דוד מילשטיין

דוד מילשטיין
David Milstein

לידה	4 ביוני 1947 (בן 79) אולם, גרמניה
תאריך עלייה	1949
מדינה	גרמניה, ישראל, ארצות הברית
השכלה	האוניברסיטה העברית בירושלים
מנחה לדוקטורט	יוחנן בלום
עיסוק	כימאי
מעסיק	מכון ויצמן למדע
בת זוג	עדי (לבית רומנו)
פרסים והוקרה	פרס ישראל לחקר הכימיה ולחקר הפיזיקה (2012)
תרומות עיקריות
חקר כימיה אורגנו-מתכתית וקטליזה

דוד מילשטיין (נולד ב-4 ביוני 1947) הוא כימאי ישראלי ופרופסור אמריטוס בפקולטה לכימיה במכון ויצמן למדע, לשעבר ראש המחלקה לכימיה אורגנית ומומחה בעל שם עולמי לחקר כימיה אורגנו-מתכתית וקטליזה. חתן פרס ישראל לחקר הכימיה וחקר הפיזיקה לשנת ה'תשע"ב (2012) וחבר האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים.

ביוגרפיה

שנותיו המוקדמות

דוד מילשטיין נולד במחנה עקורים באולם, גרמניה, באותו בית החולים שבו נולד אלברט איינשטיין. בנם של מוסיה (לבית ליפשיץ) ואברהם מילשטיין, ניצולי השואה מפולין שהופרדו במלחמה, אח צעיר ללאה. ב-1949 עלה עם משפחתו לישראל, בתחילה התיישבו בכפר ורבורג ובהמשך עברו לרחובות. העניין שלו במדעים החל בגיל צעיר, ובזכות מורה שלימד אותו בתיכון, גבר העניין שלו בכימיה. עם סיום לימודיו התיכוניים החל את לימודי התואר הראשון בכימיה באוניברסיטה העברית בירושלים, במסגרת העתודה האקדמית.

לחם במלחמת ששת הימים בחטיבת ירושלים ונמנה עם הפלוגה הראשונה שעלתה להר הבית. המשיך ללימודי תואר שני במסגרת העתודה, ולאחר מכן שירת בצה"ל בתפקיד מדעי. עם שחרורו שימש כחוקר בקריה למחקר גרעיני בדימונה, זאת במקביל ללימודיו לתואר שלישי בכימיה באוניברסיטה העברית. עבודת הדוקטורט שלו, שהוגשה ב-1976 בהנחיית פרופ' יוחנן בלום, עסקה בפיתוח שיטות לזירוז תגובות כימיות באמצעות קומפלקסים מסיסים של מתכות. את כל תאריו השלים מילשטיין בהצטיינות.

כחוקר עצמאי

לאחר השלמת הדוקטורט נסע עם משפחתו לארצות הברית וביצע מחקר בתר-דוקטורט בהנחיית פרופ' ג'ון סטילי, בתחילה באוניברסיטת איווה ובהמשך באוניברסיטת קולורדו. שם פיתח מילשטיין תגובה חדשה, "תגובת סטילי" היעילה ליצירת קשרים בין אטומי פחמן, באמצעות תרכובות בדיל, הלידים אורגניים וקומפלקס פלדיום כזרז. ב-1979 החל לעבוד בחברת דופונט, שם הפך לראש קבוצת מחקר שעסקה בפיתוח שיטות חדשות לזירוז תגובות כימיות.

ב-1987 הצטרף לסגל המחלקה לכימיה אורגנית במכון ויצמן למדע בדרגת פרופסור חבר, וב-1993 היה לפרופסור מן המניין. ב-1996–2005 כיהן כראש המחלקה לכימיה אורגנית. ב-2000 הקים את מרכז הלן ומרטין קימל לעיצוב מולקולרי במכון ויצמן ועמד בראשו עד 2017. ב-2023 יצא לגמלאות אך עודנו ממשיך במחקר פעיל.

