氮气-15N2 | 29817-79-6

• 物质功能分类: 无机化工 - 氢、氮、氧等工业气体
• 分子结构分类: 无机化合物 - 均质非金属化合物 - 其他非金属有机物
• 中文名称: 氮气-15N2
• 中文别名: 氮-15氮气；氮-15N2
• 英文名称: nitrogen-15
• 英文别名: nitrogen；¹⁵N-nitrogen；¹⁵N₂-nitrogen；Nitrogen-15N2
• CAS: 29817-79-6
• 化学式: N₂
• 分子量: 30.0
• InChiKey: IJGRMHOSHXDMSA-ZDOIIHCHSA-N

物化性质

• 蒸气密度：
  1.34 (vs air)
• 稳定性/保质期：
  遵照规定使用和储存，则不会发生分解。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.1
• 重原子数：
  2
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  47.6
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  2

安全信息

• 危险品运输编号：
  UN 1066 2.2

制备方法与用途

简介 大气中约含有40万亿吨气体，其中氮气占78%，它微溶于水和酒精，是不可燃的，并被认为是一种窒息性气体。尽管氮被认为是惰性的，但它能形成一些非常活跃的化合物。氮气可用作稀释剂，控制自然燃烧和呼吸速率，在高氧浓度下会加速这些过程。在生命活动中，它是必不可少的，其化合物可用于食物或肥料。

用途 氮气（15-N2）是氮气的一种同位素气体，常用于核磁共振、生物同位素标记以及蛋白质大分子结构的研究。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  氮气-15N2 在 Pt₉₃Ir₇ 作用下， 生成 ¹⁵N-ammonium ion
  参考文献：
  名称：

  Excavated cubic platinum–iridium alloy nanocrystals with high-index facets as highly efficient electrocatalysts in N₂ fixation to NH₃

  摘要：

  挖掘出的立方Pt₉₃Ir₇合金纳米晶体被高指数{710}面包围，表现出优异的电催化性能，用于氮还原反应（NRR）具有高法拉第效率（40.8％）和NH₃产率（28 μg h⁻¹ cm⁻²）。

  DOI：

  10.1039/c9cc04034j
• 作为产物：
  描述：

  [Mn((15)N)(salen)] 在 tris(4-bromophenyl)ammoniumyl tetrakis(pentafluorophenyl)borate 作用下， 以 氟苯 为溶剂， 反应 0.5h， 生成 氮气-15N2
  参考文献：
  名称：

  催化氨氧化制氮法：通过使用简单的锰配合物的合成循环

  摘要：

  亲核氮化物的氧化，（沙仑）Mn≡N（1）与化学计量[氩3 N] [X]发起的氮化物偶联反应为N 2，向催化氨氧化的重要一步（沙仑= Ñ，N' -双（水杨基）-乙二胺二阴离子; Ar =对-溴苯基; X = [SbCl 6 ] -或[B（C 6 F 5）4 ] -）。Ñ 2生产由同位素的质谱分析确认1 - 15 Ñ，并且气体进行定量。氧化的金属产物是还原锰III二聚体，[（salen）MnCl] 2（2）或[（salen）Mn（OEt 2）] 2 [B（C 6 F 5）4 ] 2（3），对于X = [SbCl 6 ] -或[B （C 6 F 5）4 ] -。探究了氮化物偶联的机理，以将亚硝基与亲核/亲电偶联序列区分开。在这些研究中，罕见的混合价Mn V / Mn III桥接氮化物[[salen）Mn V（μ-N）Mn III（salen）] [B（C分离了6 F 5）4 ]（4），并通过X射

  DOI：

  10.1002/chem.201703153
• 作为试剂：
  描述：

  二氧化碳 在 氮气-15N2 、 potassium hydrogencarbonate 作用下， 生成 尿素-15N2
  参考文献：
  名称：

  Single‐Atom or Dual‐Atom in TiO₂Nanosheet: Which is the Better Choice for Electrocatalytic Urea Synthesis?

  摘要：

  As rising star materials, single‐atom and dual‐atom catalysts have been widely reported in the electro‐catalysis area. To answer the key question: single‐atom and dual‐atom catalysts, which is better for electrocatalytic urea synthesis? we design two types of catalysts via a vacancy‐anchorage strategy: single‐atom Pd₁−TiO₂and dual‐atom Pd₁Cu₁−TiO₂nanosheets. An ultrahigh urea activity of 166.67 mol_urea mol_Pd⁻¹ h¹with the corresponding 22.54 % Faradaic efficiency at −0.5 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE) is achieved over Pd₁Cu₁−TiO₂, which is much higher than that of Pd₁−TiO₂. Various characterization including an in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) and theoretical calculations demonstrate that dual‐atom Pd₁Cu₁site in Pd₁Cu₁−TiO₂is more favorable for producing urea, which experiences a C−N coupling pathway with a lower energy barrier compared with Pd₁in Pd₁−TiO₂.

