Фото: Р. Пац
 

Автобиография

     Я родился в сельском районе штата Кентукки в 1942, в доме, который построил мой отец Говард. Большую часть всего строения он сделал самостоятельно и построил его на земле, которую он получил от своего отца, когда тот женился на моей матери Faye. В некоторых документах, место моего рождения называется Калверт Сити, в других - Поссум Трот. В действительности я родился между этими двумя селениями, так что любое из них может считаться верным. Оба моих родителя происходили из семей мелких фермеров в западной части Кентукки, где большинство населения крепко держались за свои семьи. Мои многочисленные тетки, дядья и двоюродные братья с сестрами образовывали весьма поддерживающую обстановку во время моего детства. Хотя моя бабушка провела всю свою жизнь, работая на ферме, она была очень хорошо образована и предъявляла к нам очень высокие требования, в результате чего многие из ее внуков и внучек стали учителями и педагогами. Она всегда читала, рассказывала нам истории и поддерживала интеллектуальный уровень, который был необычен для сельского района Кентукки в то время. Моя мать была одной из шести выживших детей моих бабушки и деда, фермера, выращивавшего клубнику. Поскольку она часто болела в детстве и от нее было мало проку на ферме, ее послали учиться в колледж, где она, спустя два года получила сертификат учителя. Впоследствии она преподавала в школе в течение 35 лет, в течение которых она переходила из одноуровневой школы, где она преподавала во всех классах, в двухуровневую школу, где она была учителем начальных классов и, наконец, в начальную школу, где она была учителем начальных классов. Некоторые из моих ранних воспоминаний касаются того, как я ходил с ней в школу, когда у нас не было няни, причем ходил с ней на вечерние и воскресные уроки, поскольку она завершала свою подготовку к получению степени бакалавра. Ей было уже 28 лет, однако она все же получила эту степень. Она вместе с моей бабушкой представляла собой образец для подражания в том, что касалось значимости образования. Хотя мой отец не посещал колледжа, он был очень способным механиком и опытным инженером. Я рос, помогая ему реконструировать автомобильные моторы, устраивать водопровод, строить дома и работать на фермах моих дядей. После того как мой отец вернулся домой, отслужив два года в американской армии в Европе во время Второй мировой войны, мы переехали в Падьюка, где он поступил в вечернюю школу, чтобы получить диплом механика по дизельным двигателям. Впоследствии он много лет проработал в компании Tennessee Valley Authority, (TVA), специалистом по эксплуатации и обслуживанию тяжелого оборудования, которое использовалось при строительстве большой серии плотин в Кентукки и Теннеси. Академический стиль моей матери и бабушки и очень and очень полезная механическая подготовка, полученная мной от моего отца, оказались отличной подготовкой для исследований в области органической химии. Я был средним ребенком между двумя сестрами. Моя старшая сестра стала учителем и была весьма увлечена искусством и живописью. Моя младшая сестра стала первой женщиной-электриком в западной части Кентукки и длительное время работала в компании TVA.
     В детстве я всегда интересовался конструированием разного рода вещей. Вместо того чтобы покупать сладости, я покупал гвозди, которые я использовал для создания разных поделок из ненужных кусков дерева. Моя мать постоянно бранила меня за то, что я трачу свои деньги на гвозди, вместо того чтобы покупать конфеты, по этой причине, как она считала, я был тощий как козленок. Когда я подрос и стал постарше, фермеры Кентукки обеспечили меня большим количеством работы по перевозке сена и резке табака. Кроме того, что это помогало оплачивать мое обучение в колледже, эта работа помогла мне встретить большое количество очень интересных и удивительных мужчин и женщин.
     Мой интерес к науке начался в средней школе, где выдающаяся преподавательница естественных наук, миссис Баумгартнер, привила мне интерес к науке. В 50-е годы в г. Падьюка штата Кентукки, было много замечательных ученых, которые обосновались здесь, став учителями, отработав на предприятии, которое мы называли «Атомной фабрикой». Это было главное предприятие по очистке урана, которое располагалось в западной части Кентукки, используя электроэнергию и инженерные коммуникации производственных корпусов компании TVA в этом регионе.
     Поскольку я вырос с родителями, которые начинали свою жизнь на фермах в сельских районах Кентукки, и я также провел много времени, работая на фермах, было вполне естественным, что я начал свою учебу в колледже при Университете штата Флорида в качестве студента отделения сельскохозяйственной химии. Эта область объединяла мой интерес к науке и сельскому хозяйству. Одна из моих летних работ в колледже проходила в лаборатории питания животных, где я все лето исследовал коровьи лепешки. К счастью, один из моих друзей работал тем же летом в лаборатории органической химии, и он пригласил меня помочь ему ночью. Он работал под руководством Мерле Батисте, нового сотрудника факультета в Университете штата Флорида. Я обнаружил, что органические реактивы пахнут значительно лучше, чем коровьи лепешки, и что создание новых молекул доставляет большое удовольствие. Батисте дал старт моему плаванию в море химии и спас мою жизнь от исследования продуктов жизнедеятельности животных. Вскоре после поступления в его группу я прочел учебник по органической химии, Структура молекул и механизмы органических реакций Э.С. Гоулда, посвященный механизмам реакций, которые объясняли, как протекают химические реакции. Я был очарован полученной возможностью осуществлять простые химические превращения, а также пониманием деталей того, как органические соединения реагируют на молекулярном уровне. Это прямое сочетание простых наблюдений с фундаментальными химическими реакциями представляет собой мощь органической химии. Кроме того, построение новых молекул было даже более увлекательным занятием, чем строительство жилых зданий. Реакции циклопропенов послужили основой для большей части моей работы в группе Батисте, а много лет спустя аналогичная реакция циклопропенов открыла путь к синтезу нашего первого поколения катализаторов. Батисте не только ввел меня в органический синтез, но и впоследствии учил меня, как быть продуктивным исследователем, он сообщил мне, что я должен покинуть его группу. Хотя и для него и для меня было бы лучше, если бы я остался в его лаборатории и завершил подготовку к получению степени, он способствовал тому, чтобы я перешел в другую группу в другой части Соединенных Штатов, чтобы получить более широкую подготовку. Он помог мне перебраться в Колумбийский Университет в Нью-Йорк Сити, где я работал под руководством Рона Бреслоу. Батисте был первым аспирантом Бреслоу. Как раз перед переездом в Колумбию я слушал доклад молодого австралийского химика, Ролли Петтита, который работал в Университете штата Техас. Он говорил о стабилизации нестабильных молекул путем координации с переходными металлами. Ролли, к сожалению, умерший в очень раннем возрасте, был вдохновляющим ученым, тем, кто помог мне направить свои усилия на изучение вопроса об использовании металлов в органической химии. Для своей дипломной работы я первоначально выбрал проект, связанный с работой Петтита и завершил исследование антиароматичности циклобутадиена. Это было восхитительное время в группе Бреслоу. Множество студентов и постдоков, которые впоследствии сделали блестящую академическую карьеру, работали в это время в группе и, они совместно с Бреслоу представляли собой поразительно стимулирующее окружение. Работа над проектами, связанными с металлами, укрепило мое стремление направить свои исследования в направлении металлорганической химии переходных металлов, и я получил стипендию от Национального Института Здравоохранения (NIH) для работы с Джимом Колманом, который как раз переехал в Стэнфорд. В это время металлорганическая химия находилась на ранней стадии своего развития, и это предоставляло богатое поле деятельности для химика, изучающего механизмы органических реакций. Казалось, что в этой области зарождается невероятный массив важных каталитических процессов, несмотря на то, что еще мало что было известно об имеющихся здесь фундаментальных превращениях. Коллман разработал систематический метод обсуждения типов реакций, что давало основу для начала понимания отдельных стадий каталитических процессов. Одним из наиболее впечатляющих процессов был метатезис олефинов. Оказалось, что для понимания этой реакции необходимы совершенно новые фундаментальные стадии.
