Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша
Химики из Китая разработали синтез нитридного комплекса железа и изучили процесс его гидрирования. Оказалось, что нитридный атом азота может присоединять водород и превращаться в аммиак, а сульфидные мостики между атомами железа играют ключевую роль в этом процессе. Авторы статьи в Nature Chemistryотмечают, что схожие реакции происходят в процессе Габера — Боша и при фиксации азота клубеньковыми бактериями.
Нитридные комплексы железа — соединения, в которых атом азота связан тройной связью с атомами металла. Они служат интермедиатами в процессе Габера — Боша, с помощью которого промышленно производят аммиак — газ с неприятным запахом, необходимый для получения азотных удобрений. При этом механизм гидрирования азота на поверхности катализаторов этого процесса так и не был подробно изучен учеными.
Кроме того, образование аммиака из нитридных комплексов происходит и в природе: некоторые ферменты бактерий умеют фиксировать азот из воздуха и превращать его в аммиак путем последовательного восстановления и протонирования атомов азота. Как правило, активные центры этих ферментов содержат кластерные структуры из атомов железа и молибдена, связанных друг с другом сульфидными мостиками. Именно они присоединяют азот с образованием нитридных комплексов, но механизм их дальнейшего восстановления также не был детально исследован.