Всесторонний анализ глобального бюджета N2O показал, что его выбросы росли за последние четыре десятилетия, при этом сельскохозяйственная деятельность отвечала за рост. Несмотря на то, что N2O присутствует в атмосфере в концентрации в 1000 раз меньше, чем CO2, он примерно в 300 раз сильнее парникового газа.
В природе N2O превращается ферментами в N2 и H2O.
Процесс можно имитировать в лабораторных условиях, используя каталитические комплексы металлов. Удивительно, но четко определенные комплексы N2O с переходными металлами чрезвычайно редки, даже несмотря на то, что CO2 имеет богатую и хорошо задокументированную координационную химию.
Существенно различающееся поведение этих двух родственных малых молекул объясняется плохими лигандными характеристиками N2O по сравнению с CO2, но происхождение и детали этого обоснования трудно отследить.
«Чем больше информации мы пытались найти по этой теме, тем ближе мы подходили к круговой аргументации», – говорит д-р. Хейкки М. Туононен из Университета Ювяскюля, Финляндия. «Во многих случаях были подчеркнуты некоторые свойства N2O, но почти все они характерны и для CO2», – продолжает он.
"Эта загадка была одной из причин, почему во время Доктора. Во время визита Туононена в Калгари в качестве стипендиата Киллама наши исследовательские группы решили объединить усилия и синтезировать аналогичные комплексы металлов N2O и CO2, а также подробно изучить взаимодействие металл-лиганд », – говорит доктор. Роланд Рослер из Университета Калгари, Канада.
Редкометалльный комплекс N2O, устойчивый даже при комнатной температуре
Результаты двухлетнего исследования показали, что, вопреки общему мнению, способность к связыванию металлов у N2O такая же или даже лучше, чем у CO2.
«Похоже, что окислительный характер N2O в основном, если не полностью, ответственен за дефицит комплексов металлов, в которых используется этот лиганд», – говорит д-р. Туононен.
«Как только у нас появился правильный металл-партнер для N2O, их связывание стало достаточно сильным, чтобы можно было выделить и охарактеризовать редкий комплекс с боковыми связями даже при комнатной температуре», – продолжает д-р.
Крис Генди, бывший доктор наук.D. студент Университета Калгари, который частично отвечал за синтетическую работу.
Помимо демонстрации того, что N2O имеет лучшую внутреннюю способность связываться с металлами, чем считалось ранее, работа двух исследовательских групп позволяет рационально разработать комплексы N2O, которые даже более стабильны, чем те, которые охарактеризованы до сих пор. Это, в свою очередь, может открыть новые возможности для использования N2O в синтетической химии.
"N2O во многих отношениях является отличным окислителем.
Он термодинамически прочный, относительно дешевый и дает N2 в качестве единственного побочного продукта », – поясняет д-р. Туононен.
«Было бы здорово увидеть более широкое использование N2O в качестве окислителя в реакциях, катализируемых металлами.
В то же время мы не должны забывать о роли, которую он играет в атмосфере », – добавляет д-р. Roesler.
"Природа нашла изящные ферментативные пути преобразования N2O в продукты, безвредные для атмосферы.
Мы должны стремиться к тому же с нашими антропогенными выбросами с использованием новых катализаторов », – заключают исследовательские группы.