不对称催化
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青岛能源所实现手性聚酯的立体选择性解聚
合成生物学与绿色生物制造· 2026-02-28 11:44
研究突破:酶与仿酶催化在手性识别与转化领域的进展 - 手性是自然界的基本特征,酶通过精巧的手性活性口袋能精确识别并转化手性生物分子,这种能力同样适用于人工合成手性底物,例如蛋白酶Proteinase K能选择性识别并催化水解聚(L-乳酸),而对聚(D-乳酸)的水解活性很低 [2] - 在合成化学领域,通过合成催化剂实现不对称催化是重要目标,但现有研究主要集中于手性小分子,对于结构更复杂的大分子,传统小分子催化识别机制难以适用,相关研究几乎空白 [3] - 青岛能源所催化聚合与工程研究中心前期已实现对小分子手性识别与转化的手性单体的立体选择性聚合研究 [3] 技术突破:首次实现大分子手性识别与立体选择性解聚 - 研究团队以手性聚乳酸(PLA)为模型聚合物,利用具有限域空间结构的BisSalen-Al催化剂,首次实现了聚乳酸的手性识别以及立体选择性解聚为手性丙交酯单体 [4] - 通过优化催化剂结构,两种构型聚乳酸的解聚速率差可达37.5倍,与催化剂手性匹配的聚乳酸能高效解聚,不匹配的则难以解聚 [8] - 研究明确了催化剂立体选择性识别链末端并催化闭环的解聚机制,并将该方法扩展到立构复合和手性二嵌段聚乳酸的动力学拆分解聚,获得高光学纯度的手性丙交酯单体与手性聚乳酸 [8] - 该研究成果发表于Nature Communications,被审稿专家评价为“首个立体选择性解聚实例”和“一个引人注目的概念性进展,将不对称催化延伸至大分子领域” [9] 行业活动:生物基产业大会与展览 - 第11届生物基大会暨展览(Bio-based 2026)将于2026年5月20-22日在上海举办,由浙江省全省生物基高分子材料重点实验室与宁波德泰中研信息科技有限公司联合主办 [11] - 大会包含11大主题论坛,涵盖生物基产业宏观论坛、关键化学品与材料、生物基CASE、HMF-FDCA-PEF产业、生物基/可降解包装、生物基运输物流托盘、运动鞋服与车用生物基材料、前沿科技青年科学家论坛、产业投资与路演等 [11][12] - 大会同期举办7大活动,包括生物基产业展览(预计1000+新品展示)、终端品牌需求对接、标准评审会、新产品新技术发布会、生物基产业高层战略研讨会、科技成果对接及人才招聘 [11] - 大会将举办第4届DT新叶奖评选,设置创新材料奖、创新应用奖、最具商业价值奖、创新行业解决方案奖四大奖项,已有40+名企参选 [11] - 展览部分预计有60+展位,展示1000+新品 [12]
南方科技大学发表最新Nature论文
生物世界· 2025-11-17 18:00
研究突破概述 - 研究团队实现了N-手性化合物的首例催化不对称合成,为相关研究提供了重要基础与方向[5] - 该成果由南方科技大学与加州大学洛杉矶分校团队合作完成,发表于国际顶尖学术期刊《Nature》[4] 技术方法与挑战 - 研究通过不对称氯化反应合成极具挑战性的非环状N-手性氯代羟胺,并利用亲核取代反应捕获不稳定的手性中间体以获得稳定分子[7] - 技术实施面临三重挑战:氮手性中心立体化学控制困难、中间体结构不稳定易生副反应、低消旋能垒增加手性转移操作难度[7] - 基于自主开发的手性磷酸催化剂库,成功实现羟胺类底物的催化不对称氯化反应,通过底物中引入羟基提升反应速率,完成手性传递[7] 研究成果与验证 - 采用空间位阻较大的手性磷酸作为催化剂,通过两步串联反应成功合成了21个N-立体中心为唯一手性元素的1,2-oxazolidines类化合物,展现出良好底物适用性和官能团兼容性[8] - 所得产物的分子结构及绝对立体构型通过单晶X射线衍射分析确认,晶体结构清晰显示氮原子呈三角锥几何构型并作为分子唯一手性元素[8] - 在氮原子邻位引入刚性螺环结构后,构型稳定性显著提升,对映体过量值在相同条件下仅损失1%,而未引入刚性结构的衍生物对映体过量值在24小时后分别下降21%和34%[10] - 在氯仿溶剂中反应5分钟即可实现氮杂环丙烷类化合物的高对映选择性氯化反应,所得产物对映体过量值均大于90%[10]