含三种氧桥仿生簇合物结构数据集

在生物光系统II中，由于放氧中心被复杂蛋白环境包围，导致难以获取其核心氧桥是否参与O=O键形成的直接实验证据，目前OEC如何催化O=O键的形成仍然是个悬而未决的科学难题。为研究这一问题，我们合成出两种新型仿生(Mn3XO4)2O-簇合物(X=Sr2+/La3+)，它们不仅成功模拟了OEC中Mn3XO4立方烷结构单元，而且首次同时模拟了OEC中三种氧桥的结构特征。这类仿生簇合物的获得为研究生物OEC中三种氧桥在催化放氧反应中的作用机制提供了理想的化学模型。通过研究仿生(Mn3LaO4)2O-簇合物分别处于氧化态和还原态时的晶体结构，发现仿生簇合物在氧化还原反应前后其所有三配位和四配位氧桥均无明显变化，而二配位氧桥则发生了巨大变化，在还原态后，该氧桥则以质子化形式存在，并与一个水分子通过氢键相互作用；伴随仿生簇合物的还原，二配位氧桥与两个锰离子间的键长明显拉长。这些数据显示仿生簇合物的活性位点可能是该氧桥，而非三配位氧桥和四配位氧桥。此外，通过比较含碱土Sr2+和含稀土La3+的仿生簇合物的晶体结构和电化学性能，发现稀土离子替换碱土离子对仿生簇合物的核心结构、锰离子价态和氧化还原特性均无明显影响。这些新观察为理解光合作用放氧中心中不同氧桥的反应性能和O=O键的形成机理提供了实验依据，也为发展仿生水裂解催化剂提供了新线索。数据量大小约为7.22M。