     В 1969, когда я закончил аспирантуру у Коллмана, Мичиганский государственный университет, (MSU), оказался единственным вузом, который предложил мне должность для начала моей независимой академической карьеры. Герольд Харт, Майк Карабатсос, Джин ДеГофф, Дон Фарнум, Билл Ройш и Пит Вагнер стали моими первыми наставниками в МГУ и оказали мне широкую поддержку как начинающему сотруднику факультета. После девяти очень продуктивных лет в МГУ, где я начал свою работу в области метатезиса олефинов и во многих других областях катализа, в 1978 году мне предложили должность в Калтехе. Множество выдающихся дипломированных студентов внесли свой вклад в мою программу исследовательских работ в МГУ. Однако один докторант сыграл самую важную роль в развитии моей исследовательской программы. Доктор Акира Мияшита, умерший в 2004, принес множество новых технологий в нашу группу, а также являлся образцом трудовой этики. В 1978 г. Он переехал вместе со мной в Калтех, где он помогал мне восстанавливать исследовательскую группу в Калифорнии.
     Факультет в Калтехе создал роскошную среду для подготовки выдающихся дипломированных студентов, и эти студенты, совместно с творчески работающими постдоками и новыми сотрудниками факультета позволили моей программе расти в нескольких направлениях, используя преимущества растущей области химии металлорганических катализаторов. Боб Айрелэнд и Дэйв Эванс помогли мне вернуться к органическому синтезу и к разработке новых методов органического синтеза, основанных на переходных металлах, а также Питер Дерван и Деннис Догерти, дававших ценные указания в области физической органической химии и были моими друзьями в течение многих лет. Джой Беркоу и Гарри Грэй корректировали мои познания в области неорганической химии. Вскоре после того как я прибыл в Калтех, Фред Теббе, химик из компании Дюпон, опубликовал статью, в которой описал строение и реакции комплекса, который мы впоследствии назвали «Реагент Теббе». Работая во время творческого отпуска от CSULA с Дэйвом Эвансом и Стэном Пайном, мы показали, что этот реагент предоставляет первый общий способ для превращения сложных эфиров в виниловые эфиры. Эта работа также послужила основой для нашей работы по изучению механизма, которая вылилась в синтез первого активного в реакции метатезиса металлациклобутана. Многие из уроков, усвоенных в ходе работы с реагентом Теббе, имели большое значение в последующих разработках. Мы обнаружили, что было бы очень важно создать коммерческий источник этого металлорганического реагента, с тем, чтобы другие исследователи могли проводить реакции, не затрачивая много времени на разработку методик получения этого реагента. Полезность реагента всегда ограничивалась его нестабильностью в нормальных лабораторных условиях. Для его использования требовались специальные условия, предусматривающие отсутствие воды и кислорода воздуха. Стремление к простоте в использовании послужило основной причиной разработки рутениевых катализаторов. Мы исследовали катализаторы на основе рутения, поскольку они не страдали многими проблемами нестабильности, которые ограничивали использование полученных ранее катализаторов на основе вольфрама и молибдена. Мы также создали первые коммерческие образцы, а впоследствии коммерчески жизнеспособные методы производства катализаторов на основе рутения с четко определенным строением. В моей лекции я рассмотрел многие из разработок этой серии, которые сделали возможным открытие семейства катализаторов реакции метатезиса на основе рутения и я назвал ключевых членов нашей группы, внесших свой непосредственный в их разработку. Окружение нашей группы, где были сделаны ключевые открытия, были теми, кто также внес столь же значимые вклады, которые послужили основой для отдельно перечисленных достижений.
