18 грудня 2009

Хіміки розробили спосіб руйнування двох найміцніших хімічних зв’язків – потрійного зв’язку азот-азот і зв’язку вуглець-кисень у молекулі СО, отримавши при цьому корисні органічні продукти. Медіатором виявленого перетворення є комплекс гафнію.
Виявлена реакція може стати основою для нових промислових способів отримання корисних речовин із доступних джерел.
Основний компонент атмосфери – азот, надзвичайно рідко знаходить застосування у промислових процесах, головним чином, завдяки високій міцності потрійного зв’язку. Одним із не багатьох винятків є процес отримання аміаку по Габеру, однак для нього потрібний підвищений тиск, високі температури і водень, який отримують при переробці нафтопродуктів.
Останніми роками дослідники все більше уваги звертають на пошук таких процесів фіксації азоту, для яких не потрібні значні енергетичні затрати, найкращі результати для такого процесу очікується отримати завдяки використанню комплексів перехідних металів. Пол Чірік із колегами з Корнельського Університету розробили металокомплексну систему фіксації азоту, що працює при кімнатній температурі.
Чірік заявляє, що в його групі розроблений метод, який дозволяє здійснювати взаємодію двох простих двоатомних молекул – азоту і монооксиду вуглецю, в результаті такої взаємодії утворюється оксамід, який може застосовуватися як добриво, що повільно входить у грунт.
Активація азоту в новому процесі здійснюється біядерним гафтоценовим комплексом, у якому атом гафнію зв’язаний із циклопентадієнільним і галогенідним лігандами.
Йодовмісний комплекс гафнію достатньо активний для взаємодії із азотом, при цьому кожний атом молекули N2 зв’язується зі “своїм” атомом гафнію. У результаті комплексоутворення кратність зв’язку азот-азот зменшується, і міцність зв’язку N-N прирівнюється до міцності одинарного зв’язку азот-азот.
Введення у систему, що містить комплекс із послабленим зв’язком азот-азот, монооксиду вуглецю призводить до розриву зв’язку N-N і утворенню зв’язків C-N. Зміна концентрації СО може призводити до утворення органічних сполук різної будови.
Чірік відмічає, що істотним недоліком нового процесу є те, що нова система активації азоту поки що функціонує у стехіометричному режимі (на розрив одної молекули азоту потрібна одна гафнійорганічна сполука). Однак він додає, що ця обставина не перешкоджає дослідженням просуватися вперед. Чірік заявляє, що його групою знайдена нова реакційна система, яка, як він сподівається, при подальшій розробці може бути модифікована до каталітичної і знайти своє застосування у промислових процесах фіксації атмосферного азоту.
Достатньо неочікуваним результатом роботи дослідників із Корнельського університету є виявлення цікавої реакційної здатності монооксиду вуглецю в новій системі – зазвичай у цієї частинки більше шансів утворити координаційний зв'язок із атомом металу, ніж у N2.
Олександра Квадреллі із Університету Ліона відмічає, що і в її дослідницькій групі робилися спроби отримати зв'язок N-C, виходячи із молекулярного азоту, але думка про використання стабільного СО в якості синтону їм не приходила. Вона додає, що утворення зв’язку N-C виходячи із інертних, стабільних і доступних молекул – це “реакція мрії”, зв'язок N-C присутній у багатьох цінних фармацевтичних сполуках і інших корисних речовинах.
Ресурс: http://www.chemport.ru/datenews.php?news=1945