《氧合血紅素Fe—O2鍵性質新探索》是依託中國科學院大學，由李劍峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：氧合血紅素Fe—O2鍵性質新探索
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李劍峰
- 依託單位：中國科學院大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
O2 是生命中最重要的雙原子分子之一。但是氧合血紅素Fe-O2鍵的本質問題卻沒有徹底解決。爭論主要存在於Fe-O2鍵的電子結構、穆斯堡爾譜性質等方面。Fe-O2鍵本身的複雜性，使得難以依靠單一模型解決所有問題；本課題認為依靠不同模型，突出重點，獲得多層次多角度的結構信息，再深入到產物電子結構，是更切實際的研究思路。因此依據蛋白環境，我們提出氫鍵與共軛鍵連線軸向配體兩個模型策略。這兩種策略可望抑制無序，排除干擾，提供新的Fe-O2 鍵空間形態，從而獲得新的電子結構信息。兩類模型在合成化學中有所體現，但是尚無氧合反應產物得到分離，以及空間與電子結構表征，因此是可行而緊迫的研究課題。基於已有的研究積累，我們同時強調多溫度單晶表征，以觀察隨溫度改變而發生的氧分子動態行為。本研究可以深入到Fe-O2鍵問題新的研究層面，收穫新的信息，豐富生物無機理論，對於基於血紅素模型的仿生材料也具有戰略意義。
結題摘要
金屬卟啉作為血紅素的模型化合物，其合成與表征有力得推動著人們對血紅素在自然與生命體中化學與生物功能的了解與認知。本課題的研究取得了以下幾點重要成果。（1）卡賓鐵卟啉（血紅素）電子結構的首次確定。（2）合成與分離了首例 {FeNO}8模型化合物，是NO–與鐵卟啉鍵合的首例單晶結構，填補了該領域的空白。（3）通過NRVS波譜區分了Fe—N—O鍵的伸縮與彎曲振動；以及相差僅6cm-1、兩種不同的彎曲振動；並首次定位了Fe—NIm鍵的伸縮振動。（4）最佳化了氧合血紅素模型化合物的單晶結構；在分子層面上首次揭示了氧與周邊基團協同的動態行為；豐富了氧與亞鐵血紅素的配位模式。除此，我們還開發了若干種新型卟啉模型，並對其衍生物進行了深入表征，取得了階段性成果。
