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近日，山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院楊恒權(quán)教授團(tuán)隊(duì)在連續(xù)流動仿生串聯(lián)催化合成手性化學(xué)品方面取得新進(jìn)展，研究以“A supraparticle-based biomimetic cascade catalyst for continuous flow reaction”為題發(fā)表在國際重要學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》（Nat. Commun. 2022, 13: 5935）。

連續(xù)流動串聯(lián)催化是實(shí)現(xiàn)綠色高效過程的重要途徑。然而，目前工業(yè)上主要技術(shù)瓶頸在于難以制備具有多活性中心、高穩(wěn)定性、高選擇性、高強(qiáng)度的毫米球催化劑。針對這些問題，研究團(tuán)隊(duì)借鑒仿生學(xué)原理，以“l(fā)iquid marble”為限域空間，在其內(nèi)部組裝二氧化硅納米粒子，制備了具有多級孔道、不同尺寸、機(jī)械強(qiáng)度高達(dá)18.5 N的毫米球超顆粒（Supraparticles），實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能的調(diào)控。利用該方法將不同催化活性（例如負(fù)載金屬鈀和負(fù)載生物酶）納米顆粒制組裝成超顆粒串聯(lián)反應(yīng)催化劑，該催化劑可直接填充在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行連續(xù)流動反應(yīng)，在酮加氫-酯交換、胺外消旋化-動力學(xué)拆分串聯(lián)反應(yīng)中，相對于傳統(tǒng)的物理混合催化劑，該超顆粒串聯(lián)催化劑的活性、選擇性和光學(xué)純度均明顯提高，且連續(xù)流動反應(yīng)200~500小時(shí)后仍保持較高的催化選擇性和活性。研究表明，優(yōu)異的催化性能歸因于不同催化活性中心既空間隔離又保持臨近距離。該研究工作為設(shè)計(jì)工業(yè)手性串聯(lián)反應(yīng)催化劑提供了新思路，將推動手性串聯(lián)催化向?qū)嵱没缴习l(fā)展。

該論文第一作者是我校博士研究生郭曉苗和薛楠，通訊作者是楊恒權(quán)教授。該項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)基金委杰青項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目及企業(yè)合作項(xiàng)目等資助。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33756-1