MnM（M=Mn，Re）双核化合物的唯铁氢化酶活性中心模拟化学研究

摘要

因为唯铁氢化酶能够高效的催化质子还原生成氢气的反应，而氢气被认为是未来的清洁能源，唯铁氢化酶活性中心的模拟化学研究受到了人们特别的关注。人们在该领域的合成，结构和反应性研究，H/D交换反应研究，电化学和光化学产氢研究和DFT理论研究方面已经做了深入而细致的工作。同时，我们注意到：大多数的模拟化合物只是局限于二铁硫化物，而非二铁硫化物的模拟化学研究，很少有文献报道。我们认为：非二铁硫化物的模拟化学研究可以作为唯铁氢化酶活性中心模拟化学研究的扩展，为理解唯铁氢化酶的基本催化原理提供更全面的信息。 本文开展了与唯铁氢化酶活性中心结构类似的双核化合物[MnM(CO)6(μ-H){μ-S(SR)C=C(PiPr3)S}](M=Mn，Re)的模拟化学研究。这是我们课题组的新课题，我是第一位研究该课题的研究生。我们的主要研究工作如下： 我们合成了一系列与唯铁氢化酶活性中心结构类似的MnM(M=Mn，Re)双核化合物，通过元素分析，IR，1HNMR，31pNMR，13CNMR等表征了此类化合物的结构，其中测定了3个化合物的单晶结构，并对其中含氮的化合物进行了氮的质子化和甲基化反应的研究，成功得到了氮质子化和甲基化产物，从而确定了该含氮化合物质子化的位置。 我们对此类MnM(M=Mn，Re)双核化合物进行了电化学研究。首先，我们对循环伏安法的设备和测试条件进行了选择和优化，得到了一套有效的在无水无氧条件下进行循环伏安测试的方法。然后，我们通过循环伏安法测试了此类化合物的电化学性质并对其进行分析，通过加酸的循环伏安测试证实这些化合物在弱酸(醋酸)存在的条件下能够电催化质子还原反应。据我们所知，这系列MnM(M=Mn，Re)双核化合物是第一类以非第Ⅷ族过渡金属为金属中心的唯铁氢化酶活性中心的结构和功能模拟化合物。我们还对电催化质子还原的机理进行了较深入的分析和讨论，得出了可能的催化机理。最后，我们进行了与唯铁氢化酶活性中心模拟化学相关的讨论。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

第二章MnM(M=Mn，Re)双核化合物的合成和表征

第三章MnM(M=Mn，Re)双核化合物的电化学研究和催化机理讨论

结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果