New Oxygen Activation Reaction with Rationally Designed Metal Complexes
合理设计金属配合物的新型氧活化反应
基本信息
- 批准号:11228207
- 负责人:
- 金额:$ 38.14万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2002
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The aim of this research is the elucidation of the reaction mechanism working in two enzymes, which play the interconversion between dioxygen and water, respectively. The detailed reaction mechanism for the four-electron reduction of cytochrome c oxidase has not clarified yet, but the role(s)of the each component around the active site is not fully understood. We obtained two major results on these account s with chemical models.1.The oxygenation of the reduced form of N_4Cu complex-tethered heme gave a stable peroxo complex. Its crystal structure was successfully disclosed to show that O_2 bound in a 'side-on' fashion to fom μ-η^2:η^1 structure. This gives a very substantial standpoint to discuss the chemistry of heterodinuclear complexes.2.We prepared CcO active site models, which have a tyrosine-cross linked imidazolate as the part of Cu_B ligand. The correponding peroxide complex showed the different decomposition pathway to give heme Fe(III)-OH/Cu(II). Thus, the phenolic hydroxyl group plays an important role in the reaction of the O_2 complex.Water oxidation is the key reaction to sustain life on the earth. We accomplished stoichiometric oxidation of Mn(III)porphyrin dimer, which has established to catalyze water oxidation under cathodic conditions. Upon oxidation with a peracid, the conesponding Mn(V)-O complex was generated in a good stability and was assigned its structure by spectroscopic methods. This is the first example of Mn(V)=O complex, which is well characterized. By the addition of an acid to the solution of Mn(V)=O spontaneously evolved O_2 in almost quantitative yield. Thus, we succeded to prove that [Mn(V)=O]_2 oxidizes water.
这项研究的目的是阐明在两种酶中起作用的反应机制,分别在二氧化物和水之间起着相互转换。细胞色素C氧化酶的四电子还原的详细反应机制尚未阐明,但是尚未完全了解活性位点周围每个成分的作用。我们通过化学模型获得了两个主要结果。1。n_4cu复合体血红素的还原形式的氧合产生了稳定的过氧络合物。它的晶体结构已成功披露,以表明O_2以“侧面”方式结合到FOMμ-η^2:η^1结构。这给出了讨论异源核复合物的化学的非常实质性的立场。2。我们准备了CCO活性位点模型,该模型具有酪氨酸 - 杂交连接的咪唑酸酯作为CU_B配体的一部分。克雷蛋白的过氧化物复合物显示出不同的分解途径,以给出血红素Fe(iii)-OH/Cu(ii)。这就是酚羟基在O_2复合物的反应中起重要作用。水氧化是维持地球生命的关键反应。我们完成了Mn(III)卟啉二聚体的化学计量氧化,该二聚体已建立以在阴极条件下催化水氧化。用peracid氧化后,对应的Mn(V)-O复合物以良好的稳定性产生,并通过光谱方法分配其结构。这是Mn(V)= O复合物的第一个例子,它的表征很好。通过将酸添加到Mn(V)= O的溶液中,以几乎定量的产量自发演变。那就成功证明了[Mn(v)= O] _2氧化水。
项目成果
期刊论文数量(104)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Naruta et al.: "Formation and characterization of Carbon Monoxide Adducts of Iron "Twin Coronet" Porphyrins. Extremely Low Affinity and a strong Nagative Polar Effect on Bound CO"J. Am. Chem. Soc.. 124(印刷中). (2002)
Y.Naruta 等人:“铁“双冠”卟啉的一氧化碳加合物的形成和表征。对结合 CO 的极低亲和力和强烈的负极性效应”J. (2002)
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Y Naruta et al.: "Properties of a Binaphthy-bridged Porphyrin-Iron Complex bearing Hydroxy Groups Inside Its Cavity"Eur. J. Chem.. 7・13. 2862-2872 (2001)
Y Naruta 等:“其空腔内含有羟基的联萘桥卟啉-铁络合物的性质”Eur. J. Chem. 7・13 (2001)。
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Y.Naruta: "Heme-Cu Complexes as Oxygen-Activating Functional Models for the Active Site of Cytochromec Oxidase"J.Inorg.Biochem.. 83(印刷中). (2001)
Y.Naruta:“血红素-铜复合物作为细胞色素氧化酶活性位点的氧激活功能模型”J.Inorg.Biochem.. 83(印刷中)。
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Y.Shimazaki: "One-Electron Oxidized Nickel(II)-(Disalicylidene)diamine Complex : Temperature-Dependent Tautomerism between Ni(III)-Phenolate and Ni(II)-Phenoxyl Radical States"J. Am. Chem. Soc.. 125(35). 10513-10514 (2003)
Y.Shimazaki:“单电子氧化镍(II)-(二水杨基)二胺络合物:Ni(III)-酚盐和Ni(II)-苯氧基自由基态之间的温度依赖性互变异构”J。
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T.Kojima: "Molecular Recognition by a Cu(II)-2,2'-bipy Complex Involving Coordination and Hydrogen Bonding"Chem.Lett.. 125. 10513-10514 (2003)
T.Kojima:“涉及配位和氢键的 Cu(II)-2,2-bipy 络合物的分子识别”Chem.Lett.. 125. 10513-10514 (2003)
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