p Em uma série de processos biológicos, aglomerados de ferro-enxofre desempenham um papel vital, onde atuam como cofatores para enzimas. Pesquisa publicada em Angewandte Chemie agora mostra que os clusters cúbicos podem suportar estados de ligação incomuns. Este estudo mostra que o cluster lida bem com uma ligação múltipla entre ferro e nitrogênio - um motivo estrutural que pode estar envolvido na fixação biológica de nitrogênio. p Aglomerados feitos de átomos de ferro e enxofre são cofatores essenciais para uma série de enzimas, especialmente em processos biológicos envolvendo transferência de elétrons. Como um exemplo, bactérias fixadoras de nitrogênio usam aglomerados de ferro-enxofre para converter o nitrogênio do ar em compostos de nitrogênio úteis. Para entender este importante processo biológico, os cientistas investigam profundamente as possíveis relações de ligação entre os átomos de nitrogênio e ferro em tais aglomerados.

p Daniel Suess e colegas, do Massachusetts Institute of Technology em Cambridge, NÓS., agora investigaram a capacidade do cluster de formar ligações incomuns entre o ferro e o nitrogênio. Um vínculo duplo, que faz parte de um grupo químico chamado imida, pode desempenhar um papel na fixação de nitrogênio.

p Para construir a imida, a equipe começou produzindo um aglomerado de ferro-enxofre em forma de cubo. Os oito cantos do cubo são ocupados por átomos alternados de ferro e enxofre; três dos átomos de ferro são protegidos por espécies químicas que atuam como ligantes. Esses ligantes não se ligam diretamente aos átomos, e apenas os proteja. O átomo de ferro não blindado remanescente do aglomerado foi ligado a um ligante de cloreto substituível. A seleção cuidadosa dos reagentes permitiu à equipe trocar o íon cloreto e, em seguida, por oxidação com um reagente contendo nitrogênio, a complicada ligação dupla entre o átomo de ferro único e o átomo de nitrogênio - e, portanto, o grupo imida - foi formada.

p Os pesquisadores esperavam que a dupla ligação ferro-nitrogênio pudesse distorcer fortemente a estrutura do cluster. Em vez de, para sua surpresa, eles observaram apenas pequenas mudanças estruturais. Os estudos espectroscópicos dos autores explicam esta descoberta:a imida rica em elétrons afasta a densidade de elétrons dos átomos de enxofre e ferro vizinhos, e a totalidade desses efeitos menores é o que permite ao cluster acomodar a ligação imida. "Essas descobertas demonstram uma interação dinâmica entre ferro-nitrogênio, ferro-enxofre, e ligação ferro-ferro, "afirmam os autores.

p O novo cluster imido foi capaz de clivar ligações fracas de carbono-hidrogênio de reagentes orgânicos. Os autores pretendem usar esses estudos como um ponto de partida para uma investigação mais aprofundada da reatividade de aglomerados de ferro-enxofre ligados por imida. "Isso destaca a promessa de explorar a sinergia entre a robustez estrutural e a flexibilidade eletrônica desses cofatores fundamentais, "Suess diz.