氢化酶能够催化氢分子的两电子可逆氧化反应,而氢气是理想的可再生能源。与贵金属催化剂相比,利用廉价第一过渡系金属(Ni和Fe)的氢化酶是H2氧化反应的优良催化剂,因而引起了人们对氢化酶模拟研究的高度关注。在NiFe氢化酶活性中心,由于Ni离子处于特殊的畸变四面体配位环境中,使得化学模拟工作具有相当的挑战性。本项目拟通过设计合成特殊的中环二胺二硫酚类配体,确保与其配位的金属离子处于畸变四面体配位环境,并以此单核配合物为反应前体,利用巯基的桥联配位特性,制备能够从结构上模拟NiFe氢化酶活性中心的异金属双核配合物。通过对配合物晶体结构的解析和各种相关性质的研究,为NiFe氢化酶催化反应本质和机理及可再生能源利用提供有用信息。
organic ligand;coordination compounds;crystal structure;characterization;
本项目拟通过合成选取含S和N杂原子的配体,使其与过渡系金属盐反应制备金属配合物,从结构角度进行氢化酶模拟,通过对配合物晶体结构的解析和各种相关性质的研究,为理解相关配体的配位化学规律提供有用信息。主要进行了如下工作(1)系列双硫酚取代的中环二胺类配体的设计、合成、分离与表征。依据对称双臂硫酚配体的设计路线合成了部分硫酚配体前体(硫醚形式)及相应配体(硫酚形式),通过优化反应和分离纯化条件提高了目标产物的收率,并对其进行了各种表征。(2)相关配体与各类金属离子在特定条件下的反应性,尤其是制备单核金属配合物的反应条件控制。获得了部分含S配体配合物,其结构中还有未被占据的S、N配位点,可进一步作为配合物配体与不同金属盐的反应。进行了含N杂环配体3-bpt、4-bpo等与不同类型羧酸配体、拟卤素配体等与过渡系金属盐的配位反应及研究。实验结果表明无机反位阴离子对配合物的最终结构起决定性作用。此外,还发现了含N杂环配体4-bpo与苯基丙二酸在水热条件下与金属离子的原位反应,并进行了含N配体3,4-bpt与各种Cu、Cd盐及辅助配体二氰氨离子(dca?)的配位化学研究。结果表明,这两个系列配合物的最终结构主要取决于金属盐的反位阴离子。本项目执行期间发表学术论文4篇,培养研究生4人。