Main-group element-mediated activation of dinitrogen
ডাইনাইট্রোজেনের প্রধান-গোষ্ঠী উপাদান-মধ্যস্থ সক্রিয়করণ হল এন2 সক্রিয়করণ যা প্রতিক্রিয়াশীল প্রধান গোষ্ঠী উপাদান কেন্দ্রিক অণু (যেমন, নিম্ন ভ্যালেন্ট প্রধান গোষ্ঠী ধাতু সিএ, ডাইকোর্ডিনেট বোরিলিন, বোরন র্যাডিকেল, কার্বিন ইত্যাদি) দ্বারা সহজতর হয়। মানুষের জীবনের জন্য পটভূমি ডাইনাইট্রোজেন স্থিরকরণ অপরিহার্য। বর্তমানে, শিল্পটি খুব উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে ধাতব অনুঘটকের উপর ভিত্তি করে এন2 এবং এইচ2-কে এনএইচ3-তে রূপান্তর করতে হ্যাবার-বশ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। বিকল্প কৌশল যা হালকা পরিস্থিতিতে এন2 থেকে এনএইচ3-তে রূপান্তরকে উপলব্ধি করে তা রসায়নের একটি দীর্ঘস্থায়ী লক্ষ্য। বিগত দশকগুলিতে, বেশ কয়েকটি রূপান্তর-ধাতব প্রজাতি এন2-কে বাঁধতে (এবং এমনকি কার্যকরী করতে) পাওয়া গেছে। ডাইনাইট্রোজেন সক্রিয়করণে রূপান্তর ধাতুগুলির প্রাদুর্ভাব এই সত্যের জন্য দায়ী যে অব্যবহৃত এবং অধিকৃত ডি অরবিটালগুলি এন 2 থেকে এবং পিছনে দান করা ইলেক্ট্রন ঘনত্ব গ্রহণ করার জন্য শক্তিশালী এবং প্রতিসম উভয়ভাবেই অ্যাক্সেসযোগ্য হতে পারে। তা সত্ত্বেও, নিম্ন-ভ্যালেন্ট, নিম্ন-সমন্বিত প্রধান-গোষ্ঠী উপাদানগুলির বিকাশ যা রূপান্তর ধাতুর বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকরণ করে প্রধান গোষ্ঠী উপাদানগুলির দ্বারা এন2 সক্রিয়করণ আবিষ্কার করার আরও সুযোগ প্রদান করে। লিথিয়াম ঘরের তাপমাত্রায় এন2-এর সাথে বিক্রিয়া করে একটি বিচ্ছিন্ন পণ্য লি3এন তৈরি করতে পারে। যাইহোক, এটি সম্প্রতি অবধি ছিল যে প্রধান গোষ্ঠী উপাদান দ্বারা নিয়ন্ত্রণযোগ্য, ধাপে ধাপে এন 2 সক্রিয়করণ বিকাশ লাভ করতে শুরু করে, বিশেষত তাদের জন্য যাদের মূল মধ্যবর্তীগুলি ভাল কাঠামোগতভাবে চিহ্নিত এবং এমনকি বিচ্ছিন্ন ছিল। ক্যালসিয়াম দ্বারা এন2 সক্রিয়করণ 2021 সালে, হার্ডার এট আল। একটি নিম্ন-ভ্যালেন্ট ক্যালসিয়াম কমপ্লেক্স দ্বারা ডাইনাইট্রোজেন সক্রিয়করণ অর্জন করা হয়েছিল, যা একটি ক্যালসিয়াম (II) কমপ্লেক্স [সি. এ. আই (বি. ডি. আই)] 2 হ্রাস দ্বারা উত্পন্ন হয়েছিল। টি. এইচ. এফ-এর উপস্থিতিতে, কে/কে. আই-এর সাথে [সি. এ. আই (বি. ডি. আই)] 2-এর হ্রাস লাল-বাদামী স্ফটিক বহন করতে পারে। একক স্ফটিক এক্স-রে বিশ্লেষণে টার্মিনাল বিডিআই লিগ্যান্ড এবং সাইড-অন ব্রিজিং এন2 ইউনিট সহ একটি