יישומים חדשים של מתכות אדמה נדירות: סינתזה ישירה של תרכובות אורגניות המכילות חנקן מחנקן

יישומים חדשים של מתכות אדמה נדירות: סינתזה ישירה של תרכובות אורגניות המכילות חנקן מחנקן
נכון לעכשיו, כמעט כל התרכובות האורגניות המכילות חנקן המסונתזות באופן מלאכותי דורשות סינתזה תעשייתית של אמוניה (NH3). לתהליך סינתזת האמוניה התעשייתי המסורתי (תהליך Haber Bosch) יש תנאים קשים ביותר. ההערכה היא שצריכת האנרגיה השנתית מהווה כ-2 אחוזים מצריכת האנרגיה העולמית, הדורשת כ-25 אחוז ממשאבי המאובנים ומייצר כמות גדולה של גזי חממה. לכן, אחת הדרכים החשובות לפתור את הבעיות הנ"ל היא המרת חנקן באופן ישיר, יעיל ועדין לתרכובות אורגניות המכילות חנקן מבלי לעבור דרך NH3. עם זאת, היו מעט דיווחי ספרות רלוונטיים עד כה, ומערכת התגובה הקטליטית טרם הושגה (ראה סקירה סינית: סינתזה ישירה של תרכובות אורגניות המכילות חנקן מחנקן, Li Jiapeng, Yin Jianhao, Yu Chao, Zhang Wenxiong, Xi Zhenfeng, "Journal of Chemistry, 2017, 75733-743).
לאחרונה, קבוצת המחקר Xi Zhenfeng/Zhang Wenxiong השיגה תהליך סינתזה יעיל של נגזרות הידרזין ישירות ממצעים אורגניים כגון חנקן, MeOTf וריאגנטים אלקטרופיליים, המקודמים על ידי סקנדיום מתכת אדמה נדירה (Sc). הם הפרידו ואפיינו (N2) 2? -, (N2) 3- ו-(N2Me2) 2- Sc ביניים וגיליתי ש-CO יכול להכניס ביעילות (N2Me2) 2- Sc של ביניים Sc? בקשר N, הושג צימוד יעיל של N2 ו-CO (סקנדיום מקדם המרה ישירה של דיניטרוגן לנגזרות הידרזין באמצעות NC Bond Formation. Ze Jie Lv, Zhe Huang, Wen Xiong Zhang, * ו-Zhenfeng Xi, * J.Am. Chem. Soc. 20191418773? 8777).
סקנדיום מתכת אדמה נדירה (Sc) הופך ישירות חנקן לתרכובות אורגניות המכילות חנקן
עבודה זו השיגה לראשונה סינתזה ישירה של תרכובות אורגניות המכילות חנקן מחנקן המקודמות על ידי מתכות אדמה נדירות. למתכות אדמה נדירות יש חשיבות מיוחדת לפיתוח סין, ועבודה זו מדגימה גישה חדשה לניצול יעיל של מתכות אדמה נדירות. המחבר הראשי של התזה הוא לו זג'י, דוקטורנט. עבודה זו זכתה לתמיכה חזקה מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין, מרכז המחקר הלאומי למדעי מולקולרית בבייג'ינג ובית הספר לכימיה באוניברסיטת פקין.