钼铁硫簇合物{(C_2H_5)_4N}_3{[(SCH_2CH_2S)MoS_3]_2Fe}的合成、结构和催化性质的研究

几年来,固氮酶研究不断取得新的进展,从钼铁蛋白中分离出铁钼辅基(简称:FeMo—Co),大多数生物学家认为FeMo—Co是固氮活性中心,利用EXAFS光谱分析确定钼铁蛋白和FeMo—Co中钼的微环境,提出了固氮酶活性中心模型。这些研究促进了钼铁硫原子簇化学发展,因此有关模拟固氮酶活性中心——钼铁硫原子簇化合物的研究引起人们极大的兴趣。本文报道{(C_2H_5)_4N}_3{[(SCH_2CH_2S)MoS_3]_2Fe}原子簇化合物的合成、结构和性质研究。     

{[Et_4N]_3[Mo_2FeS_6(SCH_2CH_2S)_2}_4·CH_3CN簇合物的合成、结构和性质研究

利用EXAFS光谱分析、钼铁蛋白、钼铁辅因子与钼铁硫多核模拟物比较,其钼的周围具有相似的笼型结构,从而推测固氮酶的活性中心,很可能是一类钼铁硫原子簇化合物。因此模拟固氮酶的活性中心——钼铁硫簇合物的合成、结构和性质研究将引起人们极大兴趣。本文报道{[Et_4N]_3[Mo_2FeS_6(SCH_2CH_2S)_3]}_4·CH_3CN簇合物的合成、结构和性质研究。     

用分子光谱探讨Mo-Fe-S原子簇络合物的生成历程

簇合物{(C_2H_5)_4N}_3{[(SCH_2CH_2S)MoS_3]_2Fe}的合成与结构已于本刊13期(1984)发表。本文用分子光谱对该簇合物的生成历程进行了研究。 该簇合物是以[(C_2H_5)_4N]_2MoS_4,HSCH_2CH_2SH,FeCl_3为原料,在CH_3OH—NaOCH_3溶剂中生成的。除CH_3OH外的另四种物质的加料顺序及比例的不同,将导致产物的不同或合成的成败。因此,     

原子簇络合物[(C_4H_9)_4N]_2[Mo_2S_6O_2]的合成、结构和性质研究

钼是经常在生物酶中存在着金属元素之一,它在某些生物体系中很可能以某种原子簇的形式构成活性中心,例如固氮酶活性中心就是由钼铁硫组成的原子簇。Newton等人用EXAFS方法对铁钼辅基中钼的微环境的研究,发现与钼原子相距2.01处有氧原子配位。因此,我们企图合成钼原子有端基氧配的钼铁硫簇合物。在相类似合成条件下,改变不同的甲醇钠的浓度,得到了两种不同类型的簇合物,即[(C_2H_5)_4N]_3·[Fe(MoS_4)_2O_2和[(C_4H_9)_4N]_2[Mo_2S_6O_2]。本文报道[(C_4H_9)_4N]_2·[Mo_2S_6O_2]的合成、结构和性质研究。     

含R_2dtc配体的Fe_4S_4类立方烷原子簇Fe_4S_4(C_5H_(10)dtc)_4·(1/2)CH_2Cl_2的合成与结构

对Fe—S蛋白的4Fe—4S活性中心的化学模拟推动了Fe_4S_4类立方烷原子簇化合物的合成与结构研究,这些模型化合物具有[Fe_4S_4L_4]~(2-)(L=RS,RO,Cl)通式。近年来,Coucouvanis等报道了一系列含混合配体的Fe_4S_4簇合物,如[Fe_4S_4(SPh)_2Cl_2]~(2-)和[Fe_4S_4Xn     

[(C_2H_5)_4N]_2[Fe_2(SCH_2CH_2S)_4]的合成及其晶体结构和分子结构

许多铁硫蛋白的活性中心都是铁硫原子簇化合物。如植物铁氧还蛋白,皮质铁氧还蛋白和假单孢氧还蛋白的活心位置是Fe_2S_2原子簇化合物。固氮酶的铁蛋白活性中心是Fe_4S_4原子簇化合物。固氮酶的钼铁蛋白中,除Mo—Fe—S原子簇、Fe_4S_4原子簇外,还有Fe_2S_2原子簇等等。铁硫原子簇化合物的主要特点是容易发生氧化还原反应,因而能传递电子。它们在生物体中所起的正是活化和传递电子的作用。所以,铁硫原子簇化合物的合成、结构和性质研究具有重要的仿生意义。     

固氮酶Fe—Mo辅基模拟物Fe—Mo—S原子簇成键轨道的波函数图形分析

近年来,国内外生物固氮和模拟生物固氮的研究是一个非常活跃的领域,金属酶活性中心微环境的研究巳达到原子水平。从已合成的Fe—Mo—S原子簇研究得知,由MoS_4~(-2)和FeCl_2形成FeS_2Mo四元环可作为固氮酶Fe—Mo辅基的基本结构单元。为了深入研究四元环中Fe--Mo之间的化学键性质,我们利用自编JDPLOT波函数绘图程序绘制了     

