A ritkaföldfémek új alkalmazásai: Nitrogéntartalmú szerves vegyületek közvetlen szintézise nitrogénből

A ritkaföldfémek új alkalmazásai: Nitrogéntartalmú szerves vegyületek közvetlen szintézise nitrogénből
Jelenleg szinte minden mesterségesen szintetizált nitrogéntartalmú szerves vegyülethez az ammónia (NH3) ipari szintézisére van szükség. A hagyományos ipari ammónia szintézis eljárás (Haber Bosch eljárás) rendkívül kemény körülmények között történik. Becslések szerint az éves energiafogyasztás a globális energiafogyasztás körülbelül 2 százalékát teszi ki, ami a fosszilis erőforrások körülbelül 25 százalékát igényli, és nagy mennyiségű üvegházhatású gázt termel. Ezért a fenti problémák megoldásának egyik fontos módja a nitrogén közvetlen, hatékony és kíméletes átalakítása nitrogéntartalmú szerves vegyületekké, anélkül, hogy az NH3-on áthaladna. Azonban ez idáig kevés releváns szakirodalom jelent meg, és a katalitikus reakciórendszert még nem sikerült megvalósítani (lásd Kínai áttekintés: Nitrogéntartalmú szerves vegyületek közvetlen szintézise nitrogénből, Li Jiapeng, Yin Jianhao, Yu Chao, Zhang Wenxiong, Xi Zhenfeng, „Journal of Chemistry, 2017, 75733-743).
A közelmúltban a Xi Zhenfeng/Zhang Wenxiong kutatócsoport elérte a hidrazin-származékok hatékony szintézisét közvetlenül szerves szubsztrátumokból, például nitrogénből, MeOTf-ből és elektrofil reagensekből, amelyet a ritkaföldfém-szkandium (Sc) támogat. Elválasztották és jellemezték (N2) 2? -, (N2) 3- És (N2Me2) 2- Sc intermedier, és azt találta, hogy a CO hatékonyan képes beilleszteni az (N2Me2) 2- Sc of Sc intermediert? Az N-kötésben az N2 és a CO hatékony kapcsolása valósult meg (Scandium Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hidrazine Derivatives via NC Bond Formation. Ze Jie Lv, Zhe Huang, Wen Xiong Zhang, * and Zhenfeng Xi, * J. Am. Chem. Soc. 20191418773? 8777).
A ritkaföldfém szkandium (Sc) közvetlenül alakítja át a nitrogént nitrogéntartalmú szerves vegyületekké
Ez a munka első alkalommal valósította meg nitrogéntartalmú szerves vegyületek közvetlen szintézisét nitrogénből, amelyet a ritkaföldfémek elősegítenek. A ritkaföldfémek különleges jelentőséggel bírnak Kína fejlődése szempontjából, és ez a munka a ritkaföldfémek hatékony felhasználásának új megközelítését mutatja be. A disszertáció vezető szerzője Lu Zejie doktorandusz. Ez a munka erős támogatást kapott a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítványtól, a pekingi Nemzeti Molekuláris Tudományok Kutatóközpontjától és a Pekingi Egyetem Kémiai Iskolától.