甘氨酸（glycine）等氨基酸是生命和醫(yī)藥領域的關鍵物質，傳統(tǒng)合成氨基酸的方法通常存在局限性，目前電化學合成甘氨酸方法變得流行。但是由于電化學合成的機理和反應網(wǎng)絡通常是非常復雜的，而且能夠生成許多不同產(chǎn)物。
有鑒于此，中國科學院大連化學物理研究所肖建平研究員、Jun Long等報道通過DFT計算模擬研究硝酸鹽和草酸電化學合成甘氨酸的反應機理。
本文要點
（1）
基于全局能量優(yōu)化建立了活性變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)Cu載體修飾Hg位點具有最好的甘氨酸催化活性。通過NH2*和乙醛酸（glyoxylic acid）之間偶聯(lián)反應生成甘氨酸的C-N化學鍵。該反應過程與肟的形成或還原無關。
（2）
作者通過電場控制實現(xiàn)恒定過電勢，并且使用微動力學模型，驗證反應機理。理論計算的結果能夠與實驗結果非常好的符合，驗證說明甘氨酸的制備對過電勢非常敏感。這項研究為電化學合成甘氨酸以及改善的方法提供幫助，以及開發(fā)不含Hg的替代性催化劑。
參考文獻
Jan Paul Menzel, Wan Jae Dong, Elijah Gruszecki, Ke R. Yang, Zetian Mi, and Victor S. Batista*, Computational Insights for Electrocatalytic Synthesis of Glycine, ACS Catal. 2024, 14, 13381–13389
DOI: 10.1021/acscatal.4c04263
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c04263
