10月12日消息,美国南卫理公会大学(SMU,达拉斯)化学系Pokhraj Ghosh课题组联合乔治城大学,在ChemRxiv发表论文(DOI: 10.26434/chemrxiv.15010250/v1),揭示了硫化氢(H2S)还原锌-亚硝酸盐配合物时化学计量依赖的产物选择性开关。

研究发现:投入2当量H2S时,反应走亲核进攻路径,经锌结合硫代亚硝酸盐(SNO-)与过硫代亚硝酸盐(SSNO-)中间体,生成NO(捕获产率46.3%±2.1%)与HNO衍生的N2O(19.7%±1.5%);当H2S增至5当量,反应切换为酸碱路径,光谱截获亚硝酸(HONO)中间体,NO产率跃升至94.6%±1.5%,N2O仅痕量。改用硫氢根(HS-)则不发生还原,仅生成加合物,质子化后才专一产NO。

团队还独立合成并对锌-过硫亚硝酸盐配合物完成晶体学表征,发现了顺式κ2-S,O与此前未见的Y形κ2-S,S两种固态配位模式。机理证据链由紫外-可见光谱、15N NMR、膦捕获实验与DFT计算共同支撑。

H2S与亚硝酸盐的相互作用横跨烟气脱硫化学、废水处理与生物信号(NO/HNO为重要信号分子)多个领域,但产物选择性长期缺乏分子级解释。该工作把“投料比”与“质子可得性”确立为两条竞争路径的互补控制变量——在非氧化还原活性的锌中心上实现NO/N2O切换——对涉及含硫-氮物种的工业过程与催化剂设计有直接参考价值。 (来源:ChemRxiv)