Main-group element-mediated activation of dinitrogen
ڈینائٹروجن کا مین گروپ عنصر-ثالثی ایکٹیویشن این 2 ایکٹیویشن ہے جو رد عمل والے مین گروپ عنصر پر مرکوز مالیکیولز (مثال کے طور پر، کم ویلینٹ مین گروپ میٹل سی اے، ڈکوآرڈینیٹ بوریلین، بورون ریڈیکل، کاربینی، وغیرہ) کے ذریعہ سہولت فراہم کرتا ہے۔ بیک گراؤنڈ ڈائنائٹروجن فکسشن انسانی زندگی کے لیے ضروری ہے۔ فی الحال، صنعت بہت زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت کے حالات میں دھات کے اتپریرک کی بنیاد پر N2 اور H2 کو NH3 میں تبدیل کرنے کے لیے ہیبر-بوش عمل کا استعمال کرتی ہے۔ ہلکے حالات میں N2 سے NH3 میں تبدیلی کا احساس کرنے والی متبادل حکمت عملی کیمسٹری میں ایک دیرپا ہدف ہیں۔ پچھلی دہائیوں میں، منتقلی دھات کی متعدد انواع N2 کو باندھنے (اور یہاں تک کہ فعال کرنے) کے لیے پائی گئی ہیں۔ ڈائنائٹروجن ایکٹیویشن میں منتقلی کی دھاتوں کا پھیلاؤ اس حقیقت سے منسوب کیا جاتا ہے کہ غیر استعمال شدہ اور زیر قبضہ ڈی آربیٹلز این 2 کو عطیہ کرنے والے الیکٹران کی کثافت کو قبول کرنے اور واپس کرنے کے لیے توانائی اور متناسب دونوں طرح سے قابل رسائی ہو سکتے ہیں۔ اس کے باوجود، کم ویلینٹ، کم مربوط مین گروپ عناصر کی ترقی جو ٹرانزیشن میٹل کی الیکٹرانک خصوصیات کی نقل کرتی ہے، مین گروپ عناصر کے ذریعہ N2 ایکٹیویشن کا پتہ لگانے کے مزید مواقع فراہم کرتی ہے۔ لتیم کمرے کے درجہ حرارت پر N2 کے ساتھ بھی تعامل کر سکتا ہے تاکہ الگ تھلگ پروڈکٹ Li3N مل سکے۔ تاہم، یہ حال ہی تک تھا کہ مرکزی گروپ عنصر کے ذریعہ قابل کنٹرول، مرحلہ وار N2 ایکٹیویشن پھلنے پھولنے لگا، خاص طور پر ان لوگوں کے لیے جن کے کلیدی انٹرمیڈیٹس ساختی طور پر اچھی طرح سے نمایاں تھے اور یہاں تک کہ الگ تھلگ بھی تھے۔ کیلشیم کے ذریعہ N2 ایکٹیویشن 2021 میں، مشکل اور دیگر۔ کم ویلینٹ کیلشیم کمپلیکس کے ذریعہ ڈائنائٹروجن ایکٹیویشن حاصل کیا، جو کیلشیم (II) کمپلیکس [CaI (BDI)] 2 کی کمی سے پیدا ہوا تھا۔ ٹی ایچ ایف کی موجودگی کے ساتھ، کے/کے آئی کے ساتھ [سی اے آئی (بی ڈی آئی)] 2 کی کمی سرخ بھوری کرسٹل کو برداشت کر سکتی ہے۔ سنگل کرسٹل ایکس رے تجزیے سے ٹرمینل بی ڈی آئی لگینڈس اور سائیڈ آن بریجنگ این 2 یونٹس کے ساتھ ایک سینٹروسیمیٹرک ڈائمر کا پتہ چلا۔ کمپلیکس (1.258 (3) اور 1.268 (3) Å) میں N-N فاصلہ ڈائنائٹروجن ٹرپل بانڈ (1.098 Å) سے نمایاں طور پر لمبا ہے اور N22-میں N = N ڈبل بانڈ کردار کے ساتھ موازنہ ہے۔ گرم کرنے کی حالت میں ٹی ایچ ایف کے انٹرا مالیکیولر ڈیپروٹونیشن کے ساتھ این 22 این آئن کو ڈائیزین (این 2 ایچ 2) میں بھی پروٹون کیا جا سکتا ہے۔ بوران ڈکوآرڈینیٹ بوریلین کے ذریعہ این 2 ایکٹیویشن میں ایک بھرا ہوا پی آربیٹل اور مناسب ہم آہنگی میں ایک خالی ایس پی ہائبرڈائزڈ آربیٹل ہوتا ہے جو ڈینیٹروجن جیسے غیر فعال چھوٹے مالیکیولز کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔ 2018 میں، Braunschweig et al. فعال بوریلین پرجاتیوں کے ذریعہ نائٹروجن فکسشن اور کمی کی اطلاع دی۔ [(سی اے اے سی) بی ڈی آر بی آر 2] کے سی 8 (1.5 مساوی) کی محدود مقدار کے ساتھ آسانی سے ایک الیکٹران کی کمی سے گزر سکتا ہے۔ اور ایک بنیاد پرست کمپلیکس [(سی اے اے سی) بی ڈی آر بی آر] کو برداشت کریں۔ ریڈیکل کمپلیکس کو مزید کم کیا جا سکتا ہے، جس سے عارضی ڈکوآرڈینیٹ بوریلین پرجاتیوں کی تشکیل ہوتی ہے اور اس طرح اس میں ڈینیٹروجن کو چالو کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ بوریلین کا بھرا ہوا پی آربیٹل، جس نے لیوس بیس کے طور پر کام کیا، N2 کے π * اینٹی بانڈنگ آربیٹل کو عطیہ کیا۔ خالی ایس پی 2 آربیٹل، جس نے لیوس ایسڈ کے طور پر کام کیا، نے σ عطیہ کے ذریعے N2 سے الیکٹرانوں کو قبول کیا۔ کے سی 8 کی طرف سے مزید کمی اور ایک اور بوریلین مالیکیول کی طرف سے استحکام کے بعد، ڈایپوٹاشیم کمپلیکس [[(سی اے اے سی) ڈی آر بی] 2 (ایم کیو 2-این 2 کے 2)] کرسٹل ٹھوس میں تشکیل پایا۔ وسیع ہوا اور آستین شدہ پانی کے ساتھ ڈایپوٹاشیم کمپلیکس کی نمائش سے ڈینیٹروجن بیس (بوریلین) مرکب [[(سی اے اے سی) ڈی آر بی] 2 (ایم یو 2-این 2)] اور ایک پیرا میگنیٹک ڈیراڈیکل کمپلیکس [[(سی اے اے سی) ڈی آر بی] 2 (ایم یو 2-این 2 ایچ 2)] کی تشکیل ہوتی ہے۔ مزید پروٹونشن اور {[(CAAC) DurB] 2 (μ2-N2H2)} کی کمی مرکزی N-N بانڈ کے پھٹنے کا باعث بن سکتی ہے، جو آخر کار ایک برتن کے رد عمل میں امونیم کلورائد کی تشکیل کا باعث بن سکتی ہے۔ اسی رد عمل کو دہرانے کے باوجود ڈور (2,3,5، 6-tetramethyl-fhenyl) گروپ کو بلکیر ٹپ (2,4,6-triisopropylphenyl) گروپ سے تبدیل کرنے کے نتیجے میں ایک بہت ہی مختلف نتیجہ برآمد ہوا: پہلے بوریلین مالیکیول کے ذریعے ڈائنائٹروجن کو مربوط کرنے کے بعد، بلکیر 4-ٹپ کے معاملے میں دوسرے بوریلین مالیکیول کے ذریعے دوسرے کوآرڈینیشن میں سٹیرک ریپلشن کی وجہ سے کافی رکاوٹ پیدا ہوئی۔ اس کے بجائے، عارضی بوریلین [(سی اے اے سی) بی ٹی آئی پی] کی تخفیف ڈائمرائزیشن اضافی کے سی 8 کی موجودگی میں ہو سکتی ہے، جو کمپلیکس {[(سی اے اے سی)-ٹیپ بی] 2 (ایم کیو 2-این 4 کے 2)} کے مطابق ہے، جو دو این 2 مالیکیولز کے کیٹینشن کے ساتھ ایک پروڈکٹ ہے، جو این 4 چین بناتا ہے۔ یہ بات قابل ذکر ہے کہ اس قسم کے جوڑے کا رد عمل منتقلی-دھاتی-ثالثی N2 ایکٹیویشن کے عمل میں کبھی نہیں پایا گیا تھا۔ بوریلین مالیکیولز کے لیے، دو الیکٹران سے بھرے پی آربیٹل اور خالی ایس پی 2 آربیٹل ڈائنائٹروجن کو چالو کرنے کے لیے دو پش پل چینل فراہم کرتے ہیں۔ اسی طرح، بوران ریڈیکلز کے لیے، ایک الیکٹران سے بھرے پی آربیٹل اور خالی ایس پی 2 آربیٹل این 2 کو چالو کرنے کے لیے دو چینل فراہم کرتے ہیں۔ 2022 میں، میزیلیس اور دیگر۔ ان سیٹو سے پیدا شدہ بورون مرکوز ریڈیکلز کے ذریعہ N2 ایکٹیویشن کی اطلاع دی۔ اگرچہ کلیدی انٹرمیڈیٹ جس نے N2 کو چالو کیا واضح نہیں ہے، DFT حساب سے پتہ چلتا ہے کہ N2 کا ہم آہنگی دوسرے کلورائد کے خاتمے سے پہلے ہوتا ہے۔ بوران کی مزید کمی اور ہم آہنگی کے بعد، N2 کو آخر کار اس کی سب سے کم آکسیکرن حالت میں گھٹا دیا گیا اور دو بوریلامائن مرکبات، N (BCy2) 3 اور NH (BCy2) 2 کا مرکب پیدا ہوا۔ کاربن کاربینی پرجاتیوں کے ذریعہ N2 ایکٹیویشن کو بھی N2 کو چالو کرنے کے لیے ایک اچھا انتخاب سمجھا گیا ہے۔ این 2 کی رہائی کے ساتھ ڈیازوالکنز کا سڑنا کاربینس تیار کرنے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والی حکمت عملیوں میں سے ایک ہے۔ اس کے الٹا رد عمل کو کاربن کے ساتھ N2 کی سرگرمی سمجھا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، 1992 میں، ڈیلی اور دیگر۔ رپورٹ کیا گیا کہ ایک آرگان میٹرکس میں 3-برومو-3-(ٹرائیفلوورومیتھائل) ڈائیزیرینز کا فوٹولیسس برومو (ٹرائیفلوورومیتھائل) کاربینی کو برداشت کر سکتا ہے۔ برومو (ٹرائیفلوورومیتھائل) کاربینی متعلقہ ڈایزو مرکب بنانے کے لیے میٹرکس میں فوٹو کیمیکل طور پر N2 کو ریباؤنڈ کر سکتا ہے۔ حوالہ جات کیمیائی تعاملات