μ-单氧桥联铁(III)配合物催化醛酮均相转移氢化反应的开创性研究

研究人员针对传统羰基化合物氢化反应中贵金属催化剂的环境问题，开发了新型μ-氧桥联双核铁(III)配合物[Fe2(μ-O)(BPMQA)2Cl2]Cl2（1），在1 mol%低负载量下实现了醛酮的高效转移氢化(TH)，突破了该类配合物仅催化氧化反应的认知，为绿色催化提供了新策略。

　　

在追求绿色化学的今天，如何用廉价金属替代贵金属催化剂一直是化学界的重大挑战。传统羰基化合物的氢化反应严重依赖钌(Ru)、铑(Rh)等铂族金属(PGM)催化剂，不仅成本高昂，还存在环境污染问题。更令人头疼的是，醛类化合物的选择性氢化远比酮类困难，现有催化体系寥寥无几。与此同时，自然界中的甲烷单加氧酶(sMMO)却能用铁活性中心高效催化氧化反应，这启发科学家思考：能否改造这类氧化催化剂，让其"改行"做氢化？

维尔洛尔理工学院的研究团队给出了惊艳答案。他们设计合成了一种μ-氧桥联双核铁(III)配合物[Fe₂(μ-O)(BPMQA)₂Cl₂]Cl₂（1），其核心是四齿配体N,N-双(吡啶-2-基甲基)喹啉-8-胺(BPMQA)。这个本该擅长氧化反应的"铁搭档"，竟在转移氢化(TH)反应中展现出非凡才能——仅需1 mol%的催化剂用量，就能将醛和酮高效还原为醇，打破了该类配合物的功能界限。相关成果发表在《Inorganic Chemistry Communications》上。

研究团队采用紫外-可见光谱(UV-vis)和红外光谱(IR)监测配体配位过程，通过X射线单晶衍射确定配合物结构，并系统评估了其在异丙醇/水体系中的催化性能。关键发现包括：

【Synthesis and characterization of mono-μ-oxo diiron complex 1】
室温下用甲醇处理FeCl₃与BPMQA配体，无需外加氧化剂即可获得目标配合物。光谱分析证实μ-氧桥结构在催化过程中发生断裂，这是实现氢化功能的关键。

【Materials and Methods】
采用标准无氧操作技术，所有溶剂经严格纯化。反应进程通过薄层色谱(TLC)监测，产物经柱层析分离，并通过核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证结构。

这项研究的意义远超预期：首先，它颠覆了μ-氧桥联铁配合物只能催化氧化的传统认知，开辟了双核铁催化剂的新功能维度；其次，开发的催化剂兼具醛酮双重氢化能力，解决了醛类底物难转化的问题；更重要的是，该铁基体系避免了贵金属使用，操作条件温和，为绿色制药和精细化工提供了可持续解决方案。正如作者Arup Sinha强调的，这项成果标志着"氧化催化剂转型氢化催化剂"的设计理念取得重大突破。

研究还揭示了μ-氧桥动态断裂的独特机制，这为设计更多功能可切换的双金属催化剂提供了模板。未来或可借鉴这种"一桥两用"的策略，开发出能根据反应需求自由切换氧化/还原模式的人工酶催化剂。随着对铁配合物催化潜力的深入挖掘，人类向"用廉价金属替代贵金属"的绿色化学目标又迈进了一大步。