中美合作研究实现光催化二氧化碳合成氨基酸

南京，12月4日，科学技术日报(通讯员沈和通讯员张晔)大自然利用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。氨基酸是蛋白质的基本成分。人体每天都需要摄入大量的氨基酸来维持生命。记者4日从南京工业大学获悉，范新源的研究小组与宾夕法尼亚大学的帕特里克·沃尔什教授合作，实现了一种简单的二氧化碳化学转化方法，并利用太阳能光驱进一步合成α-氨基酸。相关结果发表在最新一期权威的国际期刊《自然通讯》上。

“长久以来，化学家们一直试图模仿自然，探索利用光能将二氧化碳转化为有机化合物的方法。但是二氧化碳本身的稳定性使得这些尝试极具挑战性。”沃尔什介绍。

研究人员在可见光催化下对亚胺化合物的化学性质进行了研究。他们发现，在光催化条件下，以水为原料的亚胺在暴露于水时会发生意想不到的还原反应。进一步的研究表明，由于亚胺在特定的光催化条件下会发生化学性质的逆转，因此可以从水中提取质子，以水为原料实现亚胺的还原反应。根据反向化学机理，他们很快实现了亚胺和醛类化合物的偶联化学反应，合成羟胺类化合物。

范新源说，他们成功解决了二氧化碳和亚胺在可见光催化下的化学反应问题，开发了一种简单的二氧化碳化学转化方法，并利用太阳能光驱进一步合成α-氨基酸。该方法反应条件温和，可在室温下进行，不需要高压气体，避免使用高压釜等专用仪器，操作简便，只需过滤即可得到目标产物，反应过程中消耗二氧化碳等温室气体。这些优点使该方法绿色环保，实用性强，应用前景广阔。