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天大張兵Nat. Catal.：只需兩步，電合成氨基酸！
來源： 時間：2023-09-07 09:53:30 瀏覽：1868次

第一作者：Mengyang Li?、Yongmeng Wu?、Bo-Hang Zhao?、Chuanqi Cheng

通訊作者：張兵教授

通訊單位：天津大學

DOI: 10.1038/s41929-023-01012-4


01

研究背景

氨基酸在食品和制藥工業(yè)中有著廣泛的應用，但當前的生物和化學合成來自于低效率、復雜的凈化操作和高能耗。基于此，天津大學張兵教授等人研究了在環(huán)境條件下，由NO和丙酮酸可持續(xù)的電催化合成丙氨酸。機制研究揭示了一個級聯(lián)NO→羥胺→丙酮酸肟→丙氨酸途徑?？焖俚谋犭康男纬珊途徛谋犭康倪€原步驟引起各種副反應，導致低丙氨酸的產生。并且設計了一個空間解耦的雙鍋電合成系統(tǒng)，使用由氧化物衍生的弓反應器用于丙酮酸肟的形成和還原反應。


02

文章要點

1、在環(huán)境條件下，作者研究了通過PA和NO的共還原，在克級上的丙氨酸的電合成，成功地在NO和PA中實現(xiàn)了兩步連續(xù)電合成，在100 mA cm?2下總法拉第效率（FE）為70%，產率超過90%，NMR純度超過98%。

2、本文報道的方法還可用于生產甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。通過將本文的方法與后續(xù)的化學或生化協(xié)議相結合，這些合成的氨基酸有望進一步轉化為多肽、蛋白質和其他生物聚合物。

3、本工作不僅為NO水電催化生產α-酮酸的氨基酸鋪平了道路，而且為設計高效的電催化反應和電催化劑提供了替代策略。


03

圖文展示

 

圖1.氨基酸生產路線的示意圖比較

 

圖2.丙氨酸電合成的表征

 

圖3.機理研究

 

圖4. 兩步電合成丙氨酸的性能


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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