Laboratoire de Chimie de Coordination UPR 8241


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Activation et fonctionnalisation du diazote par des paires de Lewis frustrées mixtes

Le diazote (N2) est une molécule abondante dans l’atmosphère et représente une source inépuisable de l’élément azote (N) indispensable aux êtres vivants. Cependant, sa grande stabilité rend sa transformation (sa "fixation") en molécules biodisponibles très difficile. Depuis près d’un siècle, le procédé industriel Haber-Bosch permet d’effectuer chaque année la conversion de millions de tonnes de N2 en ammoniac (NH3), une molécule azotée beaucoup plus réactive, qui sert entre autres de précurseur à la synthèse des fertilisants nécessaires à l’agriculture intensive. C’est un procédé est gourmand en énergie (hautes températures et pressions) et ressources fossiles (dihydrogène, H2), et est responsable de larges émissions de dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre. Dans une optique de transition énergétique et d’endiguement du réchauffement climatique, les scientifiques se penchent sur des méthodes plus douces pour activer et transformer N2, et l’utilisation de complexes moléculaires s’est montrée, au long des dernières années, prometteuse. Des chercheurs du Laboratoire de Chimie de Coordination à Toulouse sont parvenus à créer des liaisons entre un des atomes d’azote de N2 et un atome de bore (B) ou de silicium (Si), à température ambiante et sous pression atmosphérique. Pour cela, ils ont utilisé une méthode inédite basée sur l’action coopérative d’un complexe métallique et d’une molécule contenant un atome de bore, inspirée par la chimie récente des "Paires de Lewis Frustrées". Cela ouvre de nouvelles perspectives quant à la transformation de cette molécule réfractaire. Ces résultats ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition (DOI : 10.1002/anie.201706226).