JACS：构筑人工拟合电化学合成体系

JACS：构筑人工拟合电化学合成体系

通过利用可持续的电能进行人工催化，将可持续的电能转化为化学能为催化合成提供发展前景。           

有鉴于此，大连理工大学段春迎教授、赵亮副研究员等报道发展了生物模拟的电催化反应体系，使用含有NADH的结构进行电催化合成α-羟基/氨基酯。         

本文要点

1）配位饱和的金属中心原子能够通过电子接力的方式连续的接收多个电子，并且向NAD+提供两个电子。质子化的中间体能够产生NADH，进行模拟生物的加氢催化反应。   

2）材料的口袋结构能够组装反应物，增强反应物和NADH之间的相互靠近，从而能够形成组织的中间体结构，将氧化还原电化学电势向正方向移动0.4V。

组装在内的Co催化位点能够在比较宽的电势区间提供扁桃酸甲酯（methyl mandelate），当过电势为-1.2V，能够比Hantzsch酯或者NADH相比，产率提高92%。在Michaelis-Menten反应中，反应动力学的结果显示km达到7.5mM，kcat=1.1×10-2 s-1。这个反应方法能够与酶催化进行串联，实现650molE-1的TOF，性能比Rh-酶电催化体系更好，有助于人工电催化合成体系的发展。 

参考文献:

Huali Wang, Yu Zhang, Guanfeng Ji, Jianwei Wei, Liang Zhao*, Cheng He, and Chunying Duan*, Reserving Electrons in Cofactor Decorated Coordination Capsules for Biomimetic Electrosynthesis of α-Hydroxy/amino Esters, J. Am. Chem. Soc. 2024   

DOI: 10.1021/jacs.4c08547

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08547