新型钼铁硫簇合物的合成、结构和性质研究

一、前言固氮酶活性中心的结构及其模拟物的合成是许多化学家感兴趣的课题。人们认为固氮酶活性中心的结构,可能是一种钼铁硫原子簇结构,并且推测了两种可能的固氮酶活性中心结构模型。此后,模拟固氮酶的活性中心的Mo—Fe—S原子簇化合物的合成、结构和性质研究十分活跃,从而也促进了Mo—Fe—S原子簇化学的新发展。迄今报道的Mo—Fe—S原子簇化合物已有四十几种,它们主要可分为两种类型,一为立方烷型,另一为线型。再按金属原子的组成和排布,其中立方烷型又可分为:(1)MoFe_3(单立方烷);(2)Fe—MoFe_3,(铁单立方烷);     

MoFe_3S_4单立方烷原子簇[MoFe_3S_4-(C_5H_(10)NCSS)_5]CH_2Cl_2的合成与结构

在对固氮酶固氮活性中心研究过程中,科学家们提出了各种活性中心的结构模型,这些理想模型多包含有MoFe_3S_3和MoFe_3S_4类立方烷簇骼,因此,这类模型化合物的合成自然地引起了许多化学家的重视。迄今,报道合成了这种MoFe_3S_4单立方烷化合物的在国外仅有Holm的研究小组,他们采用多步法通过断裂Mo—Fe—s双立方烷化合物得到了单立方烷原子簇,现在已经测定了四个这类化合物的晶体结构。     

双核片状Mo-Fe-S原子簇的定域化研究

固氮酶的活性中心与Mo-Fe-S原子簇有关。人们已经合成了一系列的Mo-Fe-S原子簇化合物,并且对其进行了各种近似程度的量子化学研究,但是至今还缺少对化学键性质的直接计算研究。本文将通过对[S_2MoS_2FeCl_2]~(n-)(n=2,(1a);n=3,(1b))和[S_2MoS_2Fe(NO)_2]~(2-)(2)的正则和定域分子轨道的计算研究,直接得到分子中的化学键性质,配体的配位电子数,从而验证其电子结构规则。     

新型高簇合度混合价Mo~Ⅴ-Mo~（Ⅵ）杂多化合物Na_3H_3[H_8Mo_(57)Fe_6~ⅡO_(185)(NO)_6(H_2O)_6(MoO)_2]·81H_2O的合成方法和晶体结构

高聚金属多氧体系的成因和机理目前仍是一个极具挑战性的问题.最近,我们报道了迄今聚合度最大的两个分立多酸体系的合成和晶体结构,它们是含混合价钼和钒(Ⅵ)铁(Ⅲ)的新型杂簇体系,其Mo:V比和Mo:Fe比是57:6.这里,我们报道另一个含亚铁态且聚合度更高的新型杂簇合物Na_3H_3[H_8Mo_(57)Fe_6~(11)O_(185)(NO)_6(H_2O)_6(MoO)_2]·81H_2O的晶体结构,其Mo:Fe比高达59:6.     

柠檬酸氧钒(V)配合物Na_2(NH_4)_4-[VO_2(cit)_2]·6H_2O的合成和晶体结构

最近,Rees等相继发表了Mo-Fe蛋白0.22和0.27nm分辨率的晶体结构分析结果,揭示了固氮酶金属活性中心FeMo-辅基的结构图象,其中Mo原子处在一端的角落位置上,并且同高柠檬酸的羟基和羧基形成双齿配位.考虑到自然界中钒可取代钼成钒固氮酶,为了了解高柠檬酸在金属酶活性中心中的作用,本文报道含羟基和羧基双齿配位的二聚柠檬酸氧钒(V)配合物Na_2(NH_4)_4[VO_2(cit)]_2·6H_2O(H_4cit=柠檬酸)的合成、光谱和结构.     

人工改型钠基膨润土的研究

把天然钙基膨润土(简称钙土)经人工改型成钠基膨润土(简称钠土)的机理,人们早已掌握。它的反应式是:[(Al·Mg·Fe)_4(Si·Al·Fe)_8O_(20)(OH)_4]·Ca~( ) Na_2CO_3 H_2O(?)[Al·Mg·Fe)_4(Si·Al·Fe)_8O_(20)(OH)_4]·2Na~ CaCO_3 H_2O。但是,实验室条件下改型     

N2和H+在固氮酶活性中心金属原子簇中还原位点的分析

目前研究表明, 固氮酶的生理底物氮气(N₂)和质子(H⁺)在钼铁蛋白中的铁钼辅因子(FeMo-co)上被还原, 但其确切的还原位点尚未确定. 对比分析了棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii, Av)野生型(WT)与5种突变株(包括FeMo-co附近2个保守氨基酸α-191^Gln和α-195^His单突变菌株(Qα191K和Hα195Q)、FeMo-co上钼原子相连的高柠檬酸突变株(nifV^−)以及α-191^Gln和α-195^His与高柠檬酸的双突变菌株(Qa191K/nifV ^− 和Hα195Q/nifV^−))固氮酶催化还原N₂和H⁺活性的变化, 结果表明, N2在靠近FeMo-co中心硫原子(S2B)的Fe2和Fe6上络合和还原, FeMo-co上的钼原子是H+还原的位点. 结合生物信息学分析结果显示, [8Fe7S]和FeMo-co之间可能存在两条平行的电子传递通路.     

