Memutuskan Ikatan Nitrogen-Nitrogen Lebih Efesien Tanpa Amonia

Untuk memecahkan beberapa ikatan kimia, ilmuwan telah memotong dua kandungan yang paling sulit dalam kimia di laboratorium seperti dalam mimpi memisahkan bayi kembar siam dengan satu otak dan semua hidup normal. Menghasilkan reaksi kimia dan dapat memberikan jalan lebih singkat untuk membuat berbagai obat-obatan atau senyawa penting secara biologis lainnya.

Dalam esksperimen terbaru, kompleks logam dan karbon monoksida bersatu untuk membelah tiga ikatan yang menghubungkan dua atom nitrogen, salah satu ikatan alami terkuat dalam dunia kimia. Menghilangkan nitrogen yang terikat selalu menjadi tugas menakutkan. Bahkan ketika selesai tidak selalu menghasilkan produk yang bermanfaat.

Para peneliti melaporkan pada 3 Desember 13 di jurnal Nature Chemistry, reaksi baru menghasilkan senyawa dengan ikatan karbon-nitrogen dan hasil dalam suhu dan tekanan halus. Reaksi kimia ini menghindari jalan memutar yang mahal karena harus membuat amonia (nitrogen dan hidrogen). "Ini merupakan kontribusi penting. Kita dapat menambahkannya ke kotak peralatan kimia," kata Christopher Cummins dari laboratorium MIT.

Sekitar 78 persen dari atmosfer bumi adalah nitrogen, tetapi pemanfaatan tidak mudah. Nitrogen atmosfer hidup seperti kembar yang tak terpisahkan, dalam bentuk N2, sangat terkait dengan ikatan rangkap tiga dan relatif inert. Dinitrogen ini akan bereaksi dengan oksigen dan hujan ke bumi di mana berbagai mikroba "memperbaiki", memisahkan si kembar, membuat mereka tersedia untuk ikatan dengan molekul lain, seperti karbon.

Untuk mendapatkan ikatan karbon-nitrogen di laboratorium, Paul Chirik kimiawan Cornell University menembak ikatan N2 dengan logam dan karbon monoksida. Para ilmuwan memulai dengan kompleks logam hafnium dan dinitrogen dalam larutan dan kemudian ditambahkan gas karbon monoksida. Elektron dari hafnium dan karbon "merobek ikatan tiga". Sebagai bagian dari reaksi, karbon dari karbon monoksida kemudian ikatan atom nitrogen menciptakan ikatan karbon-nitrogen yang berguna.

Membuat senyawa, seperti nilon yang memerlukan ikatan karbon-nitrogen saat ini membutuhkan pembuatan amonia di sepanjang proses. Metode baru mungkin menawarkan alternatif. "Ini seolah-olah anda terbang dari New York ke Miami dan anda harus transit di Chicago. Namun, kami mencoba untuk terbang secara langsung," kata Chirik.

Meskipun hasil kimia oxamide dalam catatan Chirik tidak dilakukan dalam jumlah yang cukup besar untuk segera aplikatif. Dan reaksi sementara membebaskan nitrogen, namun penggunaan amonia manjadi tidak efesien, Haber-Bosch process sudah melaksanakan pekerjaan dengan baik dan dapat digunakan secara luas. Tetapi dalam banyak contoh, mencari tahu cara untuk melewatkan suhu Haber-Bosch, kebutuhan tekanan, dan permintaan energi yang terkait akan menjadi plus. Reaksi-reaksi ini dapat memberikan kimia baru untuk membuat obat-obatan dan senyawa penting secara biologis lainnya. "Diharapan adalah rekayasa dalam proses industri," kata Cummins.