2009-05-23

合成催化劑模仿自然的「氫經濟」

Synthetic catalyst mimics nature's 'hydrogen economy'
http://www.physorg.com/news161868806.html

May 18th, 2009

藉由創造一種活性部位(active site,活化部位)的模型,那在一種天然產生的酵素中發現,Illinois 大學的化學家描述了一種結晶體,那作用如同大自然最普遍的氫處理器。

這些研究者在一篇已獲准發表於 Journal of the American Chemical Society 並同時刊載於該期刊網站的論文中描述他們的研究。

科學家們長久以來即為大自然利用廉價且豐富的建構基石 -- 鐵、鎳與硫 -- 來達到在罕見且昂貴金屬中所見到的催化效能的能力所困惑。尤其是,這二種酵素:鐵-鐵氫化酶(iron-iron hydrogenase)以及鎳-鐵氫化酶(nickel-iron hydrogenase)-- 作用如同氫處理器,非常類似鉑。

"大自然依賴一種相當精巧的結構來支持它自己的「氫經濟」," Thomas B. Rauchfuss 表示,化學教授以及本論文的通訊作者。"我們藉由產生催化部位的實物大模型(mock-ups),包括基底的氫原子而破解了該設計。"

研究者的鎳鐵複合體是第一個包含跨接氫配位基(bridging hydride ligand,跨接氫配體)的模型,對此催化劑而言是一種必要元件。

"藉由更了解鎳-鐵氫化酶活性部位當中的機制,我們正學會如何開發一種新的合成催化劑,在其他應用中也許有用," 畢業生 Bryan E. Barton 表示,該論文第一作者。

"氫化酶的研究提供了大量的潛在魅力 -- 例如氫經濟、綠能與生物燃料電池 -- 不過最新突破是來自於像我們那樣的可操縱機械模型," 畢業生與共同作者 Matthew Whaley 表示。"透過建立一種包含氫配位基的模型,我們已證明,這些天然催化劑的反應可以被理解與最佳化。"

※ 相關報導:

* Nickel-Iron Dithiolato Hydrides Relevant to the [NiFe]-Hydrogenase Active Site
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja902570u
Bryan E. Barton, C. Matthew Whaley, Thomas B. Rauchfuss and
Danielle L. Gray
J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (20), pp 6942–6943
doi: 10.1021/ja902570u

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