双核钼原子簇化合物(C_5H_7S_2)_3[Mo_2Cl_9]的晶体结构

中间价态的钼在饱和了氯化氢的乙醇介质中具有形成三核簇的倾向。在通人硫化氢的情况下,得到了两种具有三重硫桥的三核原子簇化合物,其化学式分别为(C_3H_7S_2)_3[Mo_3S_2Cl_9]和(C_3H_7S_2)_3[Mo_3S_7Cl_7]。在合成三核钼簇合物的过程中,我们发现,有些合成产物中,往往有其他晶体与三核簇合物伴生在一起,我们推测可能是双核簇合物。为了验证这一推测,我们选择具有代表性的化合物(C_5H_7S_2)_3[Mo_2Cl_9]进行晶体结构分析。     

三核铁羰基簇Fe_3(CO)_8S_2CNC_6H_5的合成和晶体结构

金属簇化学是当前十分活跃的研究领域.从应用前景看可开发出具有特殊功效的新型均相催化剂.有机铁簇合物以价格低廉、资源丰富为优势,在金属簇化学中的研究尤为突出.Fe_3(CO)_(12)在羰基铁簇的合成中是一个非常有用的化合物,与Fe(CO)_5相比,配位活性更高.与许多有机硫化物(如(?)S,R’SR等)反应所得的主产物都是羰基铁的硫化物Fe_3(CO)_9S_2,     

产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)钼铁蛋白α-423~(Ile)位点的突变导致固氮酶催化活性降低

基于前期对固氮酶催化过程中存在两条电子传递通路的推论,探索从与P原子簇共价相连的β-93Cys出发至FeMoco之间重要的氨基酸位点.通过分析固氮酶钼铁蛋白的结构,利用体外定点突变和基因替代技术,将产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)固氮酶β-102Asn,α-431Lys和α-423Ile位点分别替换为β-102Ala,α-431His和α-423Pro,获得Nβ102A,Kα431H和Iα423P突变株.3个突变对细菌固氮生长有不同程度的影响,其中Iα423P突变株几乎无固氮生长,细胞乙炔还原活性显著下降;在42 L发酵罐中培养,其细胞最高固氮酶活性仅为野生型菌株的1/6;qRT-PCR检测发现此突变株nifD基因4倍的上调表达.分离纯化Iα423P钼铁蛋白,其最高C2H2和H+还原水平分别为野生型的13%和21%.根据以上研究结果推论,突变固氮酶的催化活性显著降低,或与直接打破α-423Ile与高柠檬酸长臂之间的氢键有关,推测α-423Ile是固氮酶催化底物还原过程中,电子经高柠檬酸长臂进入活性中心Mo位的入口氨基酸.     

在(p-MeOPh)_2TeO存在下M_3(CO)_(12)氧原子转移反应的动力学和机理

Me_3NO为氧原子转移试剂消除金属羰基配合物上CO的取代反应已经成功地应用在许多取代金属羰基簇化合物的合成上,为了阐明金属羰基配合物氧原子转移反应机理,Basolo,史启祯和他们的合作者首先开展了Me_3NO存在下金属羰基化合物的CO取代反应动力学研究,取得了第一批定量数据。本文将该领域的动力学研究延伸到一个新的氧原子转移试剂-(p-CH_3OC_6H_4)_2TeO,系统地报道了(p-CH_3OC_6H_4)_2TeO存在下,M_3(CO)_(12)(M=Fe,     

具有“松散”配位的三核钼簇合物{Mo_3(μ_3-S)(μ-S)_3[μ-S_2P(OEt)_2][S_2P(OEt)_2]_3(H_2O)}的合成和结构

随着合成原子簇化合物日渐增多,出现了一类具有“松散”配位的原子簇化合物。所谓“松散”配位指的是簇骼中金属原子的一个或几个配体与金属原子只有较弱的相互作用,甚至出现配位空缺。例如,KecCk等报道的{Mo_3(μ_3-S)(μ-S)_3[S_2P(Et)_2]_4。这个化合物整体可看作     

具有类立方烷构型的四核钼簇合物β-{Mo_4(μ_3—S)_3(μ_3—O)[S_2P(OEt)_2]_6}的晶体结构

在研究三核钼原子簇的过程中已经发现,具有双齿螯合功能的[S_2P(OEt)_2]~-配基既可作端基螯合配体,又可桥联两个金属原子,因此有利于金属原子簇的形成。利用这一配基,我们曾经合成出一个类立方烷型的四核钼原子簇化合物{Mo_4(μ_3—S)_3(μ_3—O)[S_2P(OEt)_2]_6}。随