[发明专利]一种含共轭双氮配体及丙二硫桥的镍铁氢化酶模型物及其合成方法

说明书

一种含共轭双氮配体及丙二硫桥的镍铁氢化酶模型物及其合成方法，所得化学结构式如下所示：在上述结构式中，缺少R₁或R₁为CH＝CH；R₂为CH＝CH、CH₂‑CH₂或CH₂‑CH₂‑CH₂；X为Cl或Br。本发明的优点是：本发明方法制备的含共轭双氮配体及丙二硫桥的镍铁氢化酶模型物，原料廉价易得、反应条件温和、操作简单并且收率较高，适合于多种含共轭双氮配体及丙二硫桥的镍铁氢化酶模型物，并且该类模型物由于含共轭体系，可以很好地调节Ni原子周围的电子云密度，有利于催化剂在催化循环中的变价行为，具有潜在的优良催化质子还原产氢和异裂氢气的功能。

技术领域

本发明属于金属有机、能源和材料科学领域，特别是含共轭双氮配体及丙二硫桥的镍铁氢化酶模型物及其合成方法。

背景技术

随着社会的不断发展和进步，人类对能源的需求也越来越大，而传统能源的大量使用导致了环境污染和能源短缺等严重问题。氢气作为一种清洁、可再生能源引起了科学家们的广泛关注，但是将氢气作为一种常规能源还面临着许多技术问题，例如生产过程能耗高以及需用稀有贵金属铂催化剂等问题。而镍铁氢化酶是一类含地球上大量存在的贱金属镍和铁的生物酶，它可在温和的条件下高效地催化水中的质子产氢。因此人们希望通过这类酶的仿生化学研究以便合成一种人工酶催化产氢催化剂，从而可使氢气大规模生产和广泛使用(Vignais,P.M.；Billoud,B.；Meyer,J.FEMS Microbiol.Rev.2001,25,455-501；Song,L.–C.Acc.Chem.Res.2005,38,21-28；Lubitz,W.；Reijerse,E.；van Gastel,M.Chem.Rev.2007,107,4331-4365；Schilter,D.；Camara,J.M.；Huynh,M.T.；Hammes-Schiffer,S.；Rauchfuss,T.B.Chem.Rev.2016,116,8693-8749；S.Ogo.Coordin.Chem.Rev.2017,334,43)。

迄今为止，科学家们通过镍铁氢化酶的仿生化学研究，合成了一系列的镍铁氢化酶模型物，其中一些模型物具有良好的催化质子还原生成氢气或裂解氢气的功能(Barton,B.E.；Rauchfuss,T.B.J.Am.Chem.Soc.2010,132,14877-14885；Carroll,M.E.；Barton,B.E.；Gray,D.L.；Mack,A.E.；Rauchfuss,T.B.Inorg.Chem.2011,50,9554-9563；Ding,S.；Ghosh,P.；Lunsford,A.M.；Wang,N.；Bhuvanesh,N.；Hall,M.B.；Darensbourg,M.Y.J.Am.Chem.Soc.2016,138,12920-12927；Song,L.-C.；Han,X.F.；Chen,W.；Li,J.P.；Wang,Y.X.Dalton Trans.2017,46,10003-10013.Ogo,S.；Kabe,R.；Uehara,K.；Kure,B.；Nishimura,T.；Menon,S.；Harada,R.；Fukuzumi,S.；Higuchi,Y.；Tamada,T.；Kuroki,R.Scinece 2007,316,585-587；Ogo,S.；Ichikawa,K.；Kishima,T.；Matsumoto,T.；Nakai,H.；Kusaka,K.；Ohhara,T.Science 2013,339,682-684；Manor,B.C.；Rauchfuss,T.B.J.Am.Chem.Soc.2013,135,11895-11900；Song,L.-C.；Yang,X.-Y.；Cao,M.；Gao,X.-Y.；Liu,B.-B.；Zhu,L.；Jiang,F.Chem.Commun.2017,53,3818-3821)。

发明内容