電子自旋在化學反應過程中起到非常重要的作用,特別是包含未成對電子的金屬配合物。但是人們需要更加明確的關于自旋態變化的實驗,從而更好的理解電子自旋的影響。
有鑒于此,北京大學張俊龍教授等報道5,10,15,20四(五氟苯基)卟啉鎳(II) (1)作為催化劑,發現軸向配位能夠將Ni(II)在電催化HER反應中的自旋從低自旋變成高自旋。
當體系含有吡啶,發現質子轉移后,卟啉發生β-氫化反應。相對的,沒有卟啉的時候通過質子-耦合電子轉移的協同反應方式進行產氫。
(2)
當使用CoCp2將1還原后,發現加入對4-甲基苯磺酸吡啶鎓(pyridinium p-toluenesulfonate),發現類似的自旋反應選擇性。DFT理論計算的結果表明,單電子還原導致配體的自旋態由低自旋變為高自旋,提高配體的電子密度,因此傾向于通過β-periphery位點發生質子化,而不是在金屬的meso位點氫化。
參考文獻
Hao-Zong Xue, Jia-Hui Wu, Jun-Long Zhang, Bing-Wu Wang, Song Gao, Coordination Induced Spin State Transition Switches the Reactivity of Nickel (II) Porphyrin in Hydrogen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413042
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202413042