液-液兩相手性萃取(Enantioselective Liquid-Liquid Extraction,ELLE)是在最近的十幾年中快速發(fā)展起來的一種外消旋手性化合物的拆分方法,特別是在生產(chǎn)光學(xué)純氨基酸方面展現(xiàn)出了非常好的產(chǎn)業(yè)化前景。但是,傳統(tǒng)萃取方法僅能從消旋體氨基酸中進(jìn)行手性拆分,導(dǎo)致其最大收率僅為50%,且水相中的殘余的對映體氨基酸不易回收再利用。
針對這一問題,近年來研究團(tuán)隊(duì)在新型手性萃取劑及萃取方法上做了大量研究工作,并在JACS、Chem. Eur. J.等高水平期刊(J. Am. Chem. Soc.2013, 135(7): 2653-2658;Chem. Eur. J.2014, 20: 2895-2900)發(fā)表多篇研究成果。本次發(fā)表的論文則創(chuàng)造性的開發(fā)了一種全新的含叔丁基酮結(jié)構(gòu)的手性萃取劑分子實(shí)現(xiàn)了對手型氨基酸99%以上對映體選擇性。隨后,團(tuán)隊(duì)又開發(fā)了一種溫和條件下的氨基酸消旋新方法,并將其與萃取過程耦合,使水相中氨基酸消旋與有機(jī)相中手性氨基酸的萃取過程可以協(xié)同進(jìn)行。最終,科研團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)了一種連續(xù)化萃取-水解的工藝和設(shè)備,成功實(shí)現(xiàn)了以L型氨基酸為底物,采用萃取方法連續(xù)制備高純度D型氨基酸,并徹底解決了傳統(tǒng)萃取工藝收率小于50%且萃取流程長、工藝復(fù)雜的問題。該制備工藝與酶催化的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分方法(DKR)及不對稱合成(asymmetric chemical syntheses)相比,在連續(xù)化生產(chǎn)、底物實(shí)用性、體系可循環(huán)使用、反應(yīng)條件溫和等方面具有更大的優(yōu)勢。
該研究成果是由山東理工大學(xué)黃昊飛副教授和特聘教授王鳴博士與梨花女子大學(xué)Kim Kwam Mook教授課題組合作完成。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、山東省自然科學(xué)基金委、山東省政府公派留學(xué)項(xiàng)目等的資助。
《Nature Communications》作為《Nature》子刊,是JCR Q1及中科院1區(qū)TOP期刊,影響因子12.1,發(fā)表內(nèi)容涉及自然科學(xué)的中的生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等各眾多領(lǐng)域,發(fā)表的論文具有很高的科研及應(yīng)用價(jià)值。
原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-20402-x
參考資料:
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