黄昊飞：一种液—液两相手性萃取拆分制备光学纯氨基酸的新策略和新方法

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1月5日，综合类国际顶级学术期刊《Nature Communications》在线发表了我校化学化工学院黄昊飞副教授最新研究成果——“Enantioselective extraction of unprotected amino acids coupled with racemization”，报道了一种液—液两相手性萃取拆分制备光学纯氨基酸的新策略和新方法。论文以黄昊飞副教授为第一作者，山东理工大学为第一完成单位，这是我校首次以第一完成单位在《Nature》子刊《Nature Communications》上发表论文。

        液-液两相手性萃取（Enantioselective Liquid-Liquid Extraction，ELLE）是在最近的十几年中快速发展起来的一种外消旋手性化合物的拆分方法，特别是在生产光学纯氨基酸方面展现出了非常好的产业化前景。但是，传统萃取方法仅能从消旋体氨基酸中进行手性拆分，导致其最大收率仅为50%，且水相中的残余的对映体氨基酸不易回收再利用。
         针对这一问题，近年来研究团队在新型手性萃取剂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）发表多篇研究成果。本次发表的论文则创造性的开发了一种全新的含叔丁基酮结构的手性萃取剂分子实现了对手型氨基酸99%以上对映体选择性。随后，团队又开发了一种温和条件下的氨基酸消旋新方法，并将其与萃取过程耦合，使水相中氨基酸消旋与有机相中手性氨基酸的萃取过程可以协同进行。最终，科研团队巧妙设计了一种连续化萃取-水解的工艺和设备，成功实现了以L型氨基酸为底物，采用萃取方法连续制备高纯度D型氨基酸，并彻底解决了传统萃取工艺收率小于50%且萃取流程长、工艺复杂的问题。该制备工艺与酶催化的动态动力学拆分方法（DKR）及不对称合成（asymmetric chemical syntheses）相比，在连续化生产、底物实用性、体系可循环使用、反应条件温和等方面具有更大的优势。

        该研究成果是由我校黄昊飞副教授和特聘教授王鸣博士与梨花女子大学Kim Kwam Mook教授课题组合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金委、山东省自然科学基金委、山东省政府公派留学项目等的资助。
       《Nature Communications》作为《Nature》子刊，是JCR Q1及中科院1区TOP期刊，影响因子12.1，发表内容涉及自然科学的中的生物学、物理学、化学、环境、医学等各众多领域，发表的论文具有很高的科研及应用价值。


        原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-20402-x
         文章来源：山东理工大学
         黄昊飞，男，山东理工大学化学工程专业学士，大连理工大学精细化工国家重点室工学博士。2012年到山东理工大学工作，现为化学化工学院副教授，研究生导师，化工系主任。