血红素ci的仿生配合物的设计合成及性质功能的探索

血红素ci是一种非常独特的血红素基团，2003年被发现于光合作用中重要的蛋白复合物细胞色素b6f 的结构中，也是迄今发现的天然蛋白中唯一没有以氨基酸基团为配体的血红素；它是以氢氧根或水为轴向配体的五配位高自旋态化合物，其轴向配体与周围环境形成重要的氢键网络。但是，血红素ci的功能目前尚不明确，其氢键仿生配合物的研究还未开展。本项目将设计合成一类新型卟啉分子作为氢键仿生配合物，该类新卟啉分子含有可作为氢键受体/给体的取代基，在相应铁配合物中，这些取代基可与轴向配位氧原子形成分子内氢键。我们将研究它们的几何结构和电子构型以及氢键在电子传递和质子转移中的作用；通过这一崭新方向的研究，探索血红素ci在电子传递和质子转移中的作用，了解血红素ci在光合作用中的功能，从而进一步深入了解整个光合作用的机制。

本项目设计合成了一系列新型卟啉配体和部分相应的铁卟啉配合物作为血红素 ci 的仿生配合物,并进行了相应的研究。研究表明，当铁为三价时，H2O或CH3OH与其配位后的酸性大大增强，在相应的反应条件容易脱质子形成CH3O-或OH-,也揭示了血红素ci 中的轴向第五配体更可能是以OH-的形式存在，而不是H2O。对一系列相关的铁配合物的研究表明它们中的铁都为五配位高自旋正三价态，而较弱的氢键作用对铁的电子构型没有明显影响。研究表明氢键的强弱与配体骨架的设计至关重要。要得到合适的氢键体系，需要对官能团的位点更精确的控制。本研究为血红素ci的仿生配合物的深入研究打下了良好的基础。