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中美合作研究实现光催化二氧化碳合成氨基酸
发布时间:2018-12-05

来源:科技日报

大自然利用太阳光将二氧化碳和水转化为有机化合物,为几乎所有生物提供能量。而氨基酸是蛋白质的基本组成单元,人体每天需摄入大量氨基酸维持生命。

近日,南京工业大学樊新元课题组与美国宾夕法尼亚大学帕特里克·沃尔什(Patrick Walsh)教授合作,实现了利用太阳光驱使二氧化碳化学转化、进而合成α-氨基酸的简便方法。相关成果发表在最新一期国际权威期刊《自然·通讯》上。

“长期以来,化学家们一直在尝试模仿大自然,探索利用光能将二氧化碳转化为有机化合物的方法。但二氧化碳本身的稳定性使得这些尝试极具挑战。”沃尔什介绍。

科研人员对可见光催化下亚胺类化合物的化学性质展开研究。他们发现本来遇水会分解的亚胺,在光催化的条件下发生了意外的以水作为原料的还原反应。进一步的研究揭示,因为亚胺在特定光催化条件下发生了化学性质的逆转,因此可以从水中攫取质子从而实现以水为原料的亚胺的还原反应。据此逆转的化学机理,他们很快也实现了亚胺和醛类化合物之间偶联化学反应而合成羟基胺类化合物。

樊新元介绍,他们成功解决了可见光催化的二氧化碳和亚胺的化学反应难题,发展了利用太阳光驱使二氧化碳的化学转化、进而合成α-氨基酸的简便方法。该方法反应条件温和,室温下即可进行,无需高压气体,避免使用高压釜等特殊仪器,且操作简便,只需过滤即可得到目标产物,并且反应过程还消耗二氧化碳等温室气体。这些优势使得该方法绿色环保且具有较高的实用性和广阔的应用前景。

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