将大气中的氮气转化为氨这类可生物利用的物质,对地球上的生命延续至关重要。然而,氮气的氮氮键断裂却是一种动力学受限的反应。用于工业生产 NH3的 Haber-Bosch 方法采用铁的 Mittasch 催化剂和高温高压来实现 N2的还原裂解。而相比之下,生物系统中的固氮酶则可在一般环境条件下利用具有局部高自旋铁中心的 Fe7M辅助因子轻松地将氮气还原为氨。虽然 Mittasch 催化剂中的铁的反应位点主要还是处于还原状态,但固氮酶辅助因子则是采用高自旋低价铁金属簇的方式来进行转化。受这些观察的启发,University of Florida的Leslie J. Murray教授与Jason Shearer、Ricardo García-Serres和Joseph M. Zadrozny等研究团队合作,在Angew. Chem. Int. Ed.发表了一种高自旋混合价 cis-(μ-1,2-dinitrogen)diiron(I/II) 的配合物,提供了氮气配位在高自旋双铁 (I/II) 中的实例。

图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
该复合物显示了 cis-μ-1,2 的配位模式,这在双铁化学中仍然很少见。

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且值得注意的是,先前的示例是针对高度还原的化合物或使用与此处施加的配体场形成对比的强场配体才能获得的。

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该研究获得此络合物后,分别使用了场应用穆斯堡尔谱、直流和交流磁化率测量以及计算方法支持此Fe2N2单元具有 S = 7/2的特征,且 D = -5.23 cm-1的现象。

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参考文献:Dinitrogen Coordination to a High-Spin Diiron(I/II) Species
Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202202329
原文作者:Juan F.Torres, Collin H. Oi, Ian P. Moseley, Nabila El-Sakkout, Brian J. Knight, Jason Shearer,* Ricardo García-Serres,* Joseph M. Zadrozny,* and Leslie J. Murray*
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202202329
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