2022-01-28 信息来源：化学化工学院
近日，我校化学化工学院青年教师张明以第一作者在《Nature Communication》（《自然·通讯》）期刊发表了题为“Pickering emulsion droplet-based biomimeticmicroreactors for continuous flow cascadereactions”的研究论文，杨恒权教授为通讯作者。
高光学纯手性化学品的绿色制造是国家的重大需求。目前，工业上主要的技术瓶颈在于缺乏高选择性催化剂、绿色反应介质以及高稳定性连续化反应工艺。课题组在前期乳液催化研究的基础上，针对高光学纯氰醇工业合成的问题，借鉴仿生学原理，以多孔氧化硅纳米球作为次级限域空间负载金属配合物和酶双催化剂，进一步将次级限域空间组装在IL/O型Pickering乳滴内，从而构建了Pickering乳滴类细胞催化微反应器。该体系具有良好的限域作用，不仅能够将化学和酶两种不兼容的催化剂有效地隔离开，还保持彼此之间的中间物种传输，而且通过在乳滴微空间内精细控制催化剂活性中心的比例和数量，实现多步催化反应在动力学及热力学上的高效耦合。反应结果表明，手性TiIV(Salen)配合物和脂肪酶CALB双催化剂制备手性氰醇衍生物的串联反应在固定床上能够连续运行240个小时以上，产物的光学纯度始终保持在99%以上，转化率保持在90%以上，其催化效率可达传统间歇式反应的5-420倍以上。理论模拟表明，乳滴的限域效应和底物富集效应是其反应高效提高的原因，与实验结果一致。该项研究突破了传统催化剂设计思路，采用了绿色反应介质，开发出了连续流动的工艺，为手性化合物的制备奠定了科学和技术基础。
张明系我校留校工作的青年教师，近年来在杨恒权教授的指导下致力于高效绿色催化体系研究，取得了重要研究成果（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 17387;J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 10173），建立的Pickering乳液固定床催化体系被美国化学工程新闻（C&EN）作为亮点报道，已被国内外多家科研单位所采用，同时在工业界产生了一定的影响。
该项工作得到国家自然科学基金杰青、重点及青年等项目资助。
