Química de N2H2 y Otros Hidruros de Nitrógeno Relacionados con la Fijación de N2 en la Esfera de Coordinación de Complejos de Azufre Metálico

Resumen

El modelo estructural de rayos X del cofactor FeMo (FeMoco) reportado por Kim y Rees arrojó la base estructural largamente esperada, reconfirmó la importancia de los ligandos de azufre, dijo que el molibdeno sigue siendo un sitio de unión potencial de N2, sin embargo, por supuesto, no pudo especificar dónde se une la molécula N2 y en ese respeto destrozó los sueños de aquellos que pensaban que todo lo que uno tenía que saber era la estructura del centro activo de nitrogenasa para desarrollar un buen catalizador para hacer fertilizantes baratos. Este desafío permanece y debe tenerse en cuenta que 1) el FeMoco nativo aislado sin su proteína no convierte N2, 2) el FeMoco aislado es una especie de vida relativamente corta en medios acuosos (K. B. Burgess 1990) y 3) la termodinámica afirma que la reacción N2 + 6 H+ + 6 e- → 2 N3 es exoenergética y necesita un potencial de solo -280 mV a pH=7, que es menor de lo necesario para reducir los protones a dihidrógeno (-410 mV a pH=7). En particular, este potencial redox «suave» elimina todos los sistemas modelo como catalizadores potencialmente competitivos que necesitan en algún momento reactivos fuertemente reductores, como los metales alcalinos, para unirse y reducir el N2.