诺贝尔化学奖得主来我校作学术报告 | 神奇的化学反应——化学反应中的交换舞伴

Original 新媒体中心进击的化环

4月17日下午，美国著名化学家、美国国家艺术与科学院院士、美国国家科学院成员、2005年度诺贝尔化学奖得主理查德.施罗克(Richard R.Schrock)教授来访我校，为师生们作了题为“探秘无机化学和催化科学”的学术报告。本次讲座由国际合作与交流处主办，化学与环境保护工程学院承办。校党委副书记、校长曾明和校党委常委、副校长丁克毅出席本次活动。讲座由化环学院院长赵志刚主持。

曾明校长致辞

曾明校长首先对Schrock教授远道而来为民大学子做学术报告表示衷心的感谢。接着，对化环学院近年来的发展和取得的成绩给予充分肯定，特别是对化环学院勇夺校运会五连冠表示热烈祝贺。最后，曾明校长对化环学院寄予期望，希望广大师生不忘初心，砥砺奋进。

主持：赵志刚院长

主讲：理查德.施罗克(Richard R.Schrock)教授

翻译：杨胜韬老师

讲座现场

在一个多小时的讲座中，Schrock教授向我们介绍了他的个人经历以及研究成果，在场的观众都听得十分认真，Schrock教授幽默风趣的表达方式让原本枯燥的学术报告变得十分有趣。

讲座详情

施罗克教授首先介绍了他的家庭组成，展示了一张非常珍贵的全家福照片。他介绍了自己的求学经历， 1963年毕业于Mission Bay高中，随后进入加州大学河滨分校化学专业学习。大学期间，他进入James Pitts教授课题组，从事大气污染化学研究，利用玻璃加工搭建真空系统与红外设备连接用于分析大气污染物，并于1968年发表了该研究成果。受到物理化学课教师Jerry Bell的建议，施罗克教授申请了哈佛大学的物理化学专业博士研究生，并顺利被录取。在哈佛大学期间，施罗克教授在John Osborn教授课题组从事铑催化剂研究，将其用于不对称氢化。1969年，施罗克教授到欧洲旅行认识了妻子南希，并于1971年博士毕业后结婚、相爱至今。施罗克教授博士毕业后得到美国自然科学基金博士后项目资助到剑桥大学进行为期一年的博士后研究，并于1972年进入杜邦研发中心工作。

在杜邦研发中心工作期间，施罗克教授从事钽等有机金属化学研究。受到六甲基钨的启发，他合成了五新戊基钽配合物，发现该配合物发生α脱氢生成比较稳定的钽叉烷配合物，开启了高氧化态过渡金属叉烷配合物的研究，并于1973年将其用于催化烯烃复分解反应。正是因为叉烷钽的开创性研究及其在烯烃复分解催化中的巨大成功，施罗克教授与伊万教授、格拉布教授分享了2005年的诺贝尔化学奖。

施罗克教授通过合成一系列结构明确的金属叉烷配合物，研究了烯烃复分解反应的机制，并在Z选择性合成方面取得了一系列重要成果。通过他的研究发现，机理不明的烯烃歧化反应的本质就是烯烃复分解反应，通过交换C=C双键上的基团产生新的烯烃产物。利用施罗克教授制备的叉烷钼等催化剂，利用超大配体的空间位阻实现了烯烃复分解反应中的Z选择性。他们实现了缺电子烯烃的复分解反应，合成了带缺电子基团的关节炎用药物珠卡赛辛和抗疟药青蒿脂衍生物，实现了聚合过程立体选择性的严格控制，制备了干扰昆虫交配的信息素，并开展了从生无可再生资源制备癸烯和癸烯酸的工作。

因为人工固氮在人类社会发展中的关键作用，施罗克教授近年来将目光投向固氮催化剂的研发，目标是研发反应条件吻合、催化剂可再生、无污染、工业化的固氮设备。通过合成钼配合物，实现了氮气在钼上的配位，并用电子对其还原，再加上质子得到氨。施罗克教授合成了8个催化过程中的中间体，并验证了这些中间体均有催化活性。通过理论计算，施罗克教授发现只需17 kcal/mol的能量即可实现氮气配位，而后续的还原反应容易发生。施罗克教授这项工作的意义包括实现了63%的产率，仅次于固氮酶的效率，远高于其他文献结果；提出了单中心催化氮气还原的理论，并提供了坚实的结构表征数据和催化结果。

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观众提问

报告结束后，Schrock教授与现场师生进行互动，在场的师生积极参与，踊跃地提出自己的疑问与思考，Schrock教授也一一解答了同学和老师们的疑惑，活动圆满结束。

提问详情

烯烃复分解反应是否只对C=C双键适用？能否用于C=N或C=O双键？

烯烃复分解反应是一个奇迹，非常精妙而且有很高的特异性，主要对C=C双键适用。C=N或C=O一定程度上也可能发生复分解，但是N和O与金属配合作用太强，一旦结合难以脱下，因此N和O容易引起催化剂中毒。

1. 电催化还原氮气制备氨为什么效率不高？对相关研究有什么建议吗？

电催化还原氮气虽然开展多年，也观察到氨生成，但总的来说效果不佳。原因是缺乏高效的催化剂，电子还原N时也会还原H，而且H的还原更容易，因此主要产物是氢气而不是氨。我这里有好的催化剂，用它也许能有好的结果。

2. 您在研究这些金属配合物时是预先设计好分子再进行合成还是通过合成制备了分子，再进行理论解释？

事实上我们是有预先设计的，按照设计思路合成分子。但是很难精确的设计和预料实验结果，往往需要根据结果进行调整改进，这大概就是试错的过程，虽然我非常讨厌这个过程，却不得不这样进行探索。

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嘉宾们与Schrock教授合影留念

人物简介

理查德.施罗克(Richard R.Schrock)教授，2005年度诺贝尔化学奖获得者，美国著名化学家、美国国家艺术与科学院院士、美国国家科学院成员，其研究领域主要是从有机化学及无机化学的角度研究高氧化态金属配合物、相关的催化反应及其催化机理。

施罗克教授作为美国国家艺术与科学院院士、美国国家科学院成员曾获得多项国际重要基金资助，包括Humboldtfellowship, JSPSfellowship,ACSCope ScholarAward 等等，并且曾经担任国际知名学术期刊《Organometallics》编辑，共发表各类学术论文575 余篇。2005年，与罗伯特·格拉布教授以及伊夫·肖万教授共同获得诺贝尔化学奖。