin tetralin dekalin Anyagmérleg: 100 kg szén + 4-8 kg hidrogén: 70 kg olaj + gáz

Termikus hatásfok: 35-40%

A termékhozamok és a hidrogénfogyasztás kapcsolata a széncsepp-

folyósítás folyamán

(24)

Iszapfázisú hidrogénezés

1 rész iszapszén + 1-1,5 rész pépesítő olaj + katalizátor

vas-szulfát, gyepvasérc, vörösiszap

nyomás: 650-700 bar hőmérséklet: 350-400 ^oC

gáz (metán-…- bután)

benzin, 5-10%

termékek olaj  desztilláció középolaj, 40-50%

kátrány nehézolaj 35-45%

szilárd (iszap)

pépesítő olaj recirk.

(katalizátor + hamu)

Szénhidrogének: paraffin, naftén, aromás (olefin 5% alatt)

fenol, kén-hidrogén, CO, CO₂

(25)

A kémiai Nobel-díjak

LANGMUIR, Irving (Brooklyn, New York, 1881. 1. 31. – Falmouth, Massachusetts, 1957.

8. 16.) amerikai fizikai kémikus.

A Nobel-díjat 1932-ben kapta „a felületi kémia területén végzett kutatásaiért és elért eredményeiért”.

USA – General Electric kutatólabor, 1932 – 1950 igazgató.

Adszorpció – izoterma, Θ = Kp/1 + Kp.

Monomolekulás borítottság.

Felületi reakciók.

Langmuir – Hinshelwood.

Oktett elmélet.

Heterogén katalízis.

Egyetem: New York Columbia-egyetemen kohómérnök és Göttingen fizikai kémia.

Doktori: 1906, Göttingen, Nernst.

Wolfram szálas izzó, nitrogén töltés, elektroncsövek.

Ionos kötés Kovalens kötés A Langmuir-izoterma egyenlet

ábrázolása különböző K értékek esetén.

(26)

The Nobel Prize in Chemistry 1956

"for their researches into the mechanism of chemical reactions"

Sir Cyril Norman

Hinshelwood Nikolay

Nikolaevich Semenov 1/2 of the prize 1/2 of the prize United Kingdom USSR

University of Oxford Oxford, United

Kingdom

Institute for Chemical Physics of the Academy of Sciences of the

USSR

Moscow, USSR b. 1897

d. 1967 b. 1896

d. 1986 láncreakciók, égések

(27)

A kémiai Nobel-díjak

ZIEGLER, Karl Waldemar (Helsa bei Kassel, 1898. 11. 26. – Mülheim an der Ruhr, 1973.

08. 12.) német kémikus.

A Nobel-díjat 1963-ben kapta megosztva G. Natta-val „a nagymolekulájú polimerek kémiája és technológiája terén elért eredményeikért.”

Egyetem: Marburg.

Doktori: 1923, Marburg.

Egyetemi tanár: 1926-1945, Halle

1943-1968, Szénkutatási Intézet, Mülheim, igazgató

Kutatási területe: fémorganikus vegyületek (alkil-lítium) alkalmazása szerves szintézisekben Ziegler-féle katalizátorok, pl. trietil-alumínium előállítása, segítségével

kopogásgátló tetraetil-ólom

1949, ezzel a katalizátorral az etilén nagy molekulasúlyú polietilénné alakítható 1953, ipari eljárás, titán-tetraklorid, trietil alumínium oldatán átvezetve 100 ^oC alatt,

légköri nyomáson polietilén Nagynyomású eljárás 2000-3000 bar nyomáson

G. Natta-val más olefinek, propilén polimerizációja is.

(28)

A kémiai Nobel-díjak

NATTA, Gulio (Imperia, 1903. 02. 26. – Bergamo, 1979. 05. 02.) olasz kémikus.

A Nobel-díjat 1963-ben kapta megosztva K. Zieglerrel „a nagymolekulájú polimerek kémiája és technológiája terén elért eredményeikért.”

Egyetem, doktori: Milánó

Egyetemi tanár: Padova, Róma, Torinó, 1938-Milánó, műegyetem 1932, tanulmányút Staudingernél

Propilén, sztirol – izotaktikus polimerek Ziegler-katalizátorral

A sztereospecifikus polimerizáció alapjai

(29)

Propilén polimerizációs katalizátorok generációi

(30)

Név Üzembe helyezés

Technológia Kapacitás, kt/év

Olefin-1 gyár 1975 LINDE 370

Olefin-2 gyár 2004 LINDE 250

LDPE-1 üzem 1970 ICI 55

LDPE-2 üzem 1991 BASF 65

HDPE-1 üzem 1986 PHILLIPS 210

HDPE-2 üzem 2004 MITSUI 200

PP-3 üzem 1989 HIMONT 100

PP-4 üzem 1999 MONTELL 180

A TVK termelőgyárai és -üzemei

LDPE =kis sűrűségű polietilén (0,918-0,924 g/cm

³

),

HDPE = nagy sűrűségű polietilén (Phillips 0,934-0,955, Mitsui 0,945-0,960

g/cm

³

) PP = polipropilén

(31)

The Nobel Prize in Chemistry 1973

"for their pioneering work, performed independently, on the chemistry of the

organometallic, so called sandwich compounds"

Ernst Otto

Fischer Geoffrey Wilkinson 1/2 of the prize 1/2 of the prize Federal Republic of

Germany United Kingdom

Technical University Munich, Federal Republic of Germany

Imperial College London, United Kingdom

b. 1918

d. 2007 b. 1921

d. 1996

atmoszférikus nyomáson,

szobahőmérsékleten hidrogénez

(32)

A kémiai Nobel-díjak

Oláh György (Budapest, 1927. V. 29.)

