Институт исследования угля Общества Макса Планка ( нем. Max-Planck-Institut für Kohlenforschung ) — научно-исследовательский институт в Мюльхайме , земля Северный Рейн-Вестфалия , Германия. Институт специализируется на исследованиях в области химического катализа . В отличие от остальных институтов общества Макса Планка, институт исследования угля юридически является независимым фондом под управлением общества Макса Планка , города Мюльхайм, земли Северный Рейн — Вестфалия и представителей промышленности . Финансируется из федерального (50 %) и земельного (50 %) бюджета.

История

1912 год — основан как Институт исследований угля кайзера Вильгельма результате сотрудничества между бывшим Обществом кайзера Вильгельма (KWG), Ruhr-Industrie и городом Мюльхайм.

27 июля 1914 года — состоялось открытие Института, его возглавил электрохимик Франц Фишер (1877—1947), ранее работавший профессором химии в тогдашней TH Charlottenburg.

В 1925 году Франц Фишер и его коллега Ганс Тропш разработали названный в их честь процесс гидрогенизации угля Фишера-Тропша , который в основном используется для производства синтетического бензина, и подали заявку на патент для этого процесса. Этот процесс используется для извлечения бензина из угля при нормальном давлении и по сей день. Патент был получен в 1929 году .

В 1939 году Институт был преобразован в юридически независимый фонд.

В 1943 году пост директора Института занял химик Карл Циглер (1898—1973). При нем акцент работы в институте сместился от синтеза Фишера-Тропша и исследований для будущего промышленного использования к фундаментальным исследованиям, которые он назвал «в целом синтетической химией». Его основное внимание было сосредоточено на реакциях полимеризации олефинов .

В 1948 году Институт вошел в состав Общества Макса Планка (MPG).

В 1953 году был открыт процесс полимеризации этилена при низком давлении в присутствии смешанных металлоорганических катализаторов способом производства высокомолекулярного полиэтилена — так родился современный пластик.

17 ноября 1953 года Карл Циглер получил патент на это открытие. Лицензия была продана Hoechst AG и приносила тогда до 200 000 немецких марок в день, что позволяло Институту финансировать себя вплоть до 1990-х годов.

10 декабря 1963 года вместе с итальянским исследователем Джулио Натта и Карлу Циглеру была присуждена Нобелевская премия по химии .

В 1969 году Мюльхаймский научно-исследовательский институт угля возглавил Гюнтер Вильке (1925—2016). После получения докторской степени в Гейдельберге в 1951 году он начал работать в исследовательской группе Карла Циглера.

В 1970 году сотрудник Института Курт Зозель получил патент на свой процесс извлечения кофеина из кофе, который был открыт как побочный результат работы над нарастающей реакцией триэтилалюминия с этиленом .

В 1974 году об Институте заговорили в ключе Чемпионата мира по футболу. Сборная Германии по футболу носила обувь из пластмассы полиамида-12, над которым работал в то время Вильке. Таким образом, газета Frankfurter Allgemeine Zeitung написала: « Германия обязана ему (Г. Вильке) десятилетиями исследований угля и, возможно, победой на чемпионате мира 1974 года ».

В 1981 от института исследования угля отделился институт радиационной химии, впоследствии сменивший профиль и переименованный в Институт преобразования химической энергии Общества Макса Планка .

В 1993 году Институт возглавил Манфред Т. Рец, который начал всестороннюю реструктуризацию: руководство института было расширено еще четырьмя директорами, каждый из которых возглавлял научный отдел: Алоиз Фюрстнер (отдел металлоорганической химии), Ферди Шют (отдел гетерогенного катализа), Вальтер Тиль (теоретическая химия 1999—2018) и Бенджамин Лист (кафедра гомогенного катализа).

В 2015 году Тобиас Риттер был назначен новым директором Института.

В 2018 году Институт возглавил Франк Низ.

В 2021 году глава Института Беньямин Лист получил Нобелевскую премию за открытие метода асимметрического органокатализа — оригинального способа ускорения химических реакций с помощью органических веществ, который используется для строительства новых молекул.

Отделы института

Органический синтез

В отделе органического синтеза под руководством Тобиаса Риттера исследования совмещают молекулярную биологию и органический синтез, ведётся разработка с помощью направленной эволюции стереоселективных ферментов в качестве катализаторов в хиральном синтезе . Главные цели исследований — разработка эффективных техник быстрого секвенирования протеинов и высокоэффективных систем скрининга для оценки стереоселективности и термостойкости мутировавших ферментов.

