(Hóa học ngày nay-H2N2)-Các nhà hóa học tại Đại học Cornell (Mỹ) vừa phát minh ra một phương pháp mới để tách và chuyển hóa đinitrogen (N2) ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng.
Nhà nghiên cứu Paul J. Chirik thuộc Đại học Cornell cho biết, tuy N2 rất sẵn có và rẻ nhưng khó có thể dùng làm chất phản ứng vì nó gần như trơ, chủ yếu do nó không phân cực và có liên kết ba rất mạnh. Trên thực tế, hầu hết các hợp chất nitơ đều được sản xuất từ amoniăc – một chất được tạo ra nhờ quá trình Haber – Bosch, trong đó sử dụng N2 làm nguyên liệu dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ rất cao.
Chirik và Donald J. Knobloch đã khắc phục vấn đề này bằng cách tạo ra một phức chất giữa nitơ và tác nhân phản ứng hafni (H) với phối tử ansa-bis(xyclopentadienyl). Quá trình hình thành phức chất này kéo dài và làm yếu liên kết N2 đến mức đủ để nó có thể bị tách ra dưới các điều kiện nhẹ nhàng khi CO – một nguyên liệu sẵn có khác – được đưa vào. Đồng thời, phản ứng tạo ra các liên kết cacbon – cacbon và nitơ – cacbon mới. Sau đó, khi bổ sung axit sẽ tạo ra phân bón oxamit. Theo các nhà nghiên cứu, điều này chứng tỏ rằng các chất nông hóa có thể được tổng hợp trực tiếp từ N2 và CO.
Nhà hóa học Michael D. Fryzuk thuộc Đại học British Columbia cho biết, nghiên cứu trên cho thấy khả năng phản ứng mới đối với đinitrogen được liên kết phối trí. Không chỉ các liên kết N-C được hình thành mà việc tách liên kết N-N bằng cách bổ sung CO là điều thực sự rất đáng chú ý. Các nhà nghiên cứu nêu trên đang tiến gần tới việc giải quyết một trong những thách thức quan trọng đã tồn tại từ lâu trong ngành hóa học, đó là sử dụng N2 làm nguyên liệu sản xuất các hợp chất nitơ hữu cơ. Ngoài phân bón, các hợp chất này còn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm khác như dược phẩm, nylon…
Trước đây, Chirik cũng đã dùng tác nhân phản ứng hafni tương tự để cho N2 phản ứng với CO2 tạo ra hidrazin thế, và dùng phức chất zirconi để tách và hyđro hóa N2 với mục đích tạo ra amoniăc.
Hiện nay, Chirik đang khảo sát các tổ hợp kim loại và phối tử khác để xác định xem phản ứng mới có thể được mở rộng cho quá trình tổng hợp các phân tử hữu cơ phức tạp hơn hay không.
Nguồn Vinachem
