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[FeFe]-氢化酶活性中心结构和功能模拟配合物的合成、结构及性能的研究的任务书
任务书
题目：[FeFe]-氢化酶活性中心结构和功能模拟配合物的合成、结构及性能的研究
任务来源：[FeFe]-氢化酶活性中心是一种天然的生物电催化剂，具有官能化小分子物质的高效转化催化活性，是众多生物过程中不可或缺的一种催化酶。其结构中心为含有4个铁原子的二核铁硫蛋白配合物，是复杂的生物大分子体系，其机理及活性中心的构造一直是科学家们关注的焦点问题。现代计算机化学和结构化学的发展，使得能够通过设计合成人造分子来对其活性中心及其催化机理进行研究。因此，本课题旨在通过有机合成、物理化学、生物化学等学科的综合应用，设计合成类似[FeFe]-氢化酶活性中心的人造配合物，并对其结构、催化活性进行研究，期望为深入探究[FeFe]-氢化酶活性中心的结构、催化机理以及发展高效催化剂提供一定的理论基础。
任务目标：
1.合成具有[FeFe]-氢化酶活性中心结构的人造配合物；
2.采用常规物理化学、生物化学、X射线晶体学等分析技术对其结构、性能进行研究；
3.通过光谱以及电化学等技术对其催化活性进行测试和分析；
4.探究其催化机理以及催化反应的反应机制。
任务内容：
1.文献调研：通过对[FeFe]-氢化酶活性中心的结构、功能及其催化机理的资料搜集、整理、分析，深入研究已有的相关合成人造配合物的先进技术及优点，并从中汲取经验，为本项研究提供理论指导；
2.设计合成途径：结合文献研究和实验室的条件，确定合成类似[FeFe]-氢化酶活性中心的人造配合物的途径，并进行初步估计，确定配合物的结构和组成。通过实验对合成路线进行逐步优化，筛选最佳条件，提高产率；
3.配合物性质表征：利用常规物理化学、生物化学、X射线晶体学等手段对已合成的配合物进行表征及鉴定，探究其结构、形态、物化性质等方面的信息；
4.测试其催化性能：通过光谱学、电化学等方法对合成配合物的催化活性进行测试，并探究其反应机理。同时对催化剂的稳定性、抗毒性等因素进行测试，确定催化剂的实用性和可行性。
5.撰写论文：将实验结果进行整理、分析、总结，并结合文献进行探讨和解释，撰写出符合国际学术期刊要求的学术文章。
任务周期：
本课题的研究周期为24个月，具体实验进度见下表:
任务名称|时间
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文献查阅与方案设计|2个月
实验室操作的熟练和计划|4个月
合成和分离实验|8个月
配合物性质表征|4个月
催化性能鉴定与机理研究|4个月
论文撰写和论文修改|2个月
任务要求：
1.本课题需要具备有机合成、物理化学、生物化学等相关学科的基础知识，具有较强的实验技能和相关领域的研究背景；
2.独立思考能力强、有较强的科学研究素养、具有团队协作意识、沟通和学习能力以及良好的创新意识；
3.在实验操作过程中，需要严格遵守实验室规章制度和安全操作规程，保证人身、仪器和实验室的安全；
4.在实验过程中，遇到操作问题或实验结果异常时，应及时与导师沟通讨论，并及时对问题进行解答和解决。
预期结果：
1.成功合成具有[FeFe]-氢化酶活性中心结构的人造配合物，得到性质稳定的催化剂；
2.实验室中对合成配合物的性质进行了详细鉴定和表征，并且得出了关于催化机理和反应的成果；
3.探究了[FeFe]-氢化酶活性中心结构和功能模拟配合物的合成、结构及性能，以及催化机理等方面的研究结果，并提出了相关的学术观点。
技术路线：
1.文献调研，确定策略和方案；
2.采购或自制实验所需试剂和仪器，合成具有[FeFe]-氢化酶活性中心结构的人造配合物；
3.对已合成的配合物进行常规物理化学、生物化学、X射线晶体学等表征和验证；
4.利用光谱学和电化学等方法对合成配合物的催化活性进行测试，并确定催化剂的机理；
5.完善论文并进行论文修改，最终完成撰写。
参考文献：
[1]龚海燕.[FeFe]-氢化酶活性中心结构功能模拟[J].化学教育，2009，30（6）：8-10.
[2]DFT和扫描电子显微学相结合研究合成的[FeFe]-氢化酶模型催化机理[J].科学技术进展，2019，19（17）：100-118.
[3]E.B.Duvigneaud,K.R.brown.TheIron-SulfurProteins,AcademicPress,NewYork,1972.
[4]马文祥.牍体设计合成二核铁硫蛋白的人工合成过程研究[D].西安交通大学，2015.
[5]M.Surendra,S.MuraliAchary,P.K.Bharadwaj.One-PotBiomimeticSynthesisofthe[FeFe]-HydrogenaseActiveSiteonaGlassyCarbonElectrodeSurface,Langmuir,2008,24（