В настоящий момент, среди прочего, изучаются методы окисления связей C-C и C-H простых и сложных органических соединений, а также процессы гидролиза .

Гомогенный катализ

Отдел гомогенного катализа под руководством Бенджамина Листа нем. Benjamin List разрабатывает новые концепции катализа в области органического катализа, катализа переходных металлов и биокатализа. С 1999 года исследовательская группа занимается стереоселективным органическим катализом. В отделе изучаются новые принципы разработки органических катализаторов, расширение области применения уже существующих, использование катализаторов для синтеза активных фармацевтических субстанций и механизмы взаимодействия катализаторов и их субстратов. В 2005 году отделом был разработан новый подход к асимметричному катализу — ACDC ( англ. asymmetric counteranion directed catalysis ), нашедший применение и в органическом катализе, и в катализе переходных металлов .

Гетерогенный катализ

Отдел гетерогенного катализа под руководством Ферди Шюта занимается синтезом и анализом неорганических материалов. Особенно важными являются материалы с большой площадью поверхности, контролируемой пористостью и катализаторы с наноструктурой.

Исследуемые реакции включают в себя окисление монооксида углерода , активацию метана, разложение аммиака и другие.

Металлоорганическая химия

В отделе металлоорганической химии под руководством Алоиса Фюрстнера разрабатываются органометаллические реагенты и катализаторы, исследуется их применение в синтезе сложных органических молекул, имеющих биологическую активность. Особое внимание уделяется каталитическим методам формирования связи C -C. В данный момент исследуются, например, реакции метастезиса олефинов и алкинов , разработка и применение π-кислот (например, золото, платина), реакции сочетания . Кроме того, группа занимается разработкой новых лигандов, таких как карбены и вещества, содержащие атомы углерода с формально нулевой валентностью. Проверяется применение методов в полном синтезе природных соединений и активных фармацевтических субстанций .

Молекулярная теория и спектроскопия

Отдел под руководством Фрэнка Низа занимается разработкой теоретических моделей для крупных молекул и исследует их применение в конкретных химических задачах. Деятельность группы включает в себя методы ab initio, теорию функционала плотности , полуэмпирические квантовые методы и методы квантовой и молекулярной механики .

Совместно с Институтом исследования железа Общества Макса Планка институт проводит англ. International Max Planck Research School for Surface and Interface Engineering in Advanced Materials .

Около половины из примерно 350 сотрудников института являются магистрантами или докторантами. Кроме того, в настоящее время институт обучает около 30 стажеров по различным специальностям.

Лекции Циглера

С 1980 года Институт исследования угля им. Макса Планка почти ежегодно присуждает лекции Циглера в сотрудничестве с Фондом жены и дочери Карла Циглера. Кратко о победителях:

• 1980 — Клаус Хафнер
• 1981 — Дитер Зеебах
• 1982 — Малькольм Л. Х. Грин
• 1983 — Эрнст Отто Фишер
• 1984 — Хайнц А. Стааб
• 1987 — Вольфганг А. Херрманн
• 1988 — Манфред Т. Ритц
• 1993 — Барри Трост
• 1994 — Рёдзи Ноёри
• 1995 — Стивен Л. Бухвальд
• 1996 — Альфонс Байкер
• 1997 — Эрик Якобсен
• 1998 — Джон Мейриг Томас
• 1999 — Роберт Граббс
• 2000 — Рутгер ван Сантен
• 2001 — Джон Ф. Хартвиг
• 2002 — Герхард Эртль
• 2003 — Дэвид Эванс
• 2004 — Пьер А. Якобс
• 2005 — Кендалл Хоук
• 2006 — Хисаши Ямамото
• 2007 — Авелино Корма
• 2010 — Скотт Дания
• 2011 — Питер Чен
• 2012 — Матиас Беллер
• 2013 — Дитер Эндерс
• 2015 — Стефан Гримме
• 2016 — Эрик М. Каррейра
• 2017 — Амир Ховейда
• 2018 — Киоко Нодзаки
• 2019 — Берт Weckhuysen
• 2022 — Дэвид Мильштейн

Примечания

Литература