电子自旋在化学反应过程中起到非常重要的作用,特别是包含未成对电子的金属配合物。但是人们需要更加明确的关于自旋态变化的实验,从而更好的理解电子自旋的影响。
有鉴于此,北京大学张俊龙教授等报道5,10,15,20四(五氟苯基)卟啉镍(II) (1)作为催化剂,发现轴向配位能够将Ni(II)在电催化HER反应中的自旋从低自旋变成高自旋。
当体系含有吡啶,发现质子转移后,卟啉发生β-氢化反应。相对的,没有卟啉的时候通过质子-耦合电子转移的协同反应方式进行产氢。
(2)
当使用CoCp2将1还原后,发现加入对4-甲基苯磺酸吡啶鎓(pyridinium p-toluenesulfonate),发现类似的自旋反应选择性。DFT理论计算的结果表明,单电子还原导致配体的自旋态由低自旋变为高自旋,提高配体的电子密度,因此倾向于通过β-periphery位点发生质子化,而不是在金属的meso位点氢化。
参考文献
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