大连化物所ACS Catal.：理论计算助力电化学合成甘氨酸

催化计 · 公众号 · · 2024-08-27 19:46

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电催化讨论群-1： 529627044

甘氨酸（ glycine ）等氨基酸是生命和医药领域的关键物质，传统合成氨基酸的方法通常存在局限性，目前电化学合成甘氨酸方法变得流行。但是由于电化学合成的机理和反应网络通常是非常复杂的，而且能够生成许多不同产物。

有鉴于此， 中国科学院大连化学物理研究所肖建平研究员、 Jun Long 等报道通过 DFT 计算模拟研究硝酸盐和草酸电化学合成甘氨酸的反应机理。

本文要点

要点1. 基于全局能量优化建立了活性变化规律，发现 Cu 载体修饰 Hg 位点具有最好的甘氨酸催化活性。通过 NH ₂ * 和乙醛酸（ glyoxylic acid ）之间偶联反应生成甘氨酸的 C-N 化学键。该反应过程与肟的形成或还原无关。

要点2. 作者通过电场控制实现恒定过电势，并且使用微动力学模型，验证反应机理。理论计算的结果能够与实验结果非常好的符合，验证说明甘氨酸的制备对过电势非常敏感。这项研究为电化学合成甘氨酸以及改善的方法提供帮助，以及开发不含 Hg 的替代性催化剂。

Jan Paul Menzel, Wan Jae Dong, Elijah Gruszecki, Ke R. Yang, Zetian Mi, and Victor S. Batista*, Computational Insights for Electrocatalytic Synthesis of Glycine, ACS Catal. 2024, 14, 13381–13389

DOI: 10.1021/acscatal.4c04263

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c04263

电催化讨论群-1： 529627044

光催化群-2： 927909706

均相催化与酶催化群-2： 929342001

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255

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