通过能量辐射产生多肽类分子的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过能量辐射产生多肽类分子的方法，包括：使复合催化剂与至少一种含氢源、至少一种含碳源和至少一种含氮源相接触，并且能量辐射所述复合催化剂、所述含氢源、所述含碳源和所述含氮源，以产生多肽类分子，其中所述复合催化剂包含至少一种纳米基底结构和至少一种原子位点，所述原子位点包含Mn、Co、Fe、Ru、Rh、Al、Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Ni、Zn、Ti、Os、Ir、La中的一种或两种以上化学元素。La中的一种或两种以上化学元素。

【技术实现步骤摘要】
通过能量辐射产生多肽类分子的方法


[0001]本专利技术涉及通过能量辐射催化产生多肽类分子的方法。

技术介绍

[0002]肽(或“多肽”)是天然生物小分子，是由两个或更多个氨基酸、优选α
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氨基酸残基连接组成的分子。通常情况下，氨基酸分子呈线性排列，一个氨基酸残基的羧基和下一或相邻氨基酸的氨基通过缩合反应形成肽键，最终连接在一起。肽与蛋白质所指代的物质在一定程度上有所重叠，肽是介于氨基酸和蛋白质之间的物质，由氨基酸缩合而成，但不具有蛋白质的三维结构。
[0003]肽对生物体中的各种生命活动有重要的作用，在生物体内主要通过蛋白质的水解反应获取。随着科技的进步，人工合成肽方面的研究已开展40余年。
[0004]当前人工合成肽主要通过有机合成来实现。其中固相合成是当前常用的多肽和蛋白质有机合成方法，处理步骤包括耦合、去除保护等，反应只能逐步进行，且每一步的收率都会影响最终产物的总收率，因此该合成过程也受到有机多步反应常见的制约，即步骤较多，因此副产物较多，收率难以保证，反应过程中所使用的溶剂、中间体等也会使最终产物分离提纯存在一些困难，同时存在成本较高、不环保、难以量产等问题。
[0005]针对等离激元效应的研究已有近一个世纪。在等离激元催化剂的作用下，纳米结构表面上可以实现局域能量的极大增强，因而可以在较温和的条件下使较稳定分子(例如二氧化碳、氮气、水等)达到活化状态，促使分子内的共价键断裂，并使所得的元素以自由基的形式存在并发生重新排列，生成新的物质。已被证明可以产生等离激元效应的物质主要为金属单质(包括过渡金属、贵金属、稀土金属等)及其相应的氧化物。
[0006]单原子催化的概念自近年提出以来，受到了广泛的关注和研究，随着先进表征技术的发展，单原子催化剂为从原子和分子层面阐明催化剂的构效关系，和连接起多相催化与均相催化提供了可能。单原子催化剂由于具有特殊的结构，因而呈现出不同于常规纳米催化剂的活性、选择性和稳定性。
[0007]本专利技术出乎意料地发现，使用可产生等离激元效应的单原子催化剂，在对反应温度进行控制的情况下，可通过相对于现有技术方法例如固相合成方法简单得多的步骤，实现一步将含氮源，含氢源和含碳源、优选无机含碳源活化并重新组合，生成多肽类分子(或“肽分子”)，使得通过非有机合成的手段制备多肽成为可能，极大地降低了处理和纯化的难度。
[0008]本专利技术还发现，在优选将光辐射强度和光辐射波长进行控制的情况下，可以以更高的效率和/或产率获得肽分子，为以后低成本、量产多肽提供了可能的路径。

