УИЛКИНСОН, ДЖЕФРИ

УИЛКИНСОН, ДЖЕФРИ (Wilkinson, Geoffrey) (1921–1996) (Великобритания). Нобелевская премия по химии, 1973 (совместно с Э.Фишером).

Родился 14 июля 1921 в Спрингсайде, неподалеку от Манчестера, в семье декоратора Генри Уилкинсона и Рут Кроутер, старшим из трех детей. Он рано проявил интерес к химии, отчасти этому способствовало то, что время от времени наведывался в небольшую химическую компанию дяди. В 1932 выиграл предоставляемую графством стипендию для обучения в Тодморденской частной школе, где выделялся успехами в области химии. В 1939 окончил школу и получил Королевскую стипендию для обучения в Имперском колледже науки и техники Лондонского университета.

По окончании Имперского колледжа Уилкинсон остался там для проведения исследований по военным заказам, затем уехал в Канаду, где поступил в Государственный научно-исследовательский совет Канады научным сотрудником канадского отделения Проекта по созданию атомной бомбы.

Здесь он оставался до 1946, когда, получив от Имперского колледжа науки и техники докторскую стипендию, стал химиком-ядерщиком в радиационной лаборатории Э.О.Лоуренса (Нобелевская премия по физике, 1939) при Калифорнийском университете в Беркли, которую в то время возглавлял Г.Сиборг (Нобелевская премия по химии, 1951): Уилкинсон учился работе с циклотроном, сконструированным во время войны.

Работал в Беркли до 1950. За это время его интересы сместились в сторону неорганической химии, и он перешел преподавателем в Массачусетский технологический институт в Кембридже, где начал изучать соединения металлов переходного ряда.

Став на следующий год ассистент-профессором Гарвардского университета, продолжил эти исследования в течение следующих пяти лет, в том числе во время стажировки в лаборатории Й. Бьеррума в Копенгагене. Такая возможность представилась ему благодаря стипендии Гуггенхейма.

В 1951 химики Т.Дж. Кили и П.Л.Посон, а несколько позднее С.Миллер с сотрудниками получили вещество, Нобелевский лауреат Р.Б.Вудвордом и его сотрудники назвали ферроценом. Это необычное элементоорганическое соединение, которое представляет собой структуру из двух пятичленных циклопентадиенильных колец, соединенных с одним атомом железа.

Стремясь объяснить особенности ферроцена и расширить знания о строении соединений переходных металлов с органическими молекулами, Уилкинсон, работавший тогда в Гарварде, и независимо от него немецкий исследователь Э.О.Фишер занялись изучением его структуры.

В 1952 Уилкинсон в сотрудничестве с Р.Б.Вудвордом применил незадолго до этого разработанный метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Предоставим слово Уилкинсону. «Около 4 часов вечера в пятницу в конце января (1952) я пришел в библиотеку химического факультета Гарвардского университета и взял недавно полученный номер журнала „Nature". Как только я увидел заметку Кили и Посона, я уже знал, каков будет ответ, т.к. в некотором роде я был готов к нему …в тот же вечер в пятницу Р.Б.Вудворд также видел статью Кили и Посона и пришел к такому же выводу, но другим путем. Он тоже был до некоторой степени подготовлен к этому тем обстоятельством, что работал в области циклопентадиена… В понедельник мы... пришли к соглашению „атаковать" эту проблему объединенными усилиями – он с „органической стороны", а я – с „металлической"».

Если Кили и Посон полагали, что пятичленные кольца ферроцена находятся рядом и соединены единственной, относительно слабой связью с атомом железа, то Уилкинсон и Вудворд считали, что эти два кольца лежат друг над другом в параллельных плоскостях и образуют слоеную, похожую на сэндвич структуру с атомом железа между ними. Следовательно, согласно их модели, центральный атом металла связан с каждым из пяти атомов углерода в верхнем и нижнем кольцах. Таким необычным расположением и объясняется удивительная стабильность молекулы.

Уилкинсон и его ученики в Гарвардском университете получили «сэндвичевые» соединения с CO или NO группами вместо одного из циклопентадиенильных колец. Были синтезированы «сандвичевые» производные с хромом, ванадием, молибденом, вольфрамом и др. Со временем были приготовлены аналогичные производные с ураном, а далее с плутонием, америцием, калифорнием. Органическая химия сомкнулась с ядерной.

В декабре 1955 Уилкинсон вернулся в Лондон, став профессором неорганической химии в Имперском колледже науки и техники Лондонского университета. В то время эта была единственная кафедра неорганической химии в Англии. Здесь Уилкинсон продолжил изучение переходных металлов, сосредоточив внимание на металлах рутении, родии и рении. В 1958 Уилкинсон включил в состав «сэндвичевых» молекул кольца иного размера, а именно семичленные.

В 1973 Уилкинсону совместно с Э.О.Фишером была присуждена Нобелевская премия «за новаторские работы, выполненные независимо друг от друга, по химии металлоорганических, так называемых сэндвичевых, соединений». Во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук И.Линдквист сказал: «Явления, на которые Уилкинсон и Фишер обратили внимание, могли видеть все химики мира. Однако их адекватная интерпретация не появлялась до тех пор, пока эти два ученых не пришли к заключению, что определенные соединения не могут быть понятны без выдвижения новой концепции. Она получила название концепции «сэндвичевых» соединений».

Работа, за которую Уилкинсон и Фишер получили Нобелевскую премию, стимулировала проведение исследований в различных направлениях неорганической, органической и теоретической химии, их исследования заложили основу для разработки катализаторов, применяемых при производстве новых, высокопрочных пластмасс, лекарственных препаратов (например, для лечения болезни Паркинсона) и моторного топлива, не содержащего свинца, в результате создания более эффективных, чем тетраэтилсвинец, антидетонаторов.

Это направление химии породило быстро возрастающий интерес к элементоорганическим соединениям, особенно к тем, где есть связи углерод – металл. Особый интерес представляет родство «сэндвичевых» соединений с важным для практики классом веществ – карбонилами металлов в связи с возможностью взаимозамены циклопентадиенильного радикала молекулой СО и наоборот, что оказалось полезным для синтетических целей.

Стали широко проводиться исследования алкиновых и алкеновых комплексов переходных металлов, это привело к появлению новых классов металлоорганических соединений. Сейчас эта область химии переживает бурный прогресс, и с использованием таких металлорганических соединений в качестве катализаторов стало возможным осуществлять такие реакции, предположение о принципиальной реализации которых ранее вызвало бы недоумение. Мало того, такие процессы уже находят применение в промышленности.

Результаты, полученные Уилкинсоном и Фишером, послужили толчком к созданию современной металлорганической химии переходных элементов, во что они внесли существенный вклад своими последующими исследованиями.

В 1977 Уилкинсон – лектор университета в Новом Южном Уэлсе (Австралия), а в 1983 – лектор Итальянского и Королевского химического обществ в Лондоне. Автор более чем 400 научных статей.

Скончался 26 сентября 1996.

Работы: Современная неорганическая химия. Ч. 1, 2 / Пер. с англ. Под ред. В.О.Шпикитера. М., 1968; Основы неорганической химии / Пер. с англ. М., 1979 (с Ф.А.Коттоном); The structure of iron biscyclopentadienyl // J.Am. Chem. Soc. 1952. V. 74. (with M.Rosenblum, M.C.Whiting, R.B.Woodward).

Кирилл Зеленин