Suppr超能文献

通过分子三铁配合物介导的 N 和 H 形成 NH。

NH formation from N and H mediated by molecular tri-iron complexes.

机构信息

Technische Universität Braunschweig, Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Braunschweig, Germany.

CNRS, LCC (Laboratoire de Chimie de Coordination), Université de Toulouse, UPS, INPT, Toulouse, France.

出版信息

Nat Chem. 2020 Aug;12(8):740-746. doi: 10.1038/s41557-020-0483-7. Epub 2020 Jun 29.

Abstract

Living systems carry out the reduction of N to ammonia (NH) through a series of protonation and electron transfer steps under ambient conditions using the enzyme nitrogenase. In the chemical industry, the Haber-Bosch process hydrogenates N but requires high temperatures and pressures. Both processes rely on iron-based catalysts, but molecular iron complexes that promote the formation of NH on addition of H to N have remained difficult to devise. Here, we isolate the tri(iron)bis(nitrido) complex [(Cp'Fe)(μ-N)] (in which Cp' = η-1,2,4-(MeC)CH), which is prepared by reduction of [Cp'Fe(μ-I)] under an N atmosphere and comprises three iron centres bridged by two μ-nitrido ligands. In solution, this complex reacts with H at ambient temperature (22 °C) and low pressure (1 or 4 bar) to form NH. In the solid state, it is converted into the tri(iron)bis(imido) species, [(Cp'Fe)(μ-NH)], by addition of H (10 bar) through an unusual solid-gas, single-crystal-to-single-crystal transformation. In solution, [(Cp'Fe)(μ-NH)] further reacts with H or H to form NH.

摘要

在环境条件下,生命系统通过一系列质子化和电子转移步骤,利用氮酶将 N 还原为氨 (NH)。在化学工业中,哈伯-博世 (Haber-Bosch) 工艺将 N 加氢,但需要高温高压。这两个过程都依赖于铁基催化剂,但在向 N 添加 H 时促进 NH 形成的分子铁配合物仍然难以设计。在这里,我们分离出三(铁)双(亚硝酰)配合物 [(Cp'Fe)(μ-N)](其中 Cp' = η-1,2,4-(MeC)CH),它是通过在 N 气氛下还原 [Cp'Fe(μ-I)] 制得的,由三个铁中心通过两个 μ-亚硝酰配体桥接而成。在溶液中,该配合物在环境温度(22°C)和低压(1 或 4 巴)下与 H 反应生成 NH。在固态下,通过不寻常的固-气、单晶-单晶转变,通过添加 H(10 巴)将其转化为三(铁)双(亚氨基)物种,[(Cp'Fe)(μ-NH)]。在溶液中,[(Cp'Fe)(μ-NH)] 进一步与 H 或 H 反应生成 NH。

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