Andrea Sella浓缩了有机金属化学的一个突破的故事

金属蒸汽反应堆是由英国化学家彼得·蒂姆斯(1937-2005)发明的。

在她对冰和冰冷食物的社会史中,收获寒冷的月份伊丽莎白·大卫(Elizabeth David)追溯了几个世纪以来人类收集、运输和储存冰的历程,以及由此引发的烹饪和艺术想象力的飞跃。奢华的文艺复兴式婚礼上,桌上摆满了冰雕,还有别具风味的佛手柑和龙涎香冰糕。首先在中国,后来在意大利,科学观察至少使其中一些成为可能3.),甚至只是盐,都会导致冰的温度骤降。

如果说冰在夏天能带来美味的享受,那么它也能有效地保存新鲜的肉和鱼。在全球运输冰块赚了大钱。制冷的出现,多亏了像路易斯·卡列特这样的先驱的工作,拉乌尔Pictet詹姆斯·杜瓦还有其他的,为保存提供了新的机会。

1954年,美国加州大学伯克利分校的乔治·皮门特尔(George Pimentel)提出了一种研究化学反应的革命性方法。由于化学中间体通常太不稳定而无法被观察到,他的方法是将它们困在非常低的温度下,这样就可以用光谱学来轻松地研究它们。皮门特尔将产生一种由固体氢、氮、二氧化碳或惰性气体组成的惰性透明基质,并用它来捕获活性物质。这种基质隔离使外来物种得以观察,但不能被隔离。

美国的几位化学家更进一步。宾夕法尼亚州立大学的化学家菲利普·斯凯尔提出了将碳原子蒸发并将蒸汽冷凝成冷冻烯烃的想法;利用这种技术,他成功地分离出了奇怪的环丙烯。另一位先驱是赖斯大学的化学家约翰·马格瑞夫(John Margrave),他对主基卡宾类似物很感兴趣。他的博士后之一是彼得·蒂姆斯(Peter Timms),英国化学家,曾在英国牛津大学(University of Oxford)接受教育,并在Borax Consolidated工作过一段时间,然后回到Courtenay Phillips手下完成博士学位。

Timms和Margrave一起创建了SiF2通过在高温下在单质硅上流动四氟化硅,然后将其冷凝到液氮冷却的表面。利用这种技术,他们分离出了一种橡胶聚合物。他们还发现,当与卤化硼和氟碳化合物结合时,SiF2提供了丰富的产品,可以分离和识别使用色谱和质谱结合。

离开莱斯大学,在伯克利大学做了一年的终身教授后,蒂姆斯回到英国,在布里斯托尔大学继续研究活性物种的冷冻化学。1968年,他描述了硼原子与卤化氢、氨和二氧化碳等小分子的反应。如果合成方法不同寻常,那么产物就不是——各种卤化硼和氢化物。但他的下一篇论文,1969年的一篇简短的交流,引起了人们的注意。1

[[设计隔离了大量“不可能”的综合体]]他使用的仪器很简单——一个真空的不锈钢室放在液氮浴中。在底部,嵌入氧化铝水泥的螺旋形钼丝充当坩埚,蒸发第一排过渡金属,水冷电引线从真空室的盖子向下延伸。一个中央水冷管沿着其长度钻了小孔,将“基材”送入腔室。

Timms报道了与PF共凝聚第一排过渡金属原子3.,产生同觉膦复合物。在苯中,铬原子产生60%的夹心复合物;使用铁的相应实验在-50°C时发生爆炸分解。对铁和镍的进一步实验发现,二茂铁和新镍与环戊二烯以高产率形成。

在牛津,有机金属化学家马尔科姆·格林(Malcolm Green)受到了鼓舞。这是一种实际进行迄今为止不可能的理论实验的方法:在异常温和的条件下将单个原子与一组配体结合。

格林要求他的博士后亚当·哈特-戴维斯(也是前Courtenay Phillips的学生)建造类似的东西。他后来回忆道:“马尔科姆想出了一个利用金属蒸汽的聪明主意,他需要一个替罪羊。“我非常害怕,在一个装满液氮的烧瓶里把炉子加热到2000°C……尽管如此,我还是被这个想法所吸引,被这个过程迷住了,因为炉子看着我,透过沉积的材料,就像洛杉矶的日落。”

哈特-戴维斯原型的成功导致了一系列的设计,这些设计分离了大量原本“不可能”的配合物,并在反应和催化方面开辟了新路。英国化学家Geoff Cloke后来分离出零价镧系化合物,说明了这项技术的力量。

彼得·提姆斯是一个谦逊而虔诚的人,他喜欢化学,他的圣诞演讲是传奇的东西。他把原子扔进冰底的简单想法激发了他的创造力——他当之无愧地继承了美第奇宫廷的冰和果子露制造商。

安德里亚·萨拉在英国伦敦大学学院教化学

致谢

我很感谢Graeme Hogarth的想法,也很感谢Geoff Cloke、Pelham Hawker和Peter Kündig的回忆。