Main-group element-mediated activation of dinitrogen
डाइनाइट्रोजन का मुख्य-समूह तत्व-मध्यस्थ सक्रियण एन2 सक्रियण है जो प्रतिक्रियाशील मुख्य समूह तत्व केंद्रित अणुओं (जैसे, लो वैलेन्ट मुख्य समूह धातु सीए, डिकोऑर्डिनेट बोरिलीन, बोरॉन रेडिकल, कार्बीन, आदि) द्वारा सुगम होता है। पृष्ठभूमि डाइनाइट्रोजन स्थिरीकरण मानव जीवन के लिए आवश्यक है। वर्तमान में, उद्योग बहुत उच्च दबाव और तापमान स्थितियों में धातु उत्प्रेरण के आधार पर एन2 और एच2 को एन. एच. 3 में बदलने के लिए हैबर-बॉश प्रक्रिया का उपयोग करता है। वैकल्पिक रणनीतियाँ जो हल्की परिस्थितियों में एन2 से एन. एच. 3 में परिवर्तन का एहसास करती हैं, रसायन विज्ञान में एक लंबे समय तक चलने वाला लक्ष्य है। पिछले दशकों में, कई संक्रमण-धातु प्रजातियों को एन2 को बांधने (और यहां तक कि कार्यात्मक बनाने) के लिए पाया गया है। डाइनाइट्रोजन सक्रियण में संक्रमण धातुओं की व्यापकता का श्रेय इस तथ्य को दिया जाता है कि खाली और कब्जे वाले डी ऑर्बिटल्स एन 2 से इलेक्ट्रॉन घनत्व को स्वीकार करने और वापस दान करने के लिए ऊर्जावान और सममित रूप से सुलभ दोनों हो सकते हैं। फिर भी, कम-वेलेंट, कम-समन्वित मुख्य-समूह तत्वों का विकास जो संक्रमण धातु के इलेक्ट्रॉनिक गुणों की नकल करते हैं, मुख्य समूह तत्वों द्वारा एन2 सक्रियण का पता लगाने के लिए अधिक अवसर प्रदान करता है। लिथियम एक पृथक उत्पाद ली3एन देने के लिए कमरे के तापमान पर एन2 के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है। हालांकि, यह हाल तक था कि मुख्य समूह तत्व द्वारा नियंत्रणीय, चरणबद्ध एन2 सक्रियण पनपने लगा, विशेष रूप से उन लोगों के लिए जिनके प्रमुख मध्यवर्ती अच्छी तरह से संरचनात्मक रूप से विशेषता वाले थे और यहां तक कि अलग भी थे। कैल्शियम द्वारा एन2 सक्रियण 2021 में, हार्डर एट अल। एक निम्न-वेलेंट कैल्शियम कॉम्प्लेक्स द्वारा डाइनाइट्रोजन सक्रियण प्राप्त किया गया, जो एक कैल्शियम (II) कॉम्प्लेक्स [सी. ए. आई. (बी. डी. आई.)] 2 की कमी से उत्पन्न हुआ। टी. एच. एफ. की उपस्थिति के साथ, के/के. आई. के साथ [सी. ए. आई. (बी. डी. आई.)] 2 की कमी लाल-भूरे रंग के क्रिस्टल को वहन कर सकती है। एकल क्रिस्टल एक्स-रे विश्लेषण से टर्मिनल बी. डी. आई. लिगेंड और साइड-ऑन ब्रिजिंग एन2 इकाइयों के साथ एक सेंट्रोसिमेट्रिक डाइमर का पता चला। कॉम्प्लेक्स (1.258 (3) और 1.268 (3) Å) में N-N दूरी डाइनाइट्रोजन ट्रिपल-बॉन्ड (1.098 Å) की तुलना में उल्लेखनीय रूप से लंबी है और N22-में N = N डबल बॉन्ड कैरेक्टर के साथ तुलनीय है। गर्म करने की स्थिति में टी. एच. एफ. के इंट्रामोलिकुलर डिप्रोटोनेशन के साथ एन22आईएन आयन को डायजीन (एन2एच2) में भी प्रोटोनेट किया जा सकता है। बोरान डिकोऑर्डिनेट बोरिलीन द्वारा एन2 सक्रियण में एक भरा हुआ पी ऑर्बिटल और उपयुक्त समरूपता में एक खाली एसपी-हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल होता है जो डाइनाइट्रोजन जैसे निष्क्रिय छोटे अणुओं के साथ बातचीत कर सकता है। 2018 में, ब्राउनश्वेइग और अन्य। सक्रिय बोरिलीन प्रजातियों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण और कमी की सूचना दी गई। [(सी. ए. ए. सी.) बी. डी. यू. आर. बी. आर. 2] के. सी. 8 की सीमित मात्रा के साथ आसानी से एक-इलेक्ट्रॉन की कमी से गुजर सकता है। और एक कट्टरपंथी परिसर [(सी. ए. ए. सी.) बी. डी. यू. आर. बी. आर.]