Podrobno

Dinamika protonacije dvojno reducirane oblike biomimetičnega FeFe-hidrogenaznega katalizatorja
ID Saksida, Črt (Avtor), ID Lavrenčič Štangar, Urška (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Lomoth, Reiner (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (1,58 MB)
MD5: 901C3AB3B0C4023D715018C4E9890691

Izvleček
Prehod v brezogljično družbo je povečal zanimanje za biomimetične katalizatorje [FeFe]-hidrogenaz za proizvodnjo vodika. V aktivnem mestu naravnega encima sta protonirana tako kovinski center kot dušik v azaditiolatnem (ADT) mostičku, čemur sledi prenos protona z ADT na terminalni hidrid in končna tvorba vezi H–H. Predlagano je bilo, da mehanizem obrata kompleksa Fe₂(μ-ADT)(CO)₆ (1) v močno reducirajočih pogojih vključuje dvojno reducirano zvrst (1²⁻), zato smo v tej raziskavi proučevali njeno dinamiko protonacije. Poleg tega smo preučevali tudi analogni katalizator z benzen-1,2-ditiolatnim (BDT) mostičkom (2), da bi izključili možnost protonacije drugega bazičnega mesta. Z uporabo stopped-flow infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (FTIR) smo karakterizirali protonirano dvojno reducirano zvrst na kovinskem centru, ki jo prepoznamo po približno 80 cm⁻¹ premiku treh najintenzivnejših karakterističnih absorpcijskih vrhov, pri reakciji 1²⁻ s fenolom in 2²⁻ s 3,5-diklorofenolom. Pri uporabi močnejše kisline (pentaklorofenola) je prišlo do druge protonacije, ki je v primeru kompleksa 1 vodila do izhajanja H₂ in obrata katalizatorja. Po porabi reducenta se sistem vrne le do enkrat reducirane zvrsti 1⁻, ki v prisotnosti protonskega vira hitro disproporcionira, dimerizira in tvori razpadne produkte. Pri reakciji 2²⁻ s pentaklorofenolom prav tako nastane razpadni produkt, kar povzroči deaktivacijo katalizatorja. Razumevanje mehanizma redukcije protonov omogoča pomemben vpogled za nadaljnje načrtovanje katalizatorjev z izboljšano reaktivnostjo, bazičnostjo in stabilnostjo ključnih intermediatov.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:biomimetični katalizator, [FeFe]-hidrogenaze, nastanek vodika, stopped-flow, časovno razločena FTIR
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-184033 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:24.06.2026
Število ogledov:93
Število prenosov:57
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Protonation Dynamics of a Doubly Reduced Biomimetic FeFe-Hydrogenase Catalyst
Izvleček:
The transition to a carbon-free society has driven interest in biomimetic [FeFe]-hydrogenase catalysts for hydrogen evolution. In the active site of the natural enzyme, both the metal center and the nitrogen in the azadithiolate (ADT) bridge are protonated, followed by proton shuttling from the ADT to the terminal hydride, ultimately forming an H–H bond. It has been suggested that under strongly reducing conditions the Fe₂(μ-ADT)(CO)6 (1) turnover mechanism involves a doubly reduced species (1²⁻), and this study investigates its protonation dynamics. Additionally, an analogous catalyst with a benzenedithiolate (BDT) bridge (2) was studied to exclude the possibility of protonating the second basic site. Using stopped-flow Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, we characterized the metal-protonated doubly reduced species, identified by ~80 cm⁻¹ shift of the three most intense characteristic absorption bands, by introducing 1²⁻ to phenol and 2²⁻ to 3,5-dichlorophenol. Using a stronger acid (pentachlorophenol), a second protonation event occurred, in case of 1, leading to H₂ evolution and catalyst turnover. Upon reductant depletion, only the first reduction is reached, producing 1⁻, which immediately disproportionates, dimerizes, and forms degradation products in the presence of a proton source. When 2²⁻ is mixed with pentachlorophenol, a degradation product also forms, effectively deactivating the catalyst. Understanding the proton reduction mechanism provides valuable insights for future research in optimizing the catalyst design to influence the reactivity, basicity and stability of the key intermediates.

Ključne besede:Biomimetic, [FeFe]-Hydrogenase, Hydrogen Evolution Catalyst, Stopped-Flow, Time-Resolved FTIR

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj