[发明专利]一种含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属有机，能源和材料科学领域，特别是一种含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物及其制备方法。

背景技术

氢化酶是一类存在于多种微生物体内的含金属的生物酶，具有在温和条件下可逆催化质子转变为氢气的能力。由于这类生物酶的高效催化产氢性能及其在生物酶仿生化学和材料科学等方面的重大理论意义和潜在应用价值，引起了科研工作者的普遍关注。根据氢化酶活性中心结构及功能的不同，氢化酶可分为三类：铁铁氢化酶、镍铁氢化酶以及铁氢化酶，其中以铁铁氢化酶催化质子还原为氢气的能力最高，参见：Lubitz,W.；Ogata,H.；Rüdiger,O.；Reijerse,E.Chem.Rev.2014,114,4081-4148；Simmons,T.R.；Berggren,G.；Bacchi,M.；Fontecave,M.；Artero,V.Coord.Chem.Rev.2014,270-271,127-150。

近年来，铁铁氢化酶的仿生化学研究取得了一系列重大进展，例如，化学家们不仅合成了大量含有二铁二硫蝶状骨架的铁铁氢化酶模型物，而且合成了一系列含有二铁二硒蝶状骨架的铁铁氢化酶模型物。不过到目前为止，人们对于含二铁二碲蝶状骨架的氢化酶模型物研究甚少，这主要是因为碲相对于其同族元素硫和硒的金属性强而与金属的配位能力弱。所以合成含碲原子的这类模型物的难度很高，特别是含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物至今未见文献报道。参见：Song,L.-C.；Gao,W.；Feng,C.-P.；Wang,D.-F.；Hu,Q.-M.Organometallics 2009,28,6121-6130；Tard,C.；Pickett,C.J.Chem.Rev.2009,109,2245-2274；Harb,M.K.；Apfel,U.-P.；Kübel,J.；H.；Felton,G.A.N.；Sakamoto,T.；Evans,D.H.；Glass,R.S.；Lichtenberger,D.L.；El-khateeb,M.；Weigand,W.Organometallics 2009,28,6666-6675；Song,L.-C.；Li,Q.-L.；Feng,Z.-H.；Sun,X.-J.；Xie,Z.-J.；Song,H.-B.Dalton Trans.2013,42,1612-1626。此外值得指出的是，氮杂卡宾(NHC)是一种具有强给电子能力的中性配体，化学家们已将其作为铁铁氢化酶活性中心所含配体氰基的替代基团引入到氢化酶的仿生化学研究中。人们发现由于氮杂卡宾配体的存在，铁铁氢化酶模型物呈现出独特的性质，参见：Tye,J.W.；Lee,J.；Wang,H.-W.；Mejia-Rodriguez,R.；Reibenspies,J.H.；Hall,M.B.；Darensbourg,M.Y.Inorg.Chem.2005,44(16),5550-5552；Capon,J.-F.；El Hassnaoui,S.；Gloaguen,F.；Schollhammer,P.；Talarmin,J.Organometallics 2005,24,2020-2022；Liu,T.； Darensbourg,M.Y.J.Am.Chem.Soc.2007,129,7008-7009。为了合成具有优良催化产氢功能的新型铁铁氢化酶仿生催化剂，我们从双碲桥六羰基二铁出发，首先制得含氧杂丙撑二碲桥的母体铁铁氢化酶模型物，然后利用氮杂卡宾配体对其末端羰基的取代反应首次合成了一系列氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物及其制备方法，该类模型物在结构上的特点是即含有氧杂丙撑二碲桥又含有强给电子配体氮杂卡宾。这两类强给电子配体的存在更有利于催化质子还原为氢气；其合成方法制备工艺简单、反应条件温和、后处理方便且适合于多种含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物的制备。

本发明的技术方案：

一种含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物，其化学结构式如下所示：

结构式中：L为羰基、1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-卡宾、1-2,4,6-三甲基苯基-3–甲基咪唑-2-卡宾或1,3-二甲基咪唑-2-卡宾。

一种所述含氧杂丙撑二碲桥的铁铁氢化酶模型物的制备方法，步骤如下：