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2019-05-01氮氣合成技術新突破
593 期
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編輯部
德國符茲堡大學（Julius-MaximiliansUniversität Würzburg）與法蘭克福大學（Goethe University in Frankfurt）近日於Science發布研究指出，不必將氮氣（dinitrogen, N2）分解成氮，也能成功製造出氨氣（NH3）。
眾所皆知，在生物賴以為生的空氣中，有近78％的成分為氮氣。一般來說，它們除了以氮分子的狀態穩定存在於地球上之外，也存在更長的氮鏈型態，像是在惡劣如電離層（ionosphere）般的環境下才可能短暫出現的N4。不過，即便氮氣具有惰性（inertness），其強烈的鍵結仍可被裂解，並製造出如氨氣一般可為生態系統中的食物鏈所運用的氮源。
為分解氮氣，人們仿照自然的方式，以哈伯法（Haber-Bosch）將其鍵結裂解，進而延伸出染劑、燃料與藥材等產品。其中如血管擴張（vaso-dilating）類藥物般含有多個鏈結的化合物，具備相當重要的藥理意義，因為氮分子狀態下基本上不存在其它直接的化學反應，故需要將氮原子重新組裝，才能製備出預想的化合物。
然而，研究團隊於最新研究中表明，這種將原子重新組裝的法則，在某些條件下是可以被跳過的──只要在零下30℃和4個大氣壓的環境下，便能利用含硼分子（boroncontaining molecules）直接將2個氮分子合成N4，即使沒有過度金屬當催化劑（transition metal catalyst）也能成功。
此一發現是化學合成的一大突破，這也是第一次科學家能輕鬆打造出含有特殊氮變體的氮鏈。
Marc-André Légaré et al., Holger Braunschweig. The reductive coupling of dinitrogen, Science, 2019.