Small | 具有仿生对映体选择性催化性能的手性Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花

具有仿生催化能力的纳米材料引起了人们的广泛关注。然而，天然酶由其独特的构型所决定的立体选择性是难以模仿的。近日，江南大学化学与材料工程学院林恒伟教授团队在Small期刊发表了题为“Chiral Cu_xCo_yS-Cu_zS Nanoflowers with Bioinspired Enantioselective Catalytic Performances”的研究论文。成功构建了具有仿生对映体选择性催化性能的手性Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花。更重要的是，手性Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花既表现出高于漆酶的催化效率又表现其良好的对映选择性（图1）。这项工作可以促进具有仿生功能的手性纳米结构的发展                                                               

图1. 具有仿生对映体选择性催化性能的手性Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花

如图2所示，以L/ D -青霉胺为原料合成Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花的构建过程可分为两个阶段。首先，多孔NPs在95°C下形成。在此之后，合成溶液的温度降低到室温，从而允许片状结构的生长。L/ D -青霉胺由于其与金属离子的强结合能力而被选择作为构建手性纳米结构的手性诱导剂，通过与金属离子形成配位来引导晶格的生长方向或通过插入无机纳米结构的表面晶格导致晶格畸变，在诱导无机纳米结构的手性光学活性方面起着重要作用。研究团队进一步采用投射电子显微镜（TEM）、三维层析图像以及高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）对手性Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花材料的元素组成分布和原子尺度的表面结构进行了表征。结果证实了Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花的成功形成，并且主要催化活性元素Cu分布在壳层以及花瓣表面，为催化反应提供了丰富的活性位点。

图2. Cu_xCo_yS-Cu_zS纳米花的构建过程以及形貌表征

研究团队进一步通过4-AP(4-氨基吡啶)和2,4- DP(2,4-二氯苯酚)的催化转化作为模型反应来评估手性纳米花的催化活性。如图3所示，L-Pen-NFs表现出比漆酶更高的催化能力，且L/D-Pen-NFs的催化机制与漆酶相似。

图3. 手性纳米花的催化性能评估

同时，L/D-Pen-NFs对4种手性神经递质具有良好的对映选择性（如图4），对L-肾上腺素、L-DOPA、L-去甲肾上腺素和L-多巴胺的选择因子分别为1.958、2.966、1.829和1.606。在四种神经递质中，D-Pen-NFs对L-DOPA表现出较高的催化效率和较深的催化程度，说明选择合适手性构型的催化剂对特定仿生反应的重要性。

图4. L/D-Pen-NFs对4种手性神经递质的对映选择性催化比较

论文信息：

Chiral Cu_xCo_yS-Cu_zS Nanoflowers with Bioinspired Enantioselective Catalytic Performances

Qingrui Si, Fang Wang, Qi Ding, Weimin Yang, Hengwei Lin, Chuanlai Xu, and Si Li*

Small

文章链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202311275