通訊單位：Institute for Inorganic Chemistry, Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg, Würzburg, Germany. Institute for Sustainable Chemistry & Catalysis with Boron, Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg, Würzburg, GermanyDOI: 10.1038/s41557-020-0520-6工業(yè)還原N2制氨是一個能源密集型過程，消耗了全球能源供應(yīng)的很大一部分。因此，幾十年來人們一直在尋找能夠結(jié)合N2并在溫和條件下裂解其強N-N鍵的物種。直到最近，已知的唯一支持N2固定和功能化的物種是基于元素周期表s和d塊中的少數(shù)金屬。● 本文作者通過一鍋法，在室溫條件下，將N2轉(zhuǎn)化為NH4Cl。● 通過使用固相還原劑和酸性試劑，在室溫下以單一合成步驟進(jìn)行復(fù)雜的多重還原質(zhì)子化反應(yīng)。對混合物進(jìn)行簡單的酸性淬火，然后就得到銨，化肥中氨的質(zhì)子化形式。● 闡明了該過程的基本反應(yīng)步驟，包括關(guān)鍵的N-N鍵裂解過程，并分離出了反應(yīng)的所有中間體。▲圖1、一鍋法，硼烯介導(dǎo)的N2合成氯化銨，以及所涉及的單個還原質(zhì)子化步驟的闡明。
以50%概率的位移橢球表示5-8的固體結(jié)構(gòu)。為了清楚起見，周圍的氫原子和碳橢球已經(jīng)被除去。除了晶體中8個碳原子上的氫原子外，所有描繪的氫原子都位于晶體上。原子代碼：灰色，碳白色； 白色，氫； 綠色硼 紫色，鉀；藍(lán)色，氮。 在?5 atm的壓力下施加N2。相對于硼，以10-15摩爾當(dāng)量施用KC8和B(OH)3。 將所有涉及N2的反應(yīng)保持在50°C以下，直到施加氣態(tài)N2，然后將其加熱到室溫。 所有其他反應(yīng)均在室溫下進(jìn)行。
▲圖2 硼烯介導(dǎo)的銨合成的總體機理示意圖。
自由基[（CAAC）BBrDur]的初始還原提供了假想的亞芳基物種A，從該物種依次進(jìn)行兩個電子和兩個質(zhì)子步驟以及最后的酸淬滅步驟可生成銨。可以使用固態(tài)還原劑KC8和固態(tài)質(zhì)子化劑B(OH)3在一個步驟和反應(yīng)容器中完成所有七個還原質(zhì)子化過程。隨后的酸淬滅也可以在相同的容器中進(jìn)行，無需分離步驟。因此，整個過程構(gòu)成一鍋反應(yīng)。橙色圓圈中的文字表示N2單元的形式還原質(zhì)子化程度。
https://www.nature.com/articles/s41557-020-0520-6
