Enzyme-like water preorganization in a synthetic molecular cleft for homogeneous water oxidation catalysis

亲核细胞 化学 催化作用 超分子化学 配体(生物化学) 氢键 基质(水族馆) 分子 光系统II 光化学 活动站点 营业额 联吡啶 组合化学 立体化学 结晶学 晶体结构 有机化学 受体 地质学 海洋学 光合作用 生物化学
作者
Niklas Noll,Ana‐Maria Krause,Florian Beuerle,Frank Würthner
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (10): 867-877 被引量:42
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00843-x
摘要

Inspired by the proficiency of natural enzymes, mimicking of nanoenvironments for precise substrate preorganization is a promising strategy in catalyst design. However, artificial examples of enzyme-like activation of H2O molecules for the challenging oxidative water splitting reaction are hardly explored. Here, we introduce a mononuclear Ru(bda) complex (M1, bda = 2,2′-bipyridine-6,6′-dicarboxylate) equipped with a bipyridine-functionalized ligand to preorganize H2O molecules in front of the metal centre as in enzymatic clefts. The confined pocket of M1 accelerates chemically driven water oxidation at pH 1 by facilitating a water nucleophilic attack pathway with a remarkable turnover frequency of 140 s−1 that is comparable to the oxygen-evolving complex of photosystem II. Single crystal X-ray analysis of M1 under catalytic conditions allowed the observation of a seventh H2O ligand directly coordinated to a RuIII centre. Another H2O substrate is preorganized via a well-defined hydrogen-bonding network for the crucial O–O bond formation by nucleophilic attack.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
淡淡猕猴桃完成签到,获得积分10
1秒前
土豆完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6.3应助学到了采纳,获得10
1秒前
2秒前
坚强的乐驹应助华安采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助哈哈哈采纳,获得10
2秒前
lucky发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
bkagyin应助海蓝云天采纳,获得10
5秒前
蓝天发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Shuo Yang完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
桐桐应助Heyu采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.3应助qqqyy采纳,获得30
7秒前
8秒前
SWAGGER123发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
宇心完成签到,获得积分10
10秒前
情怀应助666采纳,获得10
10秒前
Jay发布了新的文献求助10
10秒前
11发布了新的文献求助10
10秒前
wanci应助杨瑞超采纳,获得10
11秒前
Confetti完成签到 ,获得积分10
11秒前
22222发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
Alissa完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
万能图书馆应助小榕采纳,获得10
16秒前
17秒前
。。。发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Russian Politics Today: Stability and Fragility (2nd Edition) 500
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
Der Gleislage auf der Spur 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6083214
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7913531
关于积分的说明 16368206
捐赠科研通 5218398
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2789909
邀请新用户注册赠送积分活动 1772906
关于科研通互助平台的介绍 1649295