। रेडिकल कॉम्प्लेक्स को और कम किया जा सकता है, जिससे क्षणिक डिकोऑर्डिनेट बोरिलीन प्रजाति बनती है और इस प्रकार इसमें डाइनाइट्रोजन को सक्रिय करने की क्षमता होती है। बोरिलीन का भरा हुआ पी ऑर्बिटल, जो लुईस बेस के रूप में कार्य करता था, N2 के π * एंटीबॉन्डिंग ऑर्बिटल को दान कर दिया। खाली sp2 कक्षीय, जो लुईस एसिड के रूप में कार्य करता था, ने σ दान के माध्यम से N2 से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार किया। के. सी. 8 द्वारा और कमी और एक अन्य बोरिलीन अणु द्वारा स्थिरीकरण के बाद, डाइपोटैशियम कॉम्प्लेक्स [[(सी. ए. ए. सी.) डर्ब] 2 (एम. यू. 2-एन. 2. के. 2)] क्रिस्टलीय ठोस में बना था। परिवेशी वायु और आसुत जल के साथ डाइपोटैशियम कॉम्प्लेक्स के संपर्क में आने से डाइनाइट्रोजन बिस (बोरिलीन) यौगिक [[(सी. ए. ए. सी.) डर्ब] 2 (एम. यू. 2-एन. 2)] और एक पैरामैग्नेटिक डिराडिकल कॉम्प्लेक्स [[(सी. ए. ए. सी.) डर्ब] 2 (एम. यू. 2-एन. 2. एच. 2)] का निर्माण होता है। आगे प्रोटोनेशन और [(सी. ए. ए. सी.) डी. आर. बी.] 2 (एम. यू. 2-एन. 2. एच. 2)} की कमी से केंद्रीय एन. एन. बंधन का विच्छेद हो सकता है, जिससे अंततः एक-बर्तन प्रतिक्रिया में अमोनियम क्लोराइड का निर्माण हो सकता है। एक ही प्रतिक्रिया को दोहराते हुए लेकिन डुर (2,3,5,6-टेट्रामीथाइल-फेनिल) समूह को एक बल्कियर टिप (2,4,6-ट्राइसोप्रोपाइलफिनाइल) समूह द्वारा प्रतिस्थापित करने के परिणामस्वरूप एक बहुत ही अलग परिणाम निकलाः पहले बोरिलीन अणु द्वारा डाइनाइट्रोजन के समन्वय के बाद, दूसरे बोरिलीन अणु द्वारा दूसरा समन्वय बल्कियर 4-टिप के मामले में स्टेरिक प्रतिकर्षण द्वारा काफी बाधित था। इसके बजाय, क्षणिक बोरिलीन [(सी. ए. ए. सी.) बी. टी. आई. पी.] का रिडक्टिव डाइमराइजेशन अतिरिक्त के. सी. 8 की उपस्थिति में हो सकता है, जो कॉम्प्लेक्स {[सी. ए. ए. सी.-टी. आई. पी. बी.] 2 (एम. यू. 2-एन. 4. के. 2), दो एन. 2 अणुओं के कैटेनेशन के साथ एक उत्पाद है, जो एक एन. 4 श्रृंखला बनाता है। यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि इस तरह की युग्मन प्रतिक्रिया संक्रमण-धातु-मध्यस्थ एन2 सक्रियण प्रक्रियाओं में कभी नहीं पाई गई थी। बोरिलीन अणुओं के लिए, दो-इलेक्ट्रॉन से भरे पी ऑर्बिटल और खाली एसपी2 ऑर्बिटल डाइनाइट्रोजन को सक्रिय करने के लिए दो पुश-पुल चैनल प्रदान करते हैं। इसी तरह, बोरान कणों के लिए, एक-इलेक्ट्रॉन से भरा पी कक्षीय और खाली एसपी2 कक्षीय एन2 को सक्रिय करने के लिए दो चैनल प्रदान करते हैं। 2022 में, मेज़ाइल्स एट अल। इन सीटू द्वारा उत्पन्न बोरॉन-केंद्रित कणों द्वारा एन2 सक्रियण की सूचना दी गई। हालांकि प्रमुख मध्यवर्ती जो एन2 को सक्रिय करता है, स्पष्ट नहीं है, डी. एफ. टी. गणना ने सुझाव दिया कि एन2 का समन्वय दूसरे क्लोराइड उन्मूलन से पहले होता है। बोरान की और कमी और समन्वय के बाद, N2 को अंततः अपनी सबसे कम ऑक्सीकरण स्थिति में घटा दिया गया और दो बोरिलामाइन यौगिकों, N (BCy2) 3 और NH (BCy2) 2 का मिश्रण उत्पन्न किया गया। कार्बन कार्बाइन प्रजातियों द्वारा एन2 सक्रियण को भी एन2 को सक्रिय करने के लिए एक अच्छा विकल्प माना गया है। एन2 के रिलीज के साथ डायज़ोआल्केन का अपघटन कार्बेन के उत्पादन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रणनीतियों में से एक है। इसकी विपरीत प्रतिक्रिया को कार्बेन के साथ एन2 के सक्रियण के रूप में माना जा सकता है। उदाहरण के लिए, 1992 में, डेली एट अल। उन्होंने बताया कि एक आर्गन मैट्रिक्स में 3-ब्रोमो-3-(ट्राइफ्लोरोमेथाइल) डायज़िरिन का फोटोलिसिस ब्रोमो (ट्राइफ्लोरोमेथाइल) कार्बाइन का खर्च वहन कर सकता है। ब्रोमो (ट्राइफ्लोरोमेथाइल) कार्बाइन मैट्रिक्स में प्रकाश रासायनिक रूप से एन2 को पलट कर संबंधित डायज़ो यौगिक बना सकता है। संदर्भ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