Νέες εφαρμογές μετάλλων σπάνιων γαιών: Άμεση σύνθεση οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο από άζωτο

Νέες εφαρμογές σπάνιων γαιών μετάλλων: Άμεση σύνθεση οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο από άζωτο
Επί του παρόντος, σχεδόν όλες οι τεχνητά συντιθέμενες οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο απαιτούν βιομηχανική σύνθεση αμμωνίας (NH3). Η παραδοσιακή βιομηχανική διαδικασία σύνθεσης αμμωνίας (Haber Bosch Process) έχει εξαιρετικά σκληρές συνθήκες. Υπολογίζεται ότι η ετήσια κατανάλωση ενέργειας αντιπροσωπεύει περίπου το 2 τοις εκατό της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας, που απαιτεί περίπου το 25 τοις εκατό των ορυκτών πόρων και παράγει μεγάλη ποσότητα αερίων του θερμοκηπίου. Ως εκ τούτου, ένας από τους σημαντικούς τρόπους επίλυσης των παραπάνω προβλημάτων είναι η άμεση, αποτελεσματική και ήπια μετατροπή του αζώτου σε οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο χωρίς να περάσει από τη NH3. Ωστόσο, έχουν υπάρξει λίγες σχετικές βιβλιογραφικές αναφορές μέχρι στιγμής και το σύστημα καταλυτικής αντίδρασης δεν έχει ακόμη επιτευχθεί (βλ. κινεζική ανασκόπηση: Άμεση σύνθεση οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο από άζωτο, Li Jiapeng, Yin Jianhao, Yu Chao, Zhang Wenxiong, Xi Zhenfeng, "Journal of Chemistry, 2017, 75733-743).
Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα Xi Zhenfeng/Zhang Wenxiong πέτυχε μια αποτελεσματική διαδικασία σύνθεσης παραγώγων υδραζίνης απευθείας από οργανικά υποστρώματα όπως το άζωτο, το MeOTf και τα ηλεκτροφιλικά αντιδραστήρια, που προωθούνται από το σκάνδιο μετάλλων σπανίων γαιών (Sc). Διαχώρισαν και χαρακτήρισαν (Ν2) 2; -, (N2) 3- Και (N2Me2) 2- Sc ενδιάμεσο και διαπιστώθηκε ότι το CO μπορεί να εισαγάγει αποτελεσματικά (N2Me2) 2- Sc of Sc ενδιάμεσο; Στον δεσμό Ν, επιτεύχθηκε αποτελεσματική σύζευξη N2 και CO (Το Scandium Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Perivative via NC Bond Formation.Ze Jie Lv, Zhe Huang, Wen Xiong Zhang, * and Zhenfeng Xi, * J.Am. Chem Soc. 20191418773; 8777).
Το σκάνδιο σπανίων γαιών (Sc) μετατρέπει απευθείας το άζωτο σε οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο
Αυτή η εργασία πέτυχε για πρώτη φορά την άμεση σύνθεση οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο από άζωτο που προωθείται από μέταλλα σπάνιων γαιών. Τα μέταλλα σπάνιων γαιών έχουν ιδιαίτερη σημασία για την ανάπτυξη της Κίνας και αυτή η εργασία καταδεικνύει μια νέα προσέγγιση για την αποτελεσματική χρήση των μετάλλων σπάνιων γαιών. Ο κύριος συγγραφέας της διατριβής είναι ο Lu Zejie, διδακτορικός φοιτητής. Αυτή η εργασία έχει λάβει ισχυρή υποστήριξη από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Εθνικό Ερευνητικό Κέντρο Μοριακών Επιστημών στο Πεκίνο και τη Σχολή Χημείας του Πανεπιστημίου του Πεκίνου.