Catalytic Ammonia Oxidation to Dinitrogen by Hydrogen Atom Abstraction
Catalysts for the oxidation of NH3 are critical for the utilization of NH3 as a large‐scale energy carrier. Molecular catalysts capable of oxidizing NH3 to N2 are rare. This report describes the use of [Cp*Ru(PtBu2NPh2)(15NH3)][BArF4], (PtBu2NPh2=1,5‐di(phenylaza)‐3,7‐di(tert‐butylphospha)cyclooctan...
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Veröffentlicht in: | Angewandte Chemie 2019-08, Vol.131 (34), p.11744-11750 |
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Format: | Artikel |
Sprache: | eng |
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Online-Zugang: | Volltext |
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Zusammenfassung: | Catalysts for the oxidation of NH3 are critical for the utilization of NH3 as a large‐scale energy carrier. Molecular catalysts capable of oxidizing NH3 to N2 are rare. This report describes the use of [Cp*Ru(PtBu2NPh2)(15NH3)][BArF4], (PtBu2NPh2=1,5‐di(phenylaza)‐3,7‐di(tert‐butylphospha)cyclooctane; ArF=3,5‐(CF3)2C6H3), to catalytically oxidize NH3 to dinitrogen under ambient conditions. The cleavage of six N−H bonds and the formation of an N≡N bond was achieved by coupling H+ and e− transfers as net hydrogen atom ion (HAA) steps using the 2,4,6‐tri‐tert‐butylphenoxyl radical (tBu3ArO.) as the H atom acceptor. Employing an excess of tBu3ArO. under 1 atm of NH3 gas at 23 °C resulted in up to ten turnovers. Nitrogen isotopic (15N) labeling studies provide initial mechanistic information suggesting a monometallic pathway during the N⋅⋅⋅N bond‐forming step in the catalytic cycle.
Ein molekularer Ru‐Komplex oxidiert NH3 katalytisch zu Distickstoff unter Umgebungsbedingungen. Die Spaltung von sechs N‐H‐Bindungen und die Bildung einer N≡N‐Bindung wurde durch die Kopplung von Protonen‐ und Elektronentransfers unter Verwendung des 2,4,6‐Tri‐tert‐butylphenoxyl‐Radikals (tBu3ArO.) als H‐Atomakzeptor erreicht, resultierend in bis zu 10 katalytischen Umläufen. |
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ISSN: | 0044-8249 1521-3757 |
DOI: | 10.1002/ange.201903221 |