Ten składa się z azotu i wodoru i jest jednym z najczęściej produkowanych związków chemicznych na świecie. Badacze z Niemiec proponują, by wykorzystać nowatorski system aktywacji i katalitycznego transferu amoniaku, o czym piszą szerzej na łamach Nature Chemistry.
Czytaj też: Znamy tylko 1 procent substancji chemicznych. Dlaczego wiemy o nich tak niewiele?
Kluczową rolę odgrywają w tym przypadku aminy, czyli organiczne pochodne amoniaku. Mogą one być wykorzystywane do wytwarzania substancji wykorzystywanych w rolnictwie czy farmacji oraz produkcji detergentów, barwników, smarów czy powłok. Na tym potencjalne zastosowania się nie kończą, ponieważ mówi się też o używaniu ich w rafineriach i elektrowniach oraz w formie katalizatorów służących do produkcji poliuretanów.
Receptą na sukces w wykonaniu naszych zachodnich sąsiadów okazało się rozerwanie silnego wiązania między azotem i wodorem. W takich okolicznościach cząsteczka amoniaku może zostać przeniesiona do innych cząsteczek, na przykład nienasyconych węglowodorów. Idąc dalej, przeniesienie amoniaku do etylenu doprowadzi do powstania etyloaminy, co w świecie nauki jest określane mianem hydroaminacji.
Związek w postaci amoniaku jest powszechnie dostępny i może służyć do pozyskiwania składników stosowanych na przykład w farmacji czy rolnictwie
Jako że amoniak i etylen nie reagują w łatwy sposób, to do przeprowadzenia tej reakcji potrzeba katalizatora. Takowe, oparte na metalach przejściowych, mają poważną wadę: reagują z amoniakiem i stają się nieaktywne. Z tego względu hydroaminacja nieaktywowanych alkenów amoniakiem jest czasami nazywana świętym Graalem katalizy.
Zespół badawczy złożony z przedstawicieli Karlsruhe Institute of Technology, Uniwersytetu w Paderborn i Uniwersytetu Complutense w Madrycie, dokonał potencjalnego przełomu w tym zakresie. Jak wyjaśnia Frank Breher, on i jego współpracownicy stworzyli system aktywacji amoniaku oparty nie na metalach przejściowych, lecz na pierwiastkach z grupy głównej. Co istotne, proponowana metoda nie prowadzi do powstawania odpadów, dlatego może być neutralna dla środowiska.
Czytaj też: Komputer wymyślił niemal pół miliona materiałów. Gdzie kończą się możliwości sztucznej inteligencji?
W toku prowadzonych badań naukowcy stworzyli FLP (frustrated Lewis pair), czyli strukturę składającą się z kwasu w formie akceptora pary elektronowej i zasady jako donora pary elektronowej. W odpowiednich okolicznościach cząsteczka może reagować na przykład z amoniakiem, co jest mile widziane z perspektywy poruszanego tematu. Warto podkreślić, że FLP reaguje z niewodnym amoniakiem w sposób neutralny termicznie i odwracalnie rozszczepia wiązanie azot-wodór amoniaku w temperaturze pokojowej.
