188bet足球教授(shou)曾杰、特(te)任教授(shou)耿志剛與電子科技大學教授(shou)夏川合作，僅(jin)以空(kong)氣(qi)和水為原料，通(tong)過多步(bu)串聯反應，實現了甘氨(an)酸(suan)的定向合成。相關成果日前(qian)發表于《德國應用化學》。
氨(an)(an)基酸(suan)是構成蛋白質和多肽(tai)的(de)(de)(de)基石(shi)，在生(sheng)(sheng)物體中(zhong)扮演著重要角色。云層中(zhong)的(de)(de)(de)閃(shan)(shan)電(dian)驅動空氣和水發(fa)生(sheng)(sheng)反(fan)(fan)應，形(xing)成氨(an)(an)基酸(suan)，這(zhe)被認為是生(sheng)(sheng)命(ming)起源的(de)(de)(de)第一步。然而，閃(shan)(shan)電(dian)過(guo)(guo)程發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)化(hua)學反(fan)(fan)應非(fei)常復雜，所(suo)得到的(de)(de)(de)氨(an)(an)基酸(suan)也不是單一類型(xing)的(de)(de)(de)氨(an)(an)基酸(suan)。因(yin)此，探(tan)索(suo)以空氣和水為原料、在環境條件下(xia)定(ding)向合成單一類型(xing)的(de)(de)(de)氨(an)(an)基酸(suan)，對(dui)理(li)解生(sheng)(sheng)命(ming)起源過(guo)(guo)程具有重要意義。
研究人(ren)員開發了一(yi)條在(zai)(zai)環境條件下僅以(yi)空(kong)氣和水為原料定(ding)向合成(cheng)(cheng)(cheng)甘氨酸(suan)的(de)(de)路線(xian)。整(zheng)個過程由3個主要(yao)步(bu)驟組成(cheng)(cheng)(cheng)，分(fen)別是二氧化(hua)(hua)碳(tan)轉化(hua)(hua)、氮(dan)(dan)(dan)氣固定(ding)以(yi)及定(ding)向碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)偶聯。在(zai)(zai)第(di)(di)一(yi)步(bu)中(zhong)(zhong)，二氧化(hua)(hua)碳(tan)首先在(zai)(zai)非質子電(dian)解質中(zhong)(zhong)發生碳(tan)碳(tan)偶聯，形成(cheng)(cheng)(cheng)草(cao)酸(suan)鹽。草(cao)酸(suan)鹽經過酸(suan)化(hua)(hua)結(jie)晶(jing)制備(bei)純草(cao)酸(suan)。隨后，對草(cao)酸(suan)進(jin)行電(dian)還(huan)原制備(bei)出(chu)乙醛(quan)酸(suan)。在(zai)(zai)第(di)(di)二步(bu)中(zhong)(zhong)，采用鋰介導的(de)(de)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)固氮(dan)(dan)(dan)方法制備(bei)氨，產物(wu)分(fen)離后將其(qi)與(yu)氧還(huan)原反(fan)應產生的(de)(de)過氧化(hua)(hua)氫(qing)在(zai)(zai)溫和條件下反(fan)應合成(cheng)(cheng)(cheng)羥胺。在(zai)(zai)第(di)(di)三步(bu)中(zhong)(zhong)，羥胺和乙醛(quan)酸(suan)發生碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)偶聯的(de)(de)自發反(fan)應，生成(cheng)(cheng)(cheng)乙醛(quan)酸(suan)肟，并通過進(jin)一(yi)步(bu)的(de)(de)電(dian)還(huan)原反(fan)應得到目標產物(wu)甘氨酸(suan)。通過除雜和結(jie)晶(jing)，研究人(ren)員最終僅以(yi)空(kong)氣和水為原料，在(zai)(zai)實驗室中(zhong)(zhong)合成(cheng)(cheng)(cheng)出(chu)5.1588克(ke)高純度的(de)(de)固體甘氨酸(suan)。
在該工作中，從(cong)二氧化碳(tan)到甘氨(an)(an)酸的碳(tan)選(xuan)擇(ze)性(xing)達(da)97.7%，從(cong)氮(dan)(dan)氣到甘氨(an)(an)酸的氮(dan)(dan)選(xuan)擇(ze)性(xing)達(da)98.7%。合(he)成甘氨(an)(an)酸的總能(neng)量轉(zhuan)換效(xiao)率達(da)5.9%，優于自然界的光合(he)作用。
這項工作有(you)望推動(dong)以空氣(qi)和(he)水(shui)為(wei)原料的綠(lv)色制(zhi)造和(he)生命起源研究。
相關論文信息：//doi.org/10.1002/anie.202411160
作者：王敏 來源(yuan)：《中(zhong)國科學報》 (2024-10-17 第(di)1版 要(yao)聞)
原文鏈接：//news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/10/381545.shtm
