金属氮化物(M≡N)被认为是工业合成氨和生物固氮过程中氮气还原转化为氨气的关键中间体物种。近年来，基于固氮酶活性中心-铁钼辅因子的光谱学表征与理论计算研究，多金属中心协同活化转化氮气越来越受到了认可，但由于缺少非静止态固氮酶的晶体学证据，详细氮气还原转化机制目前仍不明晰。

构筑多核金属氮化物并实现逐步还原转化放氨对认识固氮酶多金属协同活化氮气过程具有十分重要的科学意义。然而，目前已报道的研究工作大多聚焦于双/多核铁氮化物的合成与还原放氨功能，而对铁钼辅因子中另一种重要金属元素——钼在固氮过程中潜在的协同作用研究却鲜有报道，妨碍了人们对生物固氮酶异多核协同作用机制的认识。

近年来，大连理工大学曲景平教授团队在硫桥联双铁配合物仿生化学模拟固氮酶研究中取得一系列重要的阶段性研究进展。最近，该团队在前期工作基础上，通过对组装前体的理性设计，成功合成了首例结构明晰的硫桥联铁钼氮化物。

该铁钼氮化物能够通过质子化反应转化为亚氨配合物，随后经过质子耦合电子转移(PCET)过程被进一步还原为氨基配合物，最后经历还原质子化反应转化为氨气配合物。重要的是，该过程所涉及的所有物种的分子结构均通过X射线单晶衍射实验得到表征。其中，关键的Mo−N键长随着含氮物种的逐步还原而增加。

同时，穆斯堡尔谱测试结果表明在氮化物被逐步还原为氨气的过程中，氧化还原反应均发生在金属钼上，而铁中心一直保持二价低自旋状态。理论计算研究表明，相比于第一周期过渡金属铁，氮配体更倾向于与第二周期过渡金属钼成键。此外，Mo−N与Fe−N键强度的差异可能是铁钼双核能够稳定多种活泼NHx中间体物种的重要原因。

在该工作中，曲景平教授创新团队着重聚焦于铁钼辅因子中{FeS₂Mo}局部结构单元，首次设计合成了一例结构新颖的硫桥联铁钼固氮酶模型配合物并成功模拟了氮气还原转化的后半段过程（N³⁻ → NH²⁻ → NH₂⁻ → NH₃），为设计新型异多核固氮催化剂提供了全新的研究思路。