稀土金屬的新應用:從氮氣直接合成含氮有機物
目前幾乎所有人工合成的含氮有機化合物都需要經過工業合成氨(NH3)。而傳統的工業合成氨過程 (Haber-Bosch Process)條件極其苛刻。據推算年耗能占全球能耗的2%左右,需消耗約25%的化石資源,并且產生大量溫室氣體。因此,將氮氣直接、高效、溫和地轉化為含氮有機化合物,而不經過NH3, 是解決以上問題的重要途徑之一。但迄今相關文獻報道很少, 催化反應體系還沒有實現(見中文綜述:從氮氣直接合成含氮有機化合物。該研究實現了由稀土金屬鈧(Sc)促進的,直接由氮氣、MeOTf和親電試劑等有機底物反應高效合成肼衍生物的過程。他們分離和表征了(N2)2?-, (N2)3?-和(N2Me2)2?-Sc中間體,并發現CO能有效插入(N2Me2)2?-Sc中間體的Sc?N鍵中,實現了N2與CO的高效偶聯(Scandium-Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via N?C Bond Formation. Ze-Jie Lv, Zhe Huang, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi,* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8773?8777)。
北京大學
2021-04-11