技术实现思路

[0009]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术阐明了一种新型等离激元催化技术，该等离激元催化剂包括原子位点，例如单原子位点和/或含2
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25个原子的原子团簇，提供了一种
在成本有效的催化剂的存在下，利用来自工业烟气或大气中的N2以及CO或CO2，通过光辐射以制备多肽类分子的独特方法。
[0010]本专利技术的一方面是通过能量辐射产生多肽类分子的方法，包括：
[0011]使复合催化剂与至少一种含氢源、至少一种含碳源和至少一种含氮源相接触，并且
[0012]能量辐射所述复合催化剂、所述含氢源、所述含碳源和所述含氮源，以产生多肽类分子，其中
[0013]所述复合催化剂包含至少一种纳米基底结构和至少一种原子位点，所述原子位点包含Mn、Co、Fe、Ru、Rh、Al、Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Ni、Zn、Ti、Os、Ir、La中的一种或两种以上化学元素。
[0014]在本专利技术的优选实施方式中，所述能量辐射为光辐射。
[0015]在本专利技术的优选实施方式中，所述能量辐射使得反应在约0℃至约80℃之间的温度下进行，优选约0℃至约60℃、约0℃至约40℃、约2℃至约40℃、约5℃至约40℃、约10℃至约40℃、约10℃至约35℃。
[0016]在本专利技术的优选实施方式中，所述光辐射的光辐射功率为10
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1500mW/m2，优选为10
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500mW/m2，最优选为100
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200mW/m2。
[0017]在本专利技术的优选实施方式中，所述光辐射的波长为约250nm至约1000μm，优选为400nm至约1000μm，最优选为750nm至约500μm，优选为约900nm至约15μm。
[0018]在本专利技术的优选实施方式中，所述多肽类分子为包含两个或更多个氨基酸的分子，所述氨基酸为天然氨基酸或非天然的氨基酸。
[0019]在本专利技术的优选实施方式中，所述纳米基底结构和所述原子位点之间的距离小于等于5nm，优选小于等于1nm，更优选小于0.1nm，最优选两者紧密接触。
[0020]在本专利技术的优选实施方式中，所述原子位点与所述纳米基底结构结合，例如以物理方式或化学方式结合。
[0021]在本专利技术的优选实施方式中，所述原子位点与所述纳米基底结构的质量百分比小于等于50％，优选0.01％至30％，优选0.01％至5％，更优选0.1％至2％，最优选0.1％至1％。
[0022]在本专利技术的优选实施方式中，所述原子位点负载于所述纳米基底结构表面、内部孔道，或分布于所述纳米基底结构的内部晶格中，优选各原子位点均匀分布，并且
[0023]各原子位点之间间隔0.2
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500nm，优选1
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50nm，更优选1
‑
10nm。
[0024]在本专利技术的优选实施方式中，所述纳米基底结构选自由Mn、Co、Ce、Fe、Al、Ca、Ce、Cu、Ni、Ti、Zn、Si、Mo、Bi、V、C、N及其氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、氢氧化物、氯化物以及金属有机框架(MOF)所组成的组，优选为金属有机框架、TiO2或Al2O3。
[0025]在本专利技术的优选实施方式中，所述复合催化剂为Co和Mn负载或结合于金属有机框架的催化剂、Fe负载或结合于Al2O3的催化剂、Co负载或结合于Al2O3的催化剂、Ru负载或结合于Al2O3的催化剂、Ru和Fe负载或结合于Al2O3的催化剂或Ru和Co负载或结合于Al2O3的催化剂。
[0026]在本专利技术的优选实施方式中，所述纳米基底结构的长、宽、高中的至少一个维度为约1nm至约1000nm，优选为约70nm至约1000nm，约100nm至约800nm，约200nm至约500nm。
[0027]在本专利技术的优选实施方式中，所述纳米基底结构各自独立地长、宽、高为约1nm至约3000nm，优选地，长为约100nm至约3000nm，约500nm至约2500nm，或约1000nm至约2000nm，并且/或者宽或高为约1nm至约1000nm，约70nm至约1000nm，约100nm至约800nm，或约200nm至约500nm，或者
[0028]所述纳米基底结构各自独立地具有约1至约20的长径比，优选约1至约10，或约2至约8的长径比。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过能量辐射产生多肽类分子的方法，包括：使复合催化剂与至少一种含氢源、至少一种含碳源和至少一种含氮源相接触，并且能量辐射所述复合催化剂、所述含氢源、所述含碳源和所述含氮源，以产生多肽类分子，其中所述复合催化剂包含至少一种纳米基底结构和至少一种原子位点，所述原子位点包含Mn、Co、Fe、Ru、Rh、Al、Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Ni、Zn、Ti、Os、Ir、La中的一种或两种以上化学元素。2.如权利要求1所述的方法，其中所述能量辐射为光辐射。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述能量辐射使得反应在约0℃至约80℃之间的温度下进行，优选约0℃至约60℃、约0℃至约40℃、约2℃至约40℃、约5℃至约40℃、约10℃至约40℃、约10℃至约35℃。4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述光辐射的光辐射功率为10
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1500mW/m2，优选为10
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500mW/m2，最优选为100
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200mW/m2。5.如权利要求2至4任一项所述的方法，其中所述光辐射的波长为约250nm至约1000μm，优选为400nm至约1000μm，优选为750nm至约500μm，最优选为约900nm至约15μm。6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其中所述多肽类分子为包含两个或更多个氨基酸的分子，所述氨基酸为天然氨基酸或非天然的氨基酸。7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述纳米基底结构和所述原子位点之间的距离小于等于5nm，优选小于等于1nm，更优选小于0.1nm，最优选两者紧密接触。8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其中所述原子位点与所述纳米基底结构结合，例如以物理方式或化学方式结合。9.如权利要求1至8任一项所述的方法，其中所述原子位点与所述纳米基底结构的质量百分比小于等于50％，优选0.01％至30％，优选0.01％至5％，更优选0.1％至2％，最优选0.1％至1％。10.如权利要求1至9任一项所述的方法，其中所述原子位点负载于所述纳米基底结构表面、内部孔道，或分布于所述纳米基底结构的内部晶格中，优选各原子位点均匀分布，并且各原子位点之间间隔0.2
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500nm，优选1
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50nm，更优选1
‑
10nm。11.如权利要求1至10任一项所述的方法，其中所述纳米基底结构选自由Mn、Co、Ce、Fe、Al、Ca、Ce、Cu、Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琮，
申请(专利权)人：北京光合启源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：