מילשטיין כיהן כפרופסור אורח בשורה של אוניברסיטאות ומוסדות מחקר, בהם מכון מקס פלאנק לכימיה בקלן, המכון הטכנולוגי של ציריך, אוניברסיטת היידלברג, אוניברסיטת קליפורניה בברקלי, אוניברסיטת הרווארד, אוניברסיטת נורת'ווסטרן בשיקגו, אוניברסיטת פלורידה, CNRS, אקול נורמל סופרייר ומוסדות נוספים בספרד, סין והונגריה.

בעשור השני של המאה ה-21 נקרא על שמו רחוב בשכונת "רחובות המדע" שבעירו, ליד מכון ויצמן.

מחקר

מילשטיין חיבר כ-450 מאמרים. עם תלמידיו בישראל נמנים הפרופסורים משה פורטנוי, ארקדי ויגלוק ומיכאל גוזין מאוניברסיטת תל אביב, מרק גנדלמן מהטכניון, בוריס ריבצ'ינסקי ומילקו ואן דר באום ממכון ויצמן למדע, וכמו כן מדענים רבים באקדמיה ובתעשייה ברחבי העולם.

כימיה של שפעול קשרים

החדרת קומפלקסים של מתכות מעבר לתוך קשרים כימיים יכולה להפעיל אותם לכיוון טרנספורמציות בלתי שגרתיות ומהווה בסיס לתכנון תגובות קטליטיות חדשות ושיטות סינתזה חדשות. מחקרו של מילשטיין בתחום זה כולל הפעלה ובררנות פונקציונלית של קשרים חזקים מסוג פחמן-X (כאשר X הוא פחמן, מימן, פלואור או כלור), קשרי חמצן-מימן וקשרי חנקן-מימן על ידי קומפלקסים ייחודיים של מתכות מעבר. בין הישגינו ניתן למנות את ההדגמה הראשונה וההערכה המכנית של הכנסה של מתכת לתוך קשרי פחמן-פחמן חזקים, וכן הפעלה קטליטית של קשרי פחמן-פלואור.

בין הליגנדים ששימשו במחקרים אלה נמנים מסגרות מסוג "צבת" (pincer), היכולות להקנות למרכזי המתכת אופני תגובתיות בלתי רגילים. הדבר הוביל לגילוי תרכובות מתכתיות חדשות, כולל המטלאכינון הראשון, וכן קומפלקס פלטינה-4 עם קבוצת אוקסו טרמינלית, המפגין תגובתיות מגוונת ומספק תובנות חדשות בתחום הקטליזה החמצונית.

קטליזה הומוגנית ירוקה

מילשטיין וקבוצתו פיתחו מנגנון חדש של שיתוף פעולה בין מתכת לליגנד, המבוסס על ארומטיזציה-דה-ארומטיזציה של הליגנד, אשר מאפשר גישה חדשה להפעלת קשרים כימיים. קומפלקסים מסוג צבת של מספר מתכות מעבר מפגינים שיתוף פעולה זה, וביניהן קומפלקסים של רותניום, מנגן, פלטינה, פלדיום, ניקל, אירידיום, רודיום, קובלט, רניום וברזל. ממצאים אלו הובילו לפיתוח תגובות קטליטיות חדשניות וידידותיות לסביבה, וכן לגישות חדשות לאנרגיה בת-קיימא.

בין התגובות הללו ניתן למנות את הצימוד הדהידרוגנטיבי של אלכוהולים ליצירת אסטרים וגז מימן, הדוגמה הראשונה להידרוגנציה מתונה של אסטרים לכהלים בלחץ נמוך, הסינתזה הישירה והתקדימית של אמידים מאלכוהולים ואמינים עם שחרור מימן, הסינתזה הסלקטיבית של אמינים ראשוניים ישירות מכהלים ואמוניה, סינתזה ישירה של אימינים על ידי צימוד דהידרוגנטיבי של כהלים ואמינים, סינתזה של חומצות קרבוקסיליות על ידי תגובת כהלים עם מים בסיסיים תוך שחרור מימן וללא מחמצן נוסף, סינתזה של פפטידים ופירזינים מאמינו-כהלים באמצעות שחרור מימן, סינתזה של פירולים על ידי צימוד דהידרוגנטיבי של אמינו-כהלים עם כהלים שניוניים, המרה ללא מחמצן של אמינים ציקליים ללקטמים ומימן באמצעות מים בלבד, אולפינציה קטליטית ישירה של כהלים עם סולפונים, המספקת חלופה לתגובת ויטיג, סינתזה כללית של מלחים של חומצות אמינו מאמינו-כהלים באמצעות מים בסיסיים ושחרור מימן, דימריזציה Z-סלקטיבית וצולבת של אלקינים סופיים בקטליזה של קומפלקס ברזל, קטליזה תבניתית באמצעות שיתוף פעולה בין מתכת לליגנד, המאפשרת יצירת קשרי פחמן-פחמן דרך תוספת מצומדת של ניטרילים לא-פעילים בטמפרטורת החדר ובתנאים נייטרליים, N-פורמילציה של אמינים באמצעות מתנול ופחמן דו-חמצני, שימוש במים כמחמצן לתרכובות אורגניות תוך שחרור מימן.