     Механизм реакции метатезиса олефинов был моим первым проектом в МГУ, и моя группа исследовала различные аспекты этой реакции в ходе моей научной деятельности. Кроме того, мы исследовали другие вопросы механизмов химических реакций. Один из первых проектов вернул меня к моему интересу относительно циклобутадиена, и мы спланировали исследование механизма реакции для выяснения того, образуется ли в действительности циклобутадиен при разложении трикарбонильных комплексов железа Петтита. Другие исследования были посвящены исследованию механизма действия катализаторов Циглера в реакции полимеризации этилена и пропилена. Совместно с Майком Стайгервальдом при использовании изотопов и методов стереохимии, мы разработали метод, позволивший выяснить ключевые стадии в этой реакции. Другая работа касалась исследования металлациклопентанов, класса комплексов, которым мы заинтересовались в результате проведенных ранее исследований реакций метатезиса. Хотя металлациклопентаны не имеют большого значения в реакции метатезиса олефинов, было установлено, что они играют важную роль в большом числе других реакций димеризации олефинов. Аналогичным образом, открытия в области реакции метатезиса олефинов привели к созданию новых процессов, которые могут извлечь пользу от подробного изучения механизма реакций. Многие из наших достижений в области создания рутениевого катализатора явились результатом применения технологий, разработанных ранее в нашей исследовательской группе в ходе изучения других сложных каталитических процессов.
     Одним из важных достижений нашей группы был рост исследований в области полимерной химии. Многие из студентов и постдоков, помогавших развивать нашу полимерную программу, сделали выдающуюся карьеру и помогли основать полимерную химию в других университетах. Полимерная программа открыла многие новые возможности и привела нашу группу к многочисленным направлениям исследований, от биомедицинских приложений до синтеза новых мембран и барьерных пленок. Хотя метатезисная полимеризация олефинов с раскрытием кольца, (ROMP), открывает путь в полимерную науку, освоенные технологии открывают возможности за пределами метатезиса олефинов. Например, они привели к созданию новых материалов, которые нашли применение для изготовления самонастраивающихся под действием света контактных линз.
     В современных коммерческих условиях, фундаментальные открытия очень сложно внедрить в крупные компании. После многочисленных первоначальных неудач, связанных с попытками внедрить результаты наших работ на основных компаниях, мы были вовлечены в создание компании, способствующей развитию технологий от стадии открытия до готового продукта. Майк Джиарделло, в дополнение к разработке первого коммерчески приемлемого способа получения рутениевого катализатора метатезиса, сыграл основную роль в основании компании «Materia, Inc.», где были разработаны многие из коммерческих приложений рутениевой технологии и других продуктов, получаемых на основе реакции метатезиса.
     Было очень приятно, что процесс, который мы начали изучать из чистого научного любопытства, привел к созданию новых процессов, нашедших колоссальные практические применения. Я надеюсь, что успех этих процессов был достаточной платой за терпеливость субсидирующих организаций, которые позволили мне исследовать реакцию метатезиса, и пройти тот волшебный путь, который явился следствием многочисленных случайностей и непредвиденных открытий. Впрочем, на пути развития метатезиса осталось еще множество витков.
     В течение всей моей научной деятельности, свыше 200 студентов и постдоков работали в моей исследовательской группе. Каждый из них оставил свой след. Я благодарен им всем за их упорный труд, за их творческий вклад и за то, что они превращали занятия химией в удовольствие.
     Во время второго года моего пребывания в Колумбии я встретил замечательную женщину из Бруклина, Хэлен О'Кейн. С той поры она остается моим спутником жизни и наилучшим другом. Я благодарен ей и нашим трем детям, Барни, теперь профессору химии в Дартмуте, Бредану, доктору наук – ординатору при Университете Южной Каролины и Катлин, доктору философии Программы клинической психологии при Гавайском Университете, кто поддерживал меня как профессионально, так и лично в течение всех этих химических поисков.