《基於雙核鐵硫簇的分子氧活化與加氧酶仿生化學模擬》是依託大連理工大學,由曲景平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於雙核鐵硫簇的分子氧活化與加氧酶仿生化學模擬
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曲景平
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵加氧酶能夠活化氧氣氧化生物有機底物，為生物體的新陳代謝和生長提供必要的物質。近年來，人們對鐵加氧酶的活性中心結構和功能的研究不斷深入，許多模型配合物在一定程度上模擬了生物酶的氧化功能，利用氧氣在溫和條件下，實現了對烷烴、烯烴等底物的高效選擇性氧化，從而提升了鐵加氧酶仿生催化氧化的研究水平，對於改進和提升現有的氧化工藝具有重要的意義。然而，非血紅素鐵加氧酶的研究作為一個新興方向，許多氧化中間物種的結構和作用機制等關鍵科學問題依然懸而未決，其氧化效率還有待於進一步提高。本項目以本課題組已有的“雙核鐵硫簇”催化體系為基礎，以構築新型仿生化學模擬加氧酶體系以及催化功能為目標，通過設計合成新型雙核鐵硫簇配合物，利用雙/多核金屬間的協同作用，研究氧氣在雙金屬上配位活化模式和作用機理；通過對新型鐵硫簇配合物的結構與氧化性能關係的研究，篩選和最佳化反應條件，最終實現氧氣的高效仿生催化氧化功能。
結題摘要
本項目利用廉價易得的雙核鐵硫簇為功能分子模型，以構築新型仿生化學模擬加氧酶體系並拓展其催化氧化性能為目標，通過金屬之間以及金屬配體之間的協同效應，成功實現了分子氧活化以及仿生催化氧化功能模擬。首先，以雙核鐵硫簇為反應平台，系統探究了分子氧在雙鐵活性中心上的配位活化模式；其次，通過金屬鐵中心的配位環境及氧化價態的調變，揭示了雙核鐵硫簇合物的結構與分子氧活化性能的內在關聯性；最後，通過雙鐵之間或者鐵硫之間的協同活化效應，實現了氧氣參與的高效催化氧化反應，並通過捕捉反應過程關鍵中間體，詳細研究了雙核鐵硫簇介導的分子氧催化轉化的作用機制。通過本項目的實施，拓展了我國仿生化學模擬生物金屬酶的研究領域，為可持續推動我國生物無機化學學科前沿領域的自主創新具有重要的科學意義。