সেন্ট্রোসিমেট্রিক ডাইমার প্রকাশিত হয়েছে। জটিল (1.258 (3) এবং 1.268 (3) Å)-এ N-N দূরত্ব ডাইনাইট্রোজেন ট্রিপল-বন্ড (1.098 Å)-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘ এবং N22-এ N = N ডাবল বন্ড অক্ষরের সাথে তুলনীয়। গরম করার অবস্থায় টি. এইচ. এফ-এর আন্তঃআণবিক ডিপ্রোটোনেশন সহ এন22এ অ্যানায়নকে ডায়াজিনে (এন2এইচ2) প্রোটোনেট করা যেতে পারে। বোরন ডিকোর্ডিনেট বোরিলিনের দ্বারা এন2 সক্রিয়করণের একটি পূর্ণ পি অরবিটাল এবং উপযুক্ত প্রতিসাম্যের একটি খালি এস. পি-হাইব্রিডাইজড অরবিটাল রয়েছে যা ডাইনাইট্রোজেনের মতো নিষ্ক্রিয় ছোট অণুগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে। 2018 সালে, Braunschweig et al। সক্রিয় বোরিলিন প্রজাতি দ্বারা নাইট্রোজেন স্থিরকরণ এবং হ্রাস রিপোর্ট করা হয়েছে। [(সিএএসি) বিডিইউআরবিআর2] সীমিত পরিমাণে কেসি8 (1.5 ইকুইভ) সহ এক-ইলেকট্রন হ্রাসের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। এবং একটি আমূল জটিল [(সিএএসি) বিডিইউআরবিআর] বহন করতে পারে। র্যাডিকেল কমপ্লেক্সটি আরও হ্রাস করা যেতে পারে, যা ক্ষণস্থায়ী ডাইকোঅর্ডিনেট বোরিলিন প্রজাতি গঠন করে এবং এইভাবে ডাইনাইট্রোজেন সক্রিয় করার ক্ষমতা ছিল। বোরিলিনের ভরাট পি অরবিটাল, যা লুইস বেস হিসাবে কাজ করে, এন 2-এর π * অ্যান্টিবন্ডিং অরবিটালে দান করে। খালি sp2 অরবিটাল, যা লুইস অ্যাসিড হিসাবে কাজ করে, σ দানের মাধ্যমে N2 থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে। কেসি8 দ্বারা আরও হ্রাস এবং আরেকটি বোরিলিন অণু দ্বারা স্থিতিশীলতার পরে, ডাইপোটাসিয়াম কমপ্লেক্স {[(সিএএসি) ডুরবি] 2 (μ2-N2K2)} স্ফটিক কঠিন পদার্থে গঠিত হয়েছিল। পরিবেষ্টিত বায়ু এবং পাতিত জলের সাথে ডাইপোটাসিয়াম কমপ্লেক্সের এক্সপোজারের ফলে ডাইনাইট্রোজেন বিস (বোরিলিন) যৌগ {[(সিএএসি) ডুরবি] 2 (এমইউ2-এন2)} এবং একটি প্যারাম্যাগনেটিক ডিরাডিকাল কমপ্লেক্স [[(সিএএসি) ডুরবি] 2 (এমইউ2-এন2এইচ2)} গঠিত হয়। আরও প্রোটোনেশন এবং [(সিএএসি) ডুরবি] 2 (মাইক্রো-2-এন2এইচ2)}-এর হ্রাস কেন্দ্রীয় এন-এন বন্ধনের বিভাজন ঘটাতে পারে, যা অবশেষে এক-পাত্র বিক্রিয়ায় অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে। একই বিক্রিয়ার পুনরাবৃত্তি করা হলেও ডুর (2,3,5,6-টেট্রামাইথিল-ফেনিল) গ্রুপকে একটি বাল্কিয়ার টিপ (2,4,6-ট্রাইসোপ্রোপাইলফিনাইল) গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপিত করার ফলে একটি খুব ভিন্ন ফলাফল পাওয়া যায়ঃ প্রথম বোরিলিন অণু দ্বারা ডাইনাইট্রোজেন সমন্বিত হওয়ার পরে, অন্য বোরিলিন অণু দ্বারা দ্বিতীয় সমন্বয়টি বাল্কিয়ার 4-টিপের ক্ষেত্রে স্টেরিক বিকর্ষণ দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে বাধাগ্রস্ত হয়েছিল। পরিবর্তে, ক্ষণস্থায়ী বোরিলিন [(সিএএসি) বি. টি. আই. পি]-এর হ্রাসকারী ডাইমারাইজেশন অতিরিক্ত কে. সি. 8-এর উপস্থিতিতে ঘটতে পারে, যা জটিল [(সিএএসি)-টিপবি] 2 (μ2-এন4কে2), দুটি এন2 অণুর ক্যাটেনেশন সহ একটি পণ্য, যা একটি এন4 শৃঙ্খল গঠন করে। এটি উল্লেখ করা উচিত যে ট্রানজিশন-মেটাল-মিডিয়েটেড এন2 অ্যাক্টিভেশন প্রক্রিয়াগুলিতে এই ধরনের কাপলিং প্রতিক্রিয়া কখনও পাওয়া যায়নি। বোরিলিন অণুগুলির জন্য, দুই-ইলেকট্রন-ভরা পি অরবিটাল এবং খালি এস. পি. 2 অরবিটাল ডাইনাইট্রোজেন সক্রিয় করতে দুটি পুশ-পুল চ্যানেল সরবরাহ করে। একইভাবে, বোরন র্যাডিকেলগুলির জন্য, এক-ইলেকট্রন-ভরা পি অরবিটাল এবং খালি এসপি2 অরবিটাল এন2 সক্রিয় করার জন্য দুটি চ্যানেল সরবরাহ করে। 2022 সালে, মেজাইলস এবং অন্যান্যরা। ইন সিটু উৎপন্ন বোরন-কেন্দ্রিক র্যাডিকেল দ্বারা এন2 সক্রিয়করণ রিপোর্ট করা হয়েছে। যদিও মূল মধ্যবর্তী যা এন2-কে সক্রিয় করেছিল তা অস্পষ্ট, ডিএফটি গণনা পরামর্শ দেয় যে এন2-এর সমন্বয় দ্বিতীয় ক্লোরাইড নির্মূলের আগে ঘটে। বোরনের আরও হ্রাস এবং সমন্বয়ের পরে, N2 অবশেষে তার সর্বনিম্ন জারণ অবস্থায় নেমে আসে এবং দুটি বোরিলামাইন যৌগ, N (BCy2) 3 এবং NH (BCy2) 2-এর মিশ্রণ তৈরি হয়। কার্বন কার্বিন প্রজাতি দ্বারা এন2 সক্রিয়করণকেও এন2 সক্রিয় করার জন্য একটি ভাল বিকল্প হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছে। এন2 নিঃসরণের সাথে ডায়াজোয়ালকেনগুলির পচন কার্বেন উৎপাদনের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত কৌশলগুলির মধ্যে একটি। এর বিপরীত প্রতিক্রিয়াকে কার্বিন দিয়ে এন2-এর সক্রিয়করণ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, 1992 সালে ডেইলি এবং অন্যান্যরা। রিপোর্ট করা হয়েছে যে একটি আর্গন ম্যাট্রিক্সে 3-ব্রোমো-3-(ট্রাইফ্লোরোমেথিল) ডায়াজিরিনের ফোটোলাইসিস ব্রোমো (ট্রাইফ্লোরোমেথিল) কার্বিন বহন করতে পারে। ব্রোমো (ট্রাইফ্লুওরোমেথিল) কার্বিন ম্যাট্রিক্সে আলোক রাসায়নিকভাবে এন2-কে প্রত্যাবর্তন করে সংশ্লিষ্ট ডায়াজো যৌগ গঠন করতে পারে। তথ্যসূত্র রাসায়নিক বিক্রিয়া