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工业的发展和科学技术的巨大进步，以石油，煤为代表的化石燃料大量使用，带来了全球范围内的能源和环境问题。氢气作为一种清洁的能源被视为在未来最有希望替代化石能源的能源载体从而更好的保护环境。传统的制氢工艺：水电解法、光化制氢、矿石燃料制氢等方法，具有能耗较高、消耗大量的化石能源、资源浪费、环境污染等缺点，所以如何选择一种新型、高效的催化剂从而经济、环保的获得氢气引起了科学界的巨大的关注。氢酶(Hydrogenases)可以高效的催化产氢，广泛存在于许多微生物中。根据氢酶的活性中心的不同，可以把氢酶分成三类：镍铁氢酶([NiFe]H2ases)，纯铁氢酶([Fe]H2ases)和“无铁硫簇”氢酶(Fe-S-free H2ases)。现在利用氢酶主要有两个方向，除了直接利用生物氢酶的光合作用或发酵作用之外，另一个很重要的研究方向是通过对氢酶活性中心的化学模拟来制取氢气。
本研究主要以[(μ-pdt)Fe2(CO)6](μ-pdt=-SCH2CH2CH2S-，1)为原料合成了以含有不同官能团的吡啶取代CO的[(μ-pdt)Fe2(CO)5L][2，L=pyridine(Py)；3，L=4-Py-SEt；4，L=4-Py-SBun；5，L=4-Py-OMe]类模拟化合物。应用X-ray晶体学对他们的结构进行了确定和分析，并在此基础上，借助红外可见光谱、元素分析、质谱和1H NMR等测试手段对它们的性质进行了研究。运用循环伏安法我们对[(μ-pdt)Fe2(CO)5L]类模拟化合物的电化学行为进行了研究，并提出相应的ECCE催化产氢的机理。利用Fe3(CO)12和1，4-丁二硫醇在加热条件下反应得到了化合物[Fe4(C4H8S2)2(CO)12](6)。借助X-ray晶体学、红外可见光谱、质谱和元素分析等方法对它的结构和性质进行了确定和表征。它的分子结构是通过两个完全相同的正丁基链实现的两个蝴蝶形的[Fe2S2(CO)6]的连接，从而产生了一个16个原子组成的大环。在此基础上，对Fe3(CO)12与二硫醇HS-R-SH和单硫醇R-SH反应的机理进行了较基础的分析，得到了比较满意的结果。本文合成了5个新的纯铁氢酶活性中心的模拟化合物：[(μ-pdt)Fe2(CO)5Py](2)[(μ-pdt)Fe2(CO)5(4-Py-SEt)](3)[(μ-pdt)Fe2(CO)5(4-Py-SBun)](4)[(μ-pdt)Fe2(CO)5(4-Py-OCH3)](5)[Fe4(C4H8S2)2(CO)12](6)。