  DOI：

  10.1002/anie.202216835

文献信息

• Preparation, Characterization, and Reactivity of Dinitrogen Molybdenum Complexes with Bis(diphenylphosphino)amine Derivative Ligands that Form a Unique 4-Membered P–N–P Chelate Ring
  作者：Takahiko Ogawa、Yuji Kajita、Yuko Wasada-Tsutsui、Hiroaki Wasada、Hideki Masuda

  DOI：10.1021/ic301577a

  日期：2013.1.7

  revealed that the competition between the back-donation from metal to dinitrogen and that from metal to ligand was affected by P–N–P bite angle and the dihedral angle of N-substituent of ligand. In order to examine the reactivity with respect to conversion of dinitrogen to ammonia, protonation and trimethylsilylation reactions of the coordinated dinitrogens were carried out for 2R.

  五个带有双（二苯基膦基）胺衍生物配体（L R）的二氮杂钼配合物，形成一个独特的4元PN螯合环，反-[Mo（N 2）2（L R）2 ]（2 R：R = PH，XY，p -MeOPh，3,5-我镨2 PH，我PR），共进行结合一氧化二分子的目的而制备。相应的两种二氯化物-钼络合物，反式-[MoCl 2（L R）2 ]（1 R：R ＝ Ph，Xy），也准备作为比较。测量了2 R的FT-IR光谱，并比较了ν（N≡N）值。此外，确定1 R（R = Ph，Xy）和2 R（R = Xy，3,5- i Pr 2）的X射线晶体结构Ph）被执行。这些实验结果表明配位的二氮分子容易受到二膦胺配体的N-取代基的影响。另外，为了研究二膦胺配体的性质对二氮钼配合物的影响，我们进行了DFT计算，重点是N取代基的差异，P–N–P平面与N取代基芳基之间的二面角，以及P–N–P咬合角度。该计算表明，金属向二氮的反向捐赠与金属
• Metal-Mediated Production of Isocyanates, R₃ENCO from Dinitrogen, Carbon Dioxide, and R₃ECl
  作者：Andrew J. Keane、Wesley S. Farrell、Brendan L. Yonke、Peter Y. Zavalij、Lawrence R. Sita

  DOI：10.1002/anie.201502293

  日期：2015.8.24

  A highly efficient and versatile chemical cycle has been developed for the production of isocyanates through the molecular fixation of N2, CO2 and R3ECl (E=C, Si, and Ge). Key steps include a ‘one‐pot’ photolytic NN bond cleavage of a Group 6 dinuclear dinitrogen complex with in situ trapping by R3ECl to provide a metal terminal imido complex that can engage in simultaneous nitrene‐group transfer

  通过N 2，CO 2和R 3 ECl（E = C，Si和Ge）的分子固定，已开发出一种高效且通用的化学循环来生产异氰酸酯。关键步骤包括第6组双核二氮配合物的'一锅式'光解NN键裂解，并通过R 3 ECl原位捕获，以提供金属末端亚氨基配合物，该配合物可同时参与亚氮基转移和氧原子。转移生成中间金属末端羰基配合物，并释放出异氰酸酯产物。含氧配合物与额外当量的R 3 ECl反应生成二氯化金属，它是双核二氮原料的前体。
• Pincer Phosphine Complexes of Ruthenium: Formation of Ru(P−O−P)(PPh₃)HCl (P−O−P = xantphos, DPEphos, (Ph₂PCH₂CH₂)₂O) and Ru(dppf)(PPh₃)HCl and Characterization of Cationic Dioxygen, Dihydrogen, Dinitrogen, and Arene Coordinated Phosphine Products
  作者：Araminta E. W. Ledger、Aitor Moreno、Charles E. Ellul、Mary F. Mahon、Paul S. Pregosin、Michael K. Whittlesey、Jonathan M. J. Williams

  DOI：10.1021/ic100438d

  日期：2010.8.16

  1′-bis(diphenylphosphino)ferrocene (dppf) to give the 16-electron complex Ru(dppf)(PPh3)HCl (1d), which upon treatment with NaBAr4F, affords [Ru(dppf)(η6-C6H5)PPh2}H]BAr4F (8), in which the PPh3 ligand binds η6 through one of the PPh3 phenyl rings. Reaction of 8 with CO or PMe3 at elevated temperatures yields the 18-electron products [Ru(dppf)(PPh3)(CO)2H]BArF4 (9) and [Ru(PMe3)5H]BAr4F (10).

