自然界通過光能量進行CO2的還原和固定,生成多種多樣的產物,包括小分子以及生物分子。目前人們通過人工CO2光還原只能得到少數幾種多碳化合物,尤其是非生物光合成方法含有多種官能團的生物分子,仍然是個巨大的挑戰。
有鑒于此,上海交通大學車順愛教授、Yuxi Fang、中國科學技術大學/上海交通大學田長麟教授、同濟大學韓璐教授、華東師范大學陳縉泉教授等報道使用手性介孔ZnS(CMZ)進行光催化反應,由CO2和NH3合成氨基酸。
本文要點:
(1)
在合成的多種氨基酸中,絲氨酸(Serine)是主要成分,反應產物的ee達到96 %,產量達到30 μmol gcat-1。
(2)
這項研究提出CMZ催化劑的手性誘導自旋極化效應通過電子自旋對齊的方式顯著增強形成OCCO的三重態,螺旋晶格畸變能夠降低*OCCO的自由能。CMZ的自旋極化電子使得立體選擇性活化反應,因此立體選擇性的生成氨基酸。
參考文獻
Yongping Cui, Jing Ai, Yingying Duan, Menghui Jia, Tianwei Ouyang, Aokun Liu, Lu Yu, Junhong Liu, Xi Liu, Chaoyang Chu, Yuanbo, Yanhang Ma, Liwei Chen, Lu Han, Jinquan Chen, Changlin Tian, Shunai Che, Yuxi Fang, Enantioselective synthesis of amino acids by photocatalytic reduction of CO2 on chiral mesostructured ZnS, Chem 2025
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.102390
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929424006351