Neue Anwendungen von Seltenerdmetallen: Direkte Synthese stickstoffhaltiger organischer Verbindungen aus Stickstoff

Neue Anwendungen von Seltenerdmetallen: Direkte Synthese stickstoffhaltiger organischer Verbindungen aus Stickstoff
Derzeit erfordern fast alle künstlich synthetisierten stickstoffhaltigen organischen Verbindungen die industrielle Synthese von Ammoniak (NH3). Der traditionelle industrielle Ammoniaksyntheseprozess (Haber-Bosch-Prozess) unterliegt extrem rauen Bedingungen. Es wird geschätzt, dass der jährliche Energieverbrauch etwa 2 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs ausmacht, etwa 25 Prozent der fossilen Ressourcen beansprucht und große Mengen an Treibhausgasen produziert. Daher besteht eine der wichtigen Möglichkeiten zur Lösung der oben genannten Probleme darin, Stickstoff direkt, effizient und schonend in stickstoffhaltige organische Verbindungen umzuwandeln, ohne den Umweg über NH3. Bisher gab es jedoch nur wenige relevante Literaturberichte, und das katalytische Reaktionssystem wurde noch nicht erreicht (siehe chinesische Übersicht: Direct synthesize of stickstoffhaltige organische Verbindungen aus Stickstoff, Li Jiapeng, Yin Jianhao, Yu Chao, Zhang Wenxiong, Xi Zhenfeng, „Journal of Chemistry, 2017, 75733-743).
Kürzlich gelang der Forschungsgruppe Xi Zhenfeng/Zhang Wenxiong ein effizienter Syntheseprozess von Hydrazinderivaten direkt aus organischen Substraten wie Stickstoff, MeOTf und elektrophilen Reagenzien, gefördert durch das Seltenerdmetall Scandium (Sc). Sie trennten und charakterisierten (N2) 2? -, (N2) 3- und (N2Me2) 2- Sc-Zwischenprodukt und festgestellt, dass CO effektiv (N2Me2) 2- Sc des Sc-Zwischenprodukts einfügen kann? In der N-Bindung wurde eine effiziente Kopplung von N2 und CO erreicht (Scandium Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via NC Bond Formation.Ze Jie Lv, Zhe Huang, Wen Xiong Zhang, * und Zhenfeng Xi, * J.Am. Chem . Soc. 20191418773? 8777).
Das Seltenerdmetall Scandium (Sc) wandelt Stickstoff direkt in stickstoffhaltige organische Verbindungen um
Mit dieser Arbeit gelang erstmals die direkte Synthese stickstoffhaltiger organischer Verbindungen aus Stickstoff, gefördert durch Seltenerdmetalle. Seltenerdmetalle sind für die Entwicklung Chinas von besonderer Bedeutung, und diese Arbeit zeigt einen neuen Ansatz zur effizienten Nutzung von Seltenerdmetallen. Der Hauptautor der Dissertation ist Lu Zejie, ein Doktorand. Diese Arbeit erhielt starke Unterstützung von der National Natural Science Foundation of China, dem National Research Center for Molecular Sciences in Peking und der School of Chemistry der Peking-Universität.