安徽大學合作最新Nature

　　烷基胺的理想合成包括直接使用豐富且容易獲得的分子，如二氮(N2)和原料烯烴。然而，這仍然是一個巨大的挑戰，因為通常很難同時激活N2和一個簡單的烯烴，并通過C-N鍵形成將它們結合在一起。目前，烷基胺的合成依賴于使用通過Haber-Bosch工藝產生的氨和預官能化的親電碳源。

　　2024年6月17日，安徽大學羅根、日本理化學研究所（RIKEN）侯召民及Takanori Shima共同通訊在Nature 在線發表題為“Hydroamination of alkenes with dinitrogen and titanium polyhydrides”的研究論文，該研究報道了在三鈦氫化框架下，簡單烯烴與N2的氫胺化反應，這激活了烯烴和N2，導致選擇性的C-N鍵形成，并提供相應的烷基胺進一步氫化和質子化。

　　計算研究揭示了N2活化和選擇性C-N鍵形成的關鍵機制細節。這項工作證明了一種由多核氫化物框架介導的N2和簡單碳氫化合物轉化為含氮有機化合物的策略。

　　二氮(N2)是地球大氣中最豐富的成分，也是一種容易獲得的自然資源，但在一般條件下是極其惰性的。工業上，氮氣通過Haber-Bosch工藝在惡劣條件下(350  -550°C, 150  -350 atm)在固體催化劑上與H2加氫轉化為NH3，這是唯一使用氮氣作為原料的商業工藝。目前，能源密集型的Haber-Bosch工藝生產的NH3是工業制備含氮有機化合物的唯一氮源。開發在溫和條件下將N2直接轉化為含氮有機化合物的方法對于提供更簡單、更直接的過程和減少碳足跡具有重要的經濟/環境意義。

　　烷基胺是一類重要的化學物質，具有多種用途。在工業上，烷基胺主要是通過醇與伯胺或仲胺的脫氫偶聯，酮/醛的還原性胺化，或用NH3硝化羧酸，然后加氫生產的。所有這些合成路線都依賴于使用NH3或NH3衍生的氮源。除氮源外，制備烷基胺的碳源還需要一些羥基或羰基等官能團來促進與氮源形成C-N鍵，這些官能團一般由烯烴等碳氫化合物制備。因此，直接使用氮氣和豐富的非活化烯烴作為原料合成烷基胺是一個很有興趣但仍不清楚的問題。

丙烯和N2在三氫化鈦骨架中的活化和轉化（圖源自Nature ）

　　研究人員利用三鈦氫化配合物，實現了非活性烯烴與N2直接加氫胺化合成烷基胺。研究結果表明，像這樣的多核氫化物框架可以作為與簡單碳氫化合物(如非活化烯烴)進行N2功能化的良好平臺。這項工作將鼓勵進一步探索各種碳氫化合物在多核氫化物框架中與N2的氫胺化反應，并開發以N2和簡單碳氫化合物為原料合成胺的催化工藝。