立方体形的铁硫团簇支持铁和氮之间的多重键合

在许多生物过程中，铁-硫簇起着至关重要的作用，它们充当酶的辅助因子。Angewandte Chemie上发表的研究现在表明，立方团簇可以支持异常的键合状态。这项研究表明，该簇可以很好地应对铁和氮之间的多​​重键，这是一种可能参与生物固氮的结构性基序。

由铁和硫原子构成的簇是许多酶必不可少的辅助因子，尤其是在涉及电子转移的生物过程中。例如，固氮细菌利用铁硫簇将空气中的氮转化为有用的氮化合物。为了理解这一重要的生物过程，科学家们深入研究了此类簇中氮和铁原子之间可能存在的键合关系。

来自麻省理工学院的丹尼尔·苏斯(Daniel Suess)及其同事现在研究了该团簇在铁和氮之间形成异常键的能力。甲双键，这是所谓的酰亚胺的化学基团的一部分，可起到在固氮的作用。

为了构造酰亚胺，研究小组首先生产了一个立方体形的铁硫团簇。立方体的八个角被铁和硫原子交替占据;铁原子中的三个受到作为配体的化学物种的保护。这些配体不直接与原子键合，而是对其进行屏蔽。团簇的其余未屏蔽的铁原子与可置换的氯配体结合。精心选择试剂使团队能够交换出氯离子，然后通过用含氮试剂进行氧化，在独特的铁原子和氮原子之间形成了棘手的双键，从而形成了酰亚胺基团。

研究人员预计，铁-氮双键会强烈扭曲团簇的结构。相反，令他们惊讶的是，他们只观察到了微小的结构变化。作者的光谱学研究解释了这一发现：富电子的酰亚胺使邻近的硫和铁原子的电子密度减小，并且所有这些次要作用的总和使簇能够容纳酰亚胺键。这组作者说：“这些发现表明了铁-氮，铁-硫和铁-铁键之间的动态相互作用。”

新的与亚氨基键合的簇能够从有机试剂中裂解弱的碳氢键。作者打算将这些研究作为进一步研究酰亚胺键合的铁硫团簇反应性的起点。Suess说：“这突显了利用这些基本辅因子的结构坚固性和电子柔韧性之间协同作用的希望。”

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