1994-évi Nobel-díjjal jutalmazott "hozzájárulása a karbokationok kémiájához"

Egyetem: Budapesti Műegyetemen vegyészmérnök.

Doktori: 1949.

Egyetemi tanár: 1965-1977 a Case Western Reserve University, 1977 - University of Southern California professzora.

1977- Loker Szénhidrogénkutató Intézet igazgatója.

Ezek a kutatások vezettek az ólommentes benzin előállításának egy igen gazdaságos eljárásához is,

ugyanakkor új utakat nyitottak a szupersavak által katalizált karbokationok, valamint a szén cseppfolyósításának eljárása felé is.

Az ő munkái döntötték meg a szén négyvegyértékűségének dogmáját, és új utakat nyitottak a szénhidrogének előállítására.

(33)

2001. évi kémiai Nobel-díj - királis szintézisekért,

a biomolekulák aszimmetrikus szintézisét biztosító katalitikus reakciók kifejlesztéséért

K. B. Sharpless amerikai, W.S. Knowles amerikai, R. Noyori japán

oxidáció hidrogénezés

királis foszfin ligandumok a Wilkinson katalizátorban királis epoxidálás

(34)

Kémia díj: a szerves szintézisben alkalmazott metatézis módszer kidolgozásáért.

2005-ös Nobel-díjak

szül. 1945 szül. 1942.

szül. 1930.

Massachusetts Institute of

Technology (MIT) Cambridge, MA, USA

California Institute of Technology

(Caltech) Pasadena, CA, USA

Institut Français du Pétrole Rueil-

Malmaison, France

USA Franciaország USA

a díj 1/3-a a díj 1/3-a

a díj 1/3-a

Richard R.

Schrock Robert H.

Grubbs

Yves Chauvin

(35)

Az alkének metatézis reakcióját ipari kutatók észlelték először az ötvenes években, különböző heterogén katalizátorokon. A reakció lényege a legegyszerűbb példán bemutatva:

A reakciót a petrolkémiai iparban többféle változatban is akalmazzák, mint pl. a gyűrűfelnyitásos polimerizáció és az α,ω-diének előállítása cikloalkének

etenolízisével:

Az igen szokatlan reakció mechanizmusára több (később helytelennek bizonyult)

javaslat is született és a szakmai vita 1975-ig tartott. Annak ellenére történt ez így,

hogy Chauvin már 1971-ben megtalálta a helyes megoldást, miszerint a reakció

fémkarbén-komplexeken és metallaciklobután komplexeken mint közti termékeken

át játszódik le:

(36)

A két másik Nobel-díjasnál azt ismerték el, hogy milyen sikeresen alkalmazták a reakciót bonyolultabb szerkezetű alkének látványos átalakítására oly módon, hogy vagy egyáltalán nincs (elvben) melléktermék, vagy a melléktermék is értékes és nem káros (pl. etén). („zöld kémia”)

Schrock: Grubbs:

A Grubbs által használt Ru-komplex 1998-

ban elnyerte a „Reagent of the Year” címet

(37)

Kémia díj: Gerhard Ertl német kémikus ”szilárd felületeken lejátszódó kémiai folyamatok tanulmányozásáért”.

2007-es Nobel-díj

Gerhard Ertl 1936-ban született, Münchben tanult, dolgozott, jelenleg a berlini Fritz Haber Intézet

emeritus professzora.

(38)

Kémia díj: Richard F. Heck (University of Delaware, USA), Ei-ichi Negishi (Purdue University, USA) és Akira Suzuki (Hokkaido University, Japán) kapták a

palládiumatomok által katalizált szerves kémiai reakciók területén elért eredményeikért. Az eljárások például új gyógyszerek fejlesztésében nélkülözhetetlenek.

2010-es Nobel-díjak

Richard F. Heck sz.

1931, Springfield, MA, USA

Ei-ichi Negishi sz.

1935, Changchun, China

Akira Suzuki sz. 1930,

Mukawa, Japan

(39)

Új szén-szén kötés kialakítása minden időben a szintetikus szerves kémia meghatározó átalakításai közé tartozott. A klasszikus C-C kötést létrehozó módszerek (pl. Grignard-reakció, Wittig-reakció, cikloaddíció stb.) mellett az elmúlt 30 évben az átmenetifémek (Pd, Ni, Cu) által katalizált

keresztkapcsolási (cross-coupling) reakciók jelentősen kiterjesztették a szintetikus lehetőségeket. Ezek a kapcsolási

reakciók a kezdeti egyetemi és akadémiai kutatóhelyekről kikerülve nagyon hamar ipari alkalmazást nyertek.

Ezeket az úgynevezett palládium-katalizált keresztkapcsolásokat (például a terület úttörőiről, a most díjazottakról elnevezett Heck-, Negishi- és Suzuki- reakciót) világszerte használják a szerves-kémiai kutatásokban, a módszerrel létrehozott molekulákat pedig például a gyógyszer- és elektronikai iparban alkalmazzák.

Heck-reakció

Aril-haligenidek és alkének között lejátszódó kapcsolási reakció.

Heterogenizálás, fém Pd-ot vinni szilárd hordozóra

(40)