酒石酸（TA）是食品和聚合物工业中的重要添加剂及药物原料。然而，TA的绿色制造仍然是该领域的巨大挑战。迄今为止，由硝酸促进的葡萄糖氧化的化学合成仅产生＜10％的TA收率，且副产物具有明显的毒性。

近日，中国石油大学（华东）杨朝合教授，金鑫副教授报道了在分子O₂存在下使用双金属AuPt/TiO₂催化剂对葡萄糖和葡萄糖酸进行一锅法水相氧化，在110 ℃和2 MPa下制TA的收率约为50％。

文章要点

1）结构表征和DFT计算表明，fcc Pt和bcc Au之间的晶格失配会诱导纳米团簇中孪晶边界的形成，并在电场中引起Jahn-Teller畸变。这种结构和电子重构导致与催化剂表面上C＝O键的π-π电子共竞争的C-H键增强的σ-活化。

2）结果显示，在双金属AuPt/TiO₂催化剂的表面上协同