Nitroz inert forțat să reacționeze cu el însuși – ScienceDaily


Constituind peste 78% din aerul pe care îl respiram, azotul este elementul găsit cel mai adesea în forma sa pură pe pământ. Motivul abundenței azotului elementar este stabilitatea incredibilă și inerția dinitrogenului (N2), o moleculă care cuprinde doi atomi de azot și forma în care există cel mai mare azot. Numai în medii foarte dure, cum ar fi în ionosferă, azotul poate fi asamblat în lanțuri de azot mai lungi, formând ioni de N4 cu o durată de viață foarte scurtă.

În ciuda inerției dinitrogenului, natura este capabilă să o folosească ca materie primă pentru toate tipurile de organisme vii. În sistemele biologice, legătura foarte puternică dintre azot și azot în N2 poate fi scindată și se poate produce amoniac (NH3), care devine apoi sursa de azot pentru întregul lanț alimentar de pe Pământ.

Reacție chimică complet nouă

Imitând natura, oamenii folosesc procesul Haber-Bosch pentru a descompune azotul în amoniac, care apoi poate fi prelucrat în continuare pentru a produce îngrășăminte și pentru a face disponibil azotul pentru producția de pigmenți, combustibili, materiale, produse farmaceutice și dincolo de acestea. Producerea compușilor care conțin lanțuri de doi, trei sau patru atomi de azot – care au o importanță farmaceutică în medicamente vasodilatatoare, de exemplu – necesită reasamblarea moleculelor de azot mono-azot, cum ar fi amoniacul, deoarece nu există nici o reacție directă care pot conecta direct moleculele de dinitrogen.

În această săptămână, echipele de cercetare din Germania, de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) și Universitatea Goethe din Frankfurt, raportează o reacție chimică complet nouă în Ştiinţă revistă. Noul proces utilizează molecule conținând bor care cuplează direct două molecule de N2 într-un lanț N4. Pentru prima dată, au reușit să cupleze direct două molecule de azot atmosferic N2 unul cu celălalt, fără a fi nevoiți mai întâi să împartă dinitrogenul în amoniac, ocolind astfel procesul Haber-Bosch. Această nouă metodă ar putea permite generarea directă de lanțuri de azot mai lungi.

Deschiderea drumului spre noua chimie

Noua cale de sinteză funcționează în condiții foarte ușoare: la minus 30 grade Celsius și sub o presiune moderată de azot (în jur de patru atmosfere). De asemenea, nu necesită un catalizator de metale de tranziție, spre deosebire de aproape toate reacțiile biologice și industriale ale azotului.

"Aceasta va deschide calea către o chimie cu care se pot sintetiza molecule de azot cu formă completă de lanț", spune profesorul de chimie JMU, profesorul Holger Braunschweig. Pentru prima dată, lanțurile de azot care conțin o variantă specială de azot (izotop 15N) pot fi, de asemenea, ușor de obținut.

Această descoperire științifică se bazează pe lucrarea experimentală a postdocului JMU Dr. Marc-André Légaré și pe doctorandul Maximilian Rang.

Perspectiva teoretică oferită de Universitatea Goethe

Doctorul candidat Julia Schweizer și profesorul Max Holthausen de la Universitatea Goethe din Frankfurt au fost responsabili pentru partea teoretică a lucrării. Ei s-au ocupat de modul în care cele patru atomi de azot sunt legate chimic.

"Cu ajutorul simulărilor computerizate complexe, am reușit să înțelegem condițiile neașteptat de complexe în aceste molecule frumoase, ceea ce ne va permite să anticipăm stabilitatea viitoare a unor astfel de lanțuri de azot și să sprijinim partenerii noștri experimentali în dezvoltarea ulterioară a descoperirii lor, "spune profesorul de chimie din Frankfurt.

Pașii următori în cercetare

Echipele de cercetare au avut ca scop încorporarea noilor molecule de lanț de azot în molecule organice relevante pentru medicină și farmacie, în special pentru a permite producerea analogilor lor 15N.

Povestea Sursa:

Materiale furnizate de Universitatea din Würzburg. Notă: Conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.

.



Cititi mai mult pe sciencedaily.com

Lasă un răspuns