原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/516837.shtm
近日，中國科學院廣州能源研究所生物質催化轉化研究室在分子篩催化葡萄糖轉化研究取得新進展，發(fā)展了高濃度葡萄糖高效異構化制備果糖的新催化體系。相關成果發(fā)表于《德國應用化學》。
果糖在自然界中的含量遠低于葡萄糖，然而作為食品甜味劑和生物精煉的核心成分其需求遠大于葡萄糖，可借助非均相催化的方式使廉價易得的葡萄糖異構化為果糖。而葡萄糖異構化是轉化的速率決定步驟，依賴于Beta分子篩活性金屬產(chǎn)生的Lewis酸，精準調控的金屬位點和分子篩結構對于整個催化過程有著至關重要的影響。
論文通訊作者、中國科學院廣州能源研究所研究員王晨光表示，該研究通過堿水熱方法將銦（In）摻入單晶 -純二氧化硅沸石分子篩中，形成邊界骨架In和In2O3納米顆粒，分別用作Lewis酸位點和堿位點，可有效中和分子篩中存在的Br?nsted酸，從而抑制其在果糖的積累、降解、使用過程中可能引發(fā)的副反應。
該催化劑的兩類活性位點在甲醇中協(xié)同作用，將葡萄糖轉化為甲基果糖，進而在少量水作用下獲得果糖。值得注意的是，該單晶催化劑中發(fā)生級聯(lián)反應，即路易斯堿位點催化葡萄糖的異構化反應，路易斯酸位點催化果糖的糖苷化反應。該反應體系中，基于33wt%的葡萄糖工業(yè)生產(chǎn)濃度，果糖產(chǎn)率達54.9%，選擇性為89.1%，糖回收率達93.3%，有助于推進化學催化葡萄糖異構化的工業(yè)實踐。
上述研究得到國家自然科學基金項目、廣東省重點領域研發(fā)計劃以及中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202318750
