近年来,
CO2 的电
化学还原得到了广泛的研究,希望通过详细的机理理解可以实现找到具有高周转频率和低还原电位的稳定催化剂的目标。在
二氧化碳氢化酶的催化循环中,已表明还原的
金属中心与 反应形成
羧酸盐中间体,该中间体通过使用第二配位球中的组
氨酸部分的氢键稳定。使用众所周知的 fac-Re(I) 联
吡啶 (CO)3Cl 复合物作为起点,联
吡啶配体在第二个配位球中用
硫脲系链进行修饰,
硫脲系链已知可与羰基部分形成氢键。所得的 Re(I) 催化剂是一种极好的将 选择性还原为 CO 的电催化剂,其转换频率为 3040 s-1。 与
硫脲系链的结合可通过 1H NMR 观察到,NOE 实验表明
硫脲基团的氢原子是不稳定的。进一步的实验表明,
硫脲部分也是一个局部质子源,添加外部质子源实际上会抑制催化作用。通过 DFT 计算解释了动力学同位素效应的缺失,该计算表明质子总是跳到最近的 氧