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近日，山西大學化學化工學院楊恒權教授團隊在連續流動仿生串聯催化合成手性化學品方面取得新進展，研究以“A supraparticle-based biomimetic cascade catalyst for continuous flow reaction”為題發表在國際重要學術期刊《自然通訊》（Nat. Commun. 2022, 13: 5935）。

連續流動串聯催化是實現綠色高效過程的重要途徑。然而，目前工業上主要技術瓶頸在于難以制備具有多活性中心、高穩定性、高選擇性、高強度的毫米球催化劑。針對這些問題，研究團隊借鑒仿生學原理，以“liquid marble”為限域空間，在其內部組裝二氧化硅納米粒子，制備了具有多級孔道、不同尺寸、機械強度高達18.5 N的毫米球超顆粒（Supraparticles），實現了內部結構及性能的調控。利用該方法將不同催化活性（例如負載金屬鈀和負載生物酶）納米顆粒制組裝成超顆粒串聯反應催化劑，該催化劑可直接填充在固定床反應器中進行連續流動反應，在酮加氫-酯交換、胺外消旋化-動力學拆分串聯反應中，相對于傳統的物理混合催化劑，該超顆粒串聯催化劑的活性、選擇性和光學純度均明顯提高，且連續流動反應200~500小時后仍保持較高的催化選擇性和活性。研究表明，優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。該研究工作為設計工業手性串聯反應催化劑提供了新思路，將推動手性串聯催化向實用化水平上發展。

該論文第一作者是我校博士研究生郭曉苗和薛楠，通訊作者是楊恒權教授。該項工作得到國家自然科學基金委杰青項目、重點項目及企業合作項目等資助。

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