פרסים והוקרה

• הפרס ע"ש פאולו קיני, החברה הכימית האיטלקית (1999)
• פרס קולטהוף, הטכניון (2002)
• חבר האקדמיה הלאומית הגרמנית למדעים - לאופולדינה (2006)
• פרס הצטיינות של החברה הישראלית לכימיה (2006)
• פרס החברה האמריקאית לכימיה בכימיה אורגנו-מתכתית (2007)
• עמית החברה המלכותית לכימיה (2010)
• פרס סר ג'פרי וילקינסון, החברה המלכותית לכימיה (2010)
• פרס מחקר בכיר ע"ש מייטנר הומבולדט, קרן אלכסנדר פון הומבולדט (2010)
• חבר האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים (2012)
• פרס ישראל לחקר הכימיה וחקר הפיזיקה (2012)
• רשימת "המוחות המדעיים המשפיעים בעולם", תומסון רויטרס (2014, 2015)
• פרס ENI להגנת הסביבה (הוענק על ידי נשיא איטליה) (2016)
• מדליית הזהב של החברה הישראלית לכימיה (2017)
• הפרס האירופי לכימיה אורגנו-מתכתית (2017)
• חבר האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית (2018)
• פרס ויצמן-מולס הראשון, החברה המלכותית לכימיה של ספרד (2019)
• חבר באקדמיה האירופית למדעים (2019)
• מדליית בלז פסקל בכימיה, האקדמיה האירופית למדעים (2019)
• חבר זר של החברה המלכותית הבריטית (ForMemRS) (2019)
• חוקר מצוטט במיוחד (Web of Science) (2014-2020)
• עמית כבוד של האגודה ההודית למחקר בכימיה (2020)
• פרס גאבור א. סומורגאי של החברה האמריקאית לכימיה למחקר יצירתי בקטליזה (2020)
• פרס IUPAC Zhejiang NHU להתקדמות בכימיה ירוקה (2021)
• פרס מקס טישלר, אוניברסיטת הרווארד (2025)

חיים אישיים

מילשטיין נשוי מ-1971 לעדי (לבית רומנו), ואב לבת (נופית) ולשני בנים (אורן ואבי). בנו האמצעי אורן הוא מייסדה של חברת סטמראד. מתגורר במכון ויצמן.

