Tổng hợp amoniac áp suất thấp Amoniăc sản xuất công nghiệp cách kết hợp khí nitơ hyđro có xúc tác sắt dạng rắn Còn phản ứng có xúc tác xảy dung dịch nào? Đã có bước tiến hành theo hướng Tổng hợp amoniăc từ nguyên tố hợp thành nitơ hyđro xếp vào hàng phát minh quan trọng xúc tác công nghiệp Nó đánh giá hai giải thưởng Nobel riêng biệt: giải thưởng thứ cho Fritz Haber vào năm 1918 sau giải thưởng cho Carl Bosch vào năm 1931, tương ứng với việc phát minh trình việc áp dụng trình Hơn 70 năm qua, hàng triệu amoniăc sản xuất năm nhờ trình Haber – Bosch Phân bón sản xuất từ amoniăc đáp ứng nhu cầu nuôi sống khoảng 40% dân số giới nguồn cung cấp 40 – 60% nitơ thể người Quá trình Haber – Bosch thực nguyên tố tương tác pha khí nhiệt độ áp suất cao bề mặt sắt hoạt hóa Sắt xúc tác dị thể, có nghĩa tồn pha khác với chất phản ứng Quá trình tiếp tục hoàn thiện, ngày áp dụng xúc tác ruteni dị thể Một hoàn thiện tốt phải trình hoạt động nhiệt độ áp suất thấp nhiều Điều đạt qua xúc tác đồng thể, đó, phức tan kim loại phản ứng với nitơ hyđro để tạo thành amoniăc dung môi Nhưng chưa có xúc tác đồng thể biết hoạt hóa trình đơn giản Tuy nhiên, ngày nay, công trình Pool đồng tác giả đề xuất đưa số giai đoạn vào phản ứng xúc tác đồng thể Các tác giả theo dõi hoạt hóa nitơ phân tử phức – kim Phức gồm ion ziriconi gắn thêm hai vòng xyclopentađienyl (C5Me4H) Khi nitơ phân tử hay đinitơ đưa vào tạo mảnh N2 bên cạnh bắc cầu hai trung tâm ziriconi Điều tự đáng ngạc nhiên, xảy sau phức chất dung dịch pentan có mặt hyđro hoàn toàn chưa biết: phức chất tạo thành, đó, nguyên tử hyđro cộng vào cầu nitơ Mặc dù dự đoán từ vài năm trước, quan sát trình chuyển hóa Tại người ta lại nhiều thời gian đến thế? Câu trả lời nitơ phân tử phối tử Nó trơ mặt hóa học liên kết vào phức kim loại giống thực thách thức hàng chục năm dài nhà hóa học vô Khi bị cưỡng chế phối trí vào kim loại nhiều trường hợp, tương tác hóa học yếu đến mức phối tử khác tốt dễ dàng thay đơn vị đinitơ Khi khử dẫn xuất xyclopentađienyl pentametyl hóa (h5-C5Me5)2ZrCl2 hỗn hống natri (Na/Hg) diện cầu đinitơ dẫn đến việc tạo thành phức chất mới, đó, đơn vị đinitơ liên kết vào hai đầu bắc cầu vào hai trung tâm ziriconi Khi tiếp xúc với hyđro, tất ba đơn vị đinitơ bị phân ly, hyđro gắn vào trung tâm ziriconi để tạo thành (h5-C5Me5)2ZrH2) Đó điều đặc biệt điển hình phối tử đinitơ Điều đáng ý thay đổi nhỏ không đáng kể liên kết phối tử tác động mạnh mẽ lên kết chuyển hóa nitơ Đã khảo sát trình tetrametyl hóa dẫn xuất xyclopentađienyl nói trên, tức nhóm metyl vòng cacbon thay nguyên tử hyđro Khi đó, khử phức chất hỗn hống natri tạo nên phức chất khác bao gồm đơn vị cầu đinitơ bên cạnh Như vậy, cách thay nhóm metyl hyđro làm thay đổi hình học phối trí đơn vị đinitơ Bây giờ, phản ứng với hyđro xảy nhanh chóng, không cần phải phân ly đơn vị đinitơ để tạo phức điazeniđo Điều chưa có tiền lệ tài liệu, thực nghiệm lý thuyết Chuyển hóa xảy sau trình nhiệt ly phản ứng với hyđro xem phản ứng Khi đun nóng dẫn xuất điazeniđo hyđro tách cầu N2H2 trung tâm xếp lại, sau phản ứng với lượng dư hyđro để tạo thành amoniăc NH3 Những chuyển hóa phản ứng xúc tác, đòi hỏi phải tái sinh phức đinitơ phản ứng N2 với (h5-C5Me5)2ZrH2 sẵn sàng lặp lại trình Nhưng thích hợp nghĩ đến trình xúc tác đồng thể cho việc sản xuất amoniăc theo hai nguyên nhân Thứ là, hyđro đinitơ chứng minh liên kết riêng rẽ đồng thời với trung tâm kim loại dung dịch, gần nhận thấy chúng tương tác để tạo thành liên kết N-H Pool đồng nghiệp cho rằng, hai phân tử đơn giản phản ứng để tạo nhiều dạng phối tử NHx Thứ hai, điều thú vị tác dụng lớn nhóm lên phối tử phụ trợ Việc thay đổi từ phối tử pentametyl hóa đến phối tử tetrametyl hóa làm biến đổi hoàn toàn phối trí đơn vị đinitơ với phức kim loại sau phản ứng với hyđro điều thực gây ngạc nhiên Chưa có dự đoán biến đổi sâu sắc gây từ thay đổi nhỏ phối tử phụ trợ Sự thực là, chưa có trình đồng thể cạnh tranh quy mô công nghiệp với trình Haber – Bosch dị thể cải tiến đại Nhưng ngày nay, với khả sản xuất amoniăc dung dịch từ nguyên tố, người ta bắt đầu hình dung dạng biến đổi khác xảy nitơ phân tử .. .ở nhiệt độ áp suất thấp nhiều Điều đạt qua xúc tác đồng thể, đó, phức tan kim loại phản ứng với nitơ hyđro... thách thức hàng chục năm dài nhà hóa học vô Khi bị cưỡng chế phối trí vào kim loại nhiều trường hợp, tương tác hóa học yếu đến mức phối tử khác tốt dễ dàng thay đơn vị đinitơ Khi khử dẫn xuất... hỏi phải tái sinh phức đinitơ phản ứng N2 với (h5-C5Me5)2ZrH2 sẵn sàng lặp lại trình Nhưng thích hợp nghĩ đến trình xúc tác đồng thể cho việc sản xuất amoniăc theo hai nguyên nhân Thứ là, hyđro