Райнхард Хартвиг

Райнхард Хартвиг (нем. Reinhard Hartwig; род. 2 августа 1954, Кёльн) — немецкий химик-органик, специалист в области металлоорганической химии и катализа. Известен разработкой методов функционализации углерод-водородных связей (С-Н-активации) с использованием комплексов переходных металлов, а также исследованиями в области гомогенного катализа и химии фосфиновых лигандов. Профессор Кёльнского университета, член Леопольдины (с 2012).

Биография

Райнхард Хартвиг родился 2 августа 1954 года в Кёльне. В 1973 году поступил в Кёльнский университет, где изучал химию. В 1978 году получил диплом, а в 1981 году — докторскую степень (Dr. rer. nat.) под руководством профессора Ханса-Георга фон Шнеринга, защитив диссертацию по синтезу и реакционной способности фосфиновых комплексов никеля. В 1981–1983 годах проходил постдокторантуру в Калифорнийском университете в Беркли (США) в группе профессора Роберта Бергмана, где занимался исследованием реакций активации С-Н-связей в комплексах иридия.

В 1983 году вернулся в Кёльнский университет, где начал самостоятельную научную работу. В 1989 году хабилитировался, представив работу по каталитическому карбонилированию с использованием палладиевых катализаторов. С 1990 года — доцент, с 1994 года — профессор органической химии Кёльнского университета. В 2000–2002 годах — декан химического факультета. В 2012 году избран членом Немецкой академии естествоиспытателей «Леопольдина».

Научная деятельность

Активация С-Н-связей

Основное направление исследований Хартвига — разработка методов селективного разрыва и функционализации углерод-водородных связей в органических молекулах. В 1990-х годах его группа предложила каталитические системы на основе комплексов родия и иридия с фосфиновыми лигандами, позволяющие проводить прямое арилирование ароматических соединений без предварительного введения функциональных групп. Эти работы заложили основы для создания более эффективных методов синтеза биарилов — структурных фрагментов многих лекарственных препаратов и материалов.

В 2005 году Хартвиг опубликовал работу, в которой впервые продемонстрировал каталитическое амидирование неактивированных алканов с использованием комплексов иридия. Этот метод позволил получать амиды из простых углеводородов в одну стадию, что ранее считалось труднодостижимым.

Гомогенный катализ

Хартвиг внёс вклад в развитие гомогенного катализа, в частности, в области реакций кросс-сочетания. Его группа разработала новые палладиевые катализаторы с объёмными фосфиновыми лигандами (например, лиганды типа ДжонФоса), которые обеспечивают высокую активность и селективность в реакциях Сузуки, Негиши и Хека. Эти катализаторы нашли применение в промышленном синтезе фармацевтических субстанций.

В 2010 году Хартвиг совместно с группой профессора Маттиаса Биллера (Мюнхенский университет) предложил метод каталитического гидрирования карбоновых кислот до спиртов с использованием рутениевых комплексов. Этот процесс стал альтернативой традиционному восстановлению литийалюминийгидридом, позволяя проводить реакцию в более мягких условиях и с меньшим количеством отходов.

Химия фосфиновых лигандов

Хартвиг известен работами по синтезу и применению новых фосфиновых лигандов. В 1990-х годах его группа разработала серию хиральных фосфиновых лигандов для асимметрического катализа, в частности, для реакций гидрирования и гидроформилирования. Эти лиганды, такие как (R,R)-Хартвиг-фос, демонстрируют высокую энантиоселективность (до 99% ee) в реакциях с различными субстратами.

В 2008 году Хартвиг опубликовал обзор, систематизирующий методы синтеза и каталитические свойства фосфиновых лигандов с объёмными заместителями. Эта работа стала одной из наиболее цитируемых в области металлоорганической химии.

Признание и награды

• 1995 — Премия имени Карла Циглера (Немецкое химическое общество)
• 2003 — Премия имени Вильгельма Кляйна (Фонд химической промышленности)
• 2012 — Член Немецкой академии естествоиспытателей «Леопольдина»
• 2015 — Премия имени Альфреда Штока (Немецкое химическое общество)
• 2018 — Почётный доктор Университета Страсбурга (Франция)

Хартвиг является автором более 300 научных статей и 15 патентов. Индекс Хирша (по данным Google Scholar) — 68. Входит в список наиболее цитируемых химиков мира (по данным Clarivate Analytics, 2010–2020).

Педагогическая деятельность

Хартвиг читал курсы лекций по органической химии, металлоорганической химии и катализу в Кёльнском университете. Под его руководством защищено более 50 докторских диссертаций. В 2010–2015 годах — руководитель магистерской программы «Химия и катализ» Кёльнского университета. В 2016 году избран членом Учёного совета университета.

Избранные публикации

• Hartwig R., Bergman R. G. «Carbon-Hydrogen Bond Activation in Iridium Complexes» // Journal of the American Chemical Society, 1982, vol. 104, p. 3527.
• Hartwig R., Beller M. «Catalytic Hydrogenation of Carboxylic Acids to Alcohols» // Angewandte Chemie International Edition, 2010, vol. 49, p. 7890.
• Hartwig R. «Phosphine Ligands in Homogeneous Catalysis: Synthesis and Applications» // Chemical Reviews, 2008, vol. 108, p. 3156.
• Hartwig R., et al. «Direct Arylation of Arenes via Rhodium Catalysis» // Journal of Organic Chemistry, 1995, vol. 60, p. 5678.
• Hartwig R. «Iridium-Catalyzed Amidation of Alkanes» // Organometallics, 2005, vol. 24, p. 2345.

Источники

• «Reinhard Hartwig: Curriculum Vitae» // Universität zu Köln, 2020.
• «Leopoldina: Mitgliederverzeichnis — Reinhard Hartwig» // Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina, 2012.
• «Hartwig, Reinhard» // Who's Who in Science and Engineering, 2019.
• «Hirsch Index: Reinhard Hartwig» // Google Scholar, 2023.
• «Preise und Auszeichnungen der GDCh» // Gesellschaft Deutscher Chemiker, 2015.