華人化学家

卑金属的催化世界・化平凡为神奇ー胡喜乐 教授

提到过渡金属催化的有机反应,我们应该最容易想到的就是贵金属催化剂催化构建化学键的各类反应,尤其钯催化的碳碳键偶联反应是近 20 年来有机化学中的重要成就之一,它的发展和完善为过渡金属催化提供了可供参考的理论基础,并带我们走入及探索以钯、铂、金、钌、铑为代表的贵金属催化反应的世界。贵金属元素因为具有区别于其他典型金属的化学性质,使他们成为最重要的催化剂材料, 因而大量地被应用于复杂化合物的合成以及组合化学研究中,我们毫不夸张的说,在金属催化研究领域,这些贵金属催化剂是众多化学家的宠儿,也是当之无愧的“A咖”。“A咖”金属们参与的反应如同一场表演中请大腕出场,往往占去所有花销中的一大笔开支,也很难去打折,其原因也不难理解,物以稀而贵,他们在自然界较少的蕴含量决定了他们高昂的成本。

另外一方面,在自然界储量丰富的过渡金属中,还有像平民草根一样占大多数,以铁、镍、铜等为代表的金属,这一类金属相对于贵金属,还有一个不太常用的名字,被称为“卑金属” (英文叫做 Base Metal),我们在这里也可以简称它们“B咖”金属,相比起“A咖”金属,它们并没有那么尊贵的身份,缺乏稳定性,很容易被周围的环境改变,使得基于这些金属的催化反应的基础研究还处于一个发展阶段,但是其丰富的储量、低廉的价格使得它们相比起贵金属在现实应用中有更巨大的潜力。在化学表演中看腻了大腕出场的年代,有一些化学家偏偏喜欢发掘接地气的草根演员,像眼光独到的星探一样,设计包装这类“B咖”金属,通过开发独特化学结构、电子性质的卑金属络合物,赋予这类催化剂与众不同的能力,今天我们就为大家专访了这样的一位“星探式”的化学家–瑞士洛桑联邦理工学院 胡喜乐教授 (主页)。

 

以下是胡老师的专访内容:

您为什么要从事化学研究

首先我喜欢研究这个职业,因为它允许我们去创造一些未知的东西。这满足我的好奇心。这个工作也比较单纯。至于化学,那就是缘分了。刚开始选专业没什么概念,选了材料化学为第二志愿,结果就被选上了。进学后才发现北大的材料化学系原来是无机化学改名来的。学着学着就喜欢上了。 我想如果我当时学物理,现在应该是做物理研究吧。

 

如果不从事化学,还有什么想做的?为什么?

厨师。希望是大厨。好像欧洲的大厨和教授们有点象,都是召集一组人,设计好菜谱,训练学生,在实践中创新。这和我现在的工作比较接近。还有,做菜应该算做化学试验。

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图片出自TED – teded: Cooking is chemistry.

现在在做哪方面的研究?另外,准备在这块如何展开?

我们做和催化相关的研究,均相和多相催化都做。在均相催化这领域,主要是发展基于廉价金属的催化剂和相应的合成方法,应用在有机合成方面。我们一个有特点的工作是设计新的镍配位化合物然后把他们应用在碳碳偶联反应中。在多相催化这领域,主要是发展廉价的电催化材料,应用在光电解水。对这两个领域,我们都希望能在催化剂设计和反应机理方面有独创性的贡献。

如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话,您最希望是谁?为什么?

这个问题被问过好几次(比如angew chem 的interview),一直没有好的答案。还有吃什么也很重要。 我想如果要选一个科学家的话,应该是伽利略。我想问他怎么处理真理只掌握在他手里的寂寞感。

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图片出自google图片

您最后一次在实验室做实验是什么时候?合成的是哪个化合物?

是七年前吧,我测试了一些镍化合物的电化学性质。包括我们的nickamine催化剂。以后就没时间了。

未命名

图片来自胡喜乐教授研究室主页

 

当你搁浅在了一个荒岛上、怎样的书与音乐是必须的?只能说一样。

告诉我怎么逃生的书。

 

下一次您推荐我们采访谁。(此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家)

我的同事Jieping Zhu(祝介平).

 

笔者后记

这是我们为大家介绍的另一位海外华人化学家,以前对胡老师了解不多,是有一次研究室课余活动时和几个博后还有教授闲谈在海外比较有影响力的华人青年化学家时,才从其他几人口中第一次听到他的名字,原谅我当时真的挺孤陋寡闻的,后来一查主页没想到他是位不满40岁的青年化学家,在做这次专访时才细细了解了他的研究还有经历,写完专访对自己也是一次学习成长。看胡老师研究室的主页,里面介绍了组里的研究重点,在卑金属催化领域,他们开发了许多基于镍、铁等经济廉价的金属C-C偶联均相催化剂,以Pincer钳形络合物(如Nickamine等)为代表,实现了多种惰性烷基碳卤键的偶联反应;除此之外,他们还致力于开发丰富廉价的水分解产生氢气的非均相催化剂(如无定形二硫化钼无机催化剂),从他的研究方向不难看出,不管是廉价金属催化剂的开发还是从水分解制氢气的研究中,他一直在探索让自己的研究更加具有现实意义,和许多成功的化学家一样,他正在用化学的力量一步一步解决当前的能源资源问题。最后,再次感谢胡老师对我们专访的大力支持,希望胡老师组的工作越做越精彩!

 

胡喜乐教授的履历

W020140625534412186876 胡喜乐教授  1978年生于福建莆田,2000.6 毕业于北京大学; -2004.12 美国加州大学圣地亚哥分校 博士(无机化学 Prof. Karsten Meyer); 2005.2 加州理工学院 博士后研究员 (Prof. Jonas C. Peters); 2007.7 瑞士洛桑联邦理工学院( École Polytechnique Fédérale de Lausanne–EPFL Switzerland) 助教授 tenure-track, 建立无机合成和催化研究小组任组长;  2013.1 同上 副教授 (tenure)。研究领域:金属有机化学,合成方法学,均相催化剂,反应机理,能源,电催化,光催化,水的分解,CO2 还原,无机材料,仿生配位化学

获奖经历(年份倒序)

  • 2014 Fellow, Royal Society of Chemistry (UK)
  • 2014 European Medal for Bio-Inorganic Chemistry (Eurobic Medal)
  • 2014 Organometallics Young Investigator Fellow, American Chemical Society
  • 2014 Rising Star, International Conference on Coordination Chemistry
  • 2013 Chemical Society Reviews Emerging Investigator Lectureship, Royal Society of Chemistry
  • 2012 Member, Young Academy of Europe
  • 2012 Young Scientist selection, World Economic Forum
  • 2011 Werner Prize, Swiss Chemical Society
  • 2011 Thieme Chemistry Journal Award
  • 2010 European Research Council (ERC) Starting Grant
  • 2010 Finalist, European Young Chemist Award, EuCheMS Congress
  • 2010 JSP Fellowship, Bürgenstock Conference

 

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