מאמרים נבחרים

• Y. Liang, J. Luo, C. You, Y. Diskin-Posner, D. Milstein. A hydrogenative oxidation strategy for the single step synthesis of lactams from N-heteroarenes using water Nature Catalysis. 2025, 8, 98–106.
• J. Luo, L. Lu, M. Montag, Y. Liang, D. Milstein. Hydrogenative Alkene Perdeuteration Aided by a Transient Cooperative Ligand. Nature Chem. 2023, 15, 1384-1390.
• S. Takebayashi, M.A. Iron, M. Feller, O. Rivada-Wheelaghan, G. Leitus, Y. Diskin-Posner, L.J.W. Shimon, L. Avram, R. Carmieli, S. G. Wolf, I. Cohen-Ofri, R.A. Sanguramath, R. Shenhar, M. Eisen, D. Milstein. Iron-catalyzed Ring Opening Metathesis Polymerization of Olefins and Mechanistic Studies. Nature Catalysis, 2022, 494-502.
• S. Kar, D. Milstein. Oxidation of Organic Compounds using Water as Oxidant with H2 Liberation Catalyzed by Molecular Metal Complexes. Accts Chem Res. 2022, 55, 2304-2315.
• S. Kar, M. Rauch, G. Leitus, Y. Ben-David, D. Milstein. Highly efficient additive-free dehydrogenation of neat formic acid. Nature Catalysis 2021, 4, 193-201.
• J. Luo, L. Avram, Y. Diskin-Posner, G. Shmul, Y. Ben-David, D. Milstein. Formation of thioesters by dehydrogenative coupling of thiols and alcohols with H2 evolution. Nature Catalysis, 2020, 3, 887-892.
• Y-Q. Zou, N. von Wolff, A. Anaby, Y. Xie, D. Milstein. Ethylene glycol as an efficient and reversible liquid organic hydrogen carrier Nature Catalysis 2019, 2, 415-422.
• P. Hu, E. Fogler, Y. Diskin-Posner, M. Iron and D. Milstein. A novel liquid-organic hydrogen carrier system, based on catalytic peptide formation and hydrogenation. Nature Communication, 2015, 6, 6859.
• C. Gunanathan and D. Milstein. Applications of acceptorless dehydrogenation and related transformations in chemical synthesis. Science, 2013, 341, 1229712 (Invited review).
• E. Balaraman, E. Khaskin, G. Leitus and D. Milstein. Catalytic Transformation of Alcohols to Carboxylic Acid Salts and H2 Using Water as the Oxygen Atom Source. Nature Chemistry, 2013, 5, 122-125.
• E. Balaraman, C. Gunanathan, J. Zhang, L. J. W. Shimon and D. Milstein. Efficient Hydrogenation of Organic Carbonates, Carbamates, Formates Indicates Alternative Routes to Methanol Based on CO2 and CO. Nature Chemistry 2011, 3, 609-614.
• C. Gunanathan and D. Milstein. Metal-Ligand Cooperation by Aromatization-Dearomatization: A New Paradigm in Bond Activation and “Green” Catalysis Accts. Chem. Res. 2011, 44, 588-602.
• S. W. Kohl, L. Weiner, L. Schwartsburd, L. Konstantinovski, L. J. W. Shimon, Y. Ben David, M. Iron and D. Milstein. Consecutive Thermal H2 and Light-Induced O2 Evolution from Water Promoted by a Metal Complex. Science 2009, 324, 74-77.
• E. Poverenov, I. Efremenko, A. I. Frenkel, Y. Ben-David, L. J. W. Shimon, G. Leitus, L. Konstantinovski, J. M. L. Martin, D. Milstein. Evidence for a Terminal Pt(IV)-Oxo Complex Exhibiting Diverse Reactivity. Nature, 2008, 455, 1093-1096.
• C. Gunanathan, Y. Ben-David and D. Milstein. Direct Synthesis of Amides from Alcohols and Amines with Liberation of H2. Science, 2007, 317, 790-792.
• R. Popovitz-Biro, M. Lahav and D. Milstein. Impact of Molecular Order in Langmuir-Blodgett Films on Catalysis. Science, 1997, 278, 2100.
• M. Aizenberg and D. Milstein. Catalytic Activation of Carbon-Fluorine Bonds by a Soluble Transition Metal Complex. Science, 1994, 265, 359.
• M. Gozin, M, Aizenberg, S.-Y. Liou, A. Weisman, Y. Ben-David and D. Milstein. Transfer of Methylene Groups Promoted by Metal Complexation. Nature, 1994, 370, 42.
• M. Gozin, A. Weisman, Y. Ben-David and D. Milstein. Activation of a Carbon-Carbon Bond in Solution by Transition-Metal Insertion. Nature, 1993, 364, 699.
• D. Milstein and J. K. Stille. A General, Selective and Facile Method for Ketone Synthesis from Acid Chlorides and Organotin Compounds Catalyzed by Palladium. J. Am. Chem. Soc., 1978, 100, 3636.

לקריאה נוספת

• David Milstein: Shaping Organometallic Catalysis Over Five Decades, ChemistryViews.

קישורים חיצוניים

• דוד מילשטיין, באתר גוגל סקולר