  茹的治疗（PPH 3）3的HCl与钳膦9,9-二甲基-4,5-双（二苯基膦）呫吨（XANTPHOS），双（2-二苯基膦苯基）醚（DPEphos），或（PH 2 PCH 2 CH 2）2 O提供Ru（PO -P）（PPh 3）HCl（xantphos，1a ; DPEphos，1b ;（Ph 2 PCH 2 CH 2）2 O，1c）。1a - c的X射线晶体结构表明，所有三个P-O-P配体都通过磷和氧以三齿方式进行配位。从中提取氯化物配体NaBar 4 F（BAr 4 F = B（3,5-C 6 H 3（CF 3）2）4）的1a - c给出阳离子水络合物[Ru（P-O-P）（PPh 3）（H 2 O）H] BAr 4 F（3a - c）。用AgOTf从1a去除氯气，生成Ru（xantphos）（PPh 3）H（OTf）（2a），它与水反应形成[Ru（xantphos）（PPh 3）（H 2 O）H]（OTf）。水配合物3a
• Dinitrogen Splitting Coupled to Protonation
  作者：Gleb A. Silantyev、Moritz Förster、Bastian Schluschaß、Josh Abbenseth、Christian Würtele、Christian Volkmann、Max C. Holthausen、Sven Schneider

  DOI：10.1002/anie.201701504

  日期：2017.5.15

  The coupling of electron‐ and proton‐transfer steps provides a general concept to control the driving force of redox reactions. N2 splitting of a molybdenum dinitrogen complex into nitrides coupled to a reaction with Brønsted acid is reported. Remarkably, our spectroscopic, kinetic, and computational mechanistic analysis attributes N−N bond cleavage to protonation in the periphery of an amide pincer

  电子和质子转移步骤的耦合提供了控制氧化还原反应驱动力的一般概念。据报道，N 2将钼二氮配合物分解成氮化物，与布朗斯台德酸反应。值得注意的是，我们的光谱，动力学和计算机理分析将N-N键断裂归因于酰胺钳夹配体而不是Mo-N 2 -Mo}核外围的质子化。质子偶联的金属-配体电荷转移过程对电子结构产生强烈影响，并最终破坏N-N键的热化学和动力学势垒，这突出说明了质子反应性配体用于固氮的重要性。
• Synthesis of [(HIPTNCH₂CH₂)₃N]V Compounds (HIPT = 3,5-(2,4,6-<i>i</i>-Pr₃C₆H₂)₂C₆H₃) and an Evaluation of Vanadium for the Reduction of Dinitrogen to Ammonia
  作者：Nathan C. Smythe、Richard R. Schrock、Peter Müller、Walter W. Weare

  DOI：10.1021/ic061554r

  日期：2006.11.1

  Green [HIPTN3N]V(THF) ([HIPTN3N]3- = [(HIPTNCH2CH2)3N]3-, where HIPT = 3,5-(2,4,6-i-Pr3C6H2)2C6H3) can be prepared in a 70-80% yield via the addition of H3[HIPTN3N] to VCl3(THF)3 in THF, followed by the addition of LiN(SiMe3)2. From [HIPTN3N]V(THF), the following have been prepared: [HIPTN3N]VN2}K, [HIPTN3N]V(NH3), [HIPTN3N]V=NH, [HIPTN3N]V=NSiMe3, [HIPTN3N]V=O, [HIPTN3N]V=S, and [HIPTN3N]V(CO). No ammonia

  可以在70中制备绿色的[HIPTN3N] V（THF）（[HIPTN3N] 3- = [（HIPTNCH2CH2）3N] 3-，其中HIPT = 3,5-（2,4,6-i-Pr3C6H2）2C6H3）。通过向THF中的VCl 3（THF）3中添加H 3 [HIPTN 3 N]，然后添加LiN（SiMe 3）2，产率为-80％。由[HIPTN3N] V（THF），制备了以下物质：[HIPTN3N] VN2} K，[HIPTN3N] V（NH3），[HIPTN3N] V = NH，[HIPTN3N] V = NSiMe3，[HIPTN3N] V = O，[HIPTN3N] V = S，和[HIPTN3N] V（CO）。在相似的[HIPTN3N] Mo系统中成功使用的条件下，使用[HIPTN3N] VN2} K，[HIPTN3N] V = NH或[HIPTN3N] V（NH3）作为初始物质，