Новые применения редкоземельных металлов: прямой синтез азотсодержащих органических соединений из азота

Новые применения редкоземельных металлов: прямой синтез азотсодержащих органических соединений из азота
В настоящее время почти все искусственно синтезированные азотсодержащие органические соединения требуют промышленного синтеза аммиака (NH3). Традиционный промышленный процесс синтеза аммиака (процесс Габера-Боша) имеет чрезвычайно жесткие условия. Подсчитано, что ежегодное потребление энергии составляет около 2 процентов мирового потребления энергии, требуя около 25 процентов ископаемых ресурсов и производя большое количество парниковых газов. Поэтому одним из важных путей решения вышеперечисленных проблем является прямое, эффективное и щадящее преобразование азота в азотсодержащие органические соединения без прохождения через NH3. Однако до сих пор было немного соответствующих литературных сообщений, и система каталитической реакции еще не была создана (см. Китайский обзор: Прямой синтез азотсодержащих органических соединений из азота, Li Jiapeng, Yin Jianhao, Yu Chao, Zhang Wenxiong, Си Чжэньфэн, "Химический журнал, 2017, 75733-743).
Недавно исследовательская группа Xi Zhenfeng / Zhang Wenxiong добилась эффективного процесса синтеза производных гидразина непосредственно из органических субстратов, таких как азот, MeOTf и электрофильные реагенты, с использованием редкоземельного металла скандия (Sc). Они разделились и охарактеризовали (N2) 2? -, (N2) 3- И (N2Me2) 2- промежуточное соединение Sc, и обнаружили, что CO может эффективно вставлять (N2Me2) 2- Sc в промежуточное соединение Sc? В случае N-связи было достигнуто эффективное связывание N2 и CO (Промотируемое скандием прямое превращение азота в производные гидразина посредством образования связи NC. Ze Jie Lv, Zhe Huang, Wen Xiong Zhang, * and Zhenfeng Xi, * J.Am. Chem .Соц.20191418773?8777).
Редкоземельный металл скандий (Sc) напрямую превращает азот в азотсодержащие органические соединения.
В этой работе впервые достигнут прямой синтез азотсодержащих органических соединений из азота, активированного редкоземельными металлами. Редкоземельные металлы имеют особое значение для развития Китая, и эта работа демонстрирует новый подход к эффективному использованию редкоземельных металлов. Ведущим автором диссертации является Лу Цзэцзе, докторант. Эта работа получила сильную поддержку со стороны Национального фонда естественных наук Китая, Национального исследовательского центра молекулярных наук в Пекине и Школы химии Пекинского университета.