金红石型TiO2催化草酸与硝酸共还原一步电合成甘氨酸的创新研究

编辑推荐：为解决传统甘氨酸合成工艺高污染难题，研究人员开发了基于金红石型TiO2/CNT的单催化剂电解体系，通过协同还原草酸(OA)与硝酸(HNO3)实现57%甘氨酸产率，为绿色电化学合成C-N偶联化合物提供新范式

　　生命科学领域迎来突破性进展！科学家们巧妙利用具有特殊Ti-Ti位点的还原态金红石型二氧化钛(TiO₂)催化剂，在碳纳米管(CNT)基底上构建了高效电化学合成平台。该体系通过精准调控质子浓度环境，同步实现草酸选择性还原为乙醛酸、硝酸盐定向转化为羟胺(NH₂OH)的关键步骤，并在溶液相中完成C-N偶联反应。密度泛函理论(DFT)计算揭示，催化剂表面优化的原子间距既能稳定含氮中间体，又促进关键产物的脱附，最终以57%的创纪录产率一步合成甘氨酸——这个构成生命体蛋白质的最简单氨基酸分子。这项研究不仅革新了传统依赖剧毒试剂的合成工艺，更为可再生能源驱动的绿色化学制造提供了教科书级范例