加州大学圣地亚哥分校
单核铁η2-二磷配合物的x射线晶体结构
鸣谢:菲格罗亚实验室小组，加州大学圣地亚哥分校/柯蒂斯·摩尔，俄亥俄州立大学 元素周期表中的元素以强调某种关系的方式列出
有系列、期间(水平行)和组(垂直列)
每一组中的元素都表现出一些共性
在元素周期表中，对角线关系存在于两种元素之间，这两种元素处于彼此对角线的位置，并表现出相似的化学性质
锂和镁、硼和硅、碳和磷都是例子
碳和磷之间有一种标志性的对角线关系，特别是在存在元素-元素多重键的情况下，如二磷(P2)，其中两个磷原子通过一个弱的三键连接
磷和碳之间这种对角关系使得人们期望二磷分子应该模仿碳氢化合物乙炔(C2H2)的属性
例如，二磷和乙炔都通过它们的π键与其他有机分子反应，π键是在具有多重键的分子中发现的一种共价键
配位络合物由通常为金属的中心原子或离子组成，并被称为配体或络合剂的结合分子或离子包围
配位化合物对地球上的生命至关重要，包括血红蛋白和叶绿素
它们在工业应用中也广泛用作催化剂
尽管乙炔与单个过渡金属的配位化学已经有了很好的记录，但以二磷与单个金属中心结合为特征的配位络合物仍然难以捉摸
最近，加州大学圣地亚哥分校、罗切斯特大学和俄亥俄州立大学的研究人员报告说，二磷可以结合到一个金属中心
这项工作发表在3月25日的《科学》杂志上
与乙炔不同，二磷非常不稳定，容易发生反应
当以游离形式产生时，二磷迅速聚合或与存在的底物分子反应
换句话说，二磷不会长时间保持二磷状态——它的本性是与其他元素和分子结合
这使得研究或操作变得困难
已经建立了几种合成路线来形成多核二磷配合物
最流行的方法是分离四面体P4分子，通常称为白磷
然而，白磷有毒且高度易燃(它是二战中使用的许多燃烧弹的主要成分)
“这里介绍的工作提供了一种在实验室环境中获得二磷单核复合物的合成策略，”加州大学圣地亚哥分校化学和生物化学教授Joshua Figueroa说，他是该论文的首席研究员和合著者
“我们预计这种配位模式可以进一步使磷原子向有机分子的选择性转移反应得以发展
" 在设计实验时，菲格罗亚和加州大学圣地亚哥分校博士后学者王帅使用铁作为金属离子，因为它提供了一个良好的协调平台，允许以有效的方式结合小分子
在将二磷结合到铁离子上时，他们能够将两个磷原子缝合在一起，以避免二磷的自由释放，从而提供了人们所追求的稳定性
王是这篇论文的第一作者并完成了合成工作，他说:“考虑到游离二磷分子作为一个短暂物种的极端敏感性，它在与空间位阻单核铁中心配位后变得如此稳定是令人瞩目的
" 研究人员使用X射线晶体学来确定分子的精确三维结构，并使用穆斯堡尔谱学来观察铁离子和二磷之间键合相互作用的变化
这是一项关键技术，因为它使研究人员能够证明二磷和乙炔分子以相似的方式影响铁中心的性质
如果二磷能够以一种相对稳定和选择性反应的形式存在，科学家们将能够以一种被称为“点击”化学的方式将其附着在基底上
点击化学不是描述一个单一的，特定的反应，而是描述一种通过连接小模块单元来产生物质的方法
这可能为药物化合物的制备开辟合成化学发现的新领域
“我们对这项工作感到兴奋，因为它证明了使用第一年化学中所学的基本概念来指导新发现的重要性，”菲格罗亚说
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