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研究生: 張茲儀
Zi-Yi Zhang
論文名稱: 含甲氧基取代之二鐵二硫化合物之合成、鑑定及電化學探討
Synthesis and Electrochemical Studies of [2Fe2S] Complexes Containing Methoxy Group
指導教授: 林昇佃
Shawn D. Lin
江明錫
Ming-Hsi Chiang
口試委員: 何郡軒
Jinn-Hsuan Ho
林昇佃
Shawn D. Lin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 160
中文關鍵詞: [鐵鐵]-氫化酵素氫氣
外文關鍵詞: [FeFe]-hydrogenase, hydrogen
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本論文的主軸為利用化學合成方法模擬[鐵鐵]氫化酵素活化中心的結構,並合成出一系列二鐵二硫化合物。
[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-R)(R= CH3,3;R= CH2CH2N(CH3)2,5)的合成、化學反應及電催化產氫機制探討,當化合物3與鹽酸反應,成功合成出來一次質子化的產物,{[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-H)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-CH3)}(BArF24)(4),證實其質子化的位置於雙鐵之間(bridge hydride);化合物5與鹽酸反應後可以進行三次質子化反應,分別得到:四級銨鹽(化合物6)、bridge hydride(化合物7)和S-protonated(化合物8;—SH)的產物,推測化合物7在質子化的過程,會使S—C鍵斷鍵與質子鍵結,形成化合物8。
利用1H和31P{1H}核磁共振(NMR)、紅外線光譜(FTIR)、質譜(MS)以及元素分析(EA)對所有化合物進行鑑定,由1H和31P{1H} NMR可以證實化合物3在溶液中會有兩種結構異構物,並透過X-ray繞射分析加以證實其固態結構。
化合物3和4分別利用循環伏安法觀察氧化還原行為,可以得知化合物4經過還原反應後會脫去橋接於雙鐵之間質子,回到化合物3;分別使用醋酸(HOAc)、三氟乙酸(TFA)和三氟甲磺酸(HOTf),三種不同強度的酸作為質子的來源,進行電催化產生氫氣,同時提出其電催化質子還原的作用機制。


A series of diiron dithiolate complexes were synthesized for [FeFe]-hydrogenase modeling study. Herein, I report the syntheses, electrochemistry and electrocatalytic activity of [(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-R) (R=CH3, 3; R=CH2CH2N (CH3)2, 5) and protonated species of 5 (complexes 4, 6, 7 and 8).
All complexes are characterized by 1H and 31P{1H} NMR spectroscopies, fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), mass spectrometry (MS) and elemental analysis (EA). According to 1H and 31P{1H} NMR results of complex 3, two types of isomers are present in the solution. Molecular structure of complex 3 is confirmed by X-ray crystallography. Furthermore, electrocatalytic proton reduction by the complexes have been studied in the presence of acetic acid, CF3COOH and CF3SO3H.
Molecular structure of complex 4, generated from the protonationindicates that of 3, protonation occurs onto the Fe—Fe vector to form the Fe bridging hydride species. The catalytic mechanism of hydrogen formation by complexes 3 and 4 is investigated.

摘要 Abstract 謝誌 第一章 緒論 1.1 前言 1.2 氫化酵素(Hydrogenase) 1.2.1 描述金屬氫化物的形成與特性(Formation and Characterization of Metal Hydrides) 1.2.2 [鐵鐵]-氫化酵素([FeFe]-hydrogenase) 1.2.3 [鎳鐵]-氫化酵素([NiFe]-hydrogenase) 1.3 [鐵鐵]-氫化酵素仿生化合物(Artificial maturation of [FeFe]-hydrogenase) 1.4 研究動機 第二章 結果與討論 2.1 化合物[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5]-(2-) 2.1.1 化合物[K]2和[TBA]2之合成、結構與光譜分析 2.2 化合物[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-CH3)(3) 2.2.1 化合物3之合成、結構與光譜分析 2.2.2 化合物3之變溫NMR分析 2.3 化合物{[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-H)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-CH3)}(BArF24)(4)之合成 2.3.1 化合物4之合成、結構與光譜分析 2.4 化合物[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-C2H4N(CH3)2)(5) 2.4.1 化合物5之合成、結構與光譜分析 2.4.2 化合物5之質子化反應 2.5 電化學探討 2.6 電催化產氫探討 2.7 電催化產氫驗證 第三章 結論 第四章 實驗部分 4.1 實驗流程 4.2 實驗藥品與試劑 4.3 實驗儀器與設備 4.4 電化學分析實驗 4.5 化合物的合成與鑑定 4.5.1 合成 (μ-3,6-(OCH3)2-bdt)Fe2(CO)6(1) 4.5.2 合成 [K][(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5]([K]2) 4.5.3 合成 [TBA][(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5]([TBA]2) 4.5.4 合成 [(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-CH3)(3) 4.5.5 合成 {[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-H)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-CH3)}(BArF24)(4) 4.5.6 合成 [(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-C2H4N(CH3)2)(5) 4.5.7 合成 {[(μ,κ2-3,6-(OCH3)2-bdt)(μ-PPh2)Fe2(CO)5](tS-C2H4NH(CH3)2)}(Cl)(6) 參考文獻

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無法下載圖示 全文公開日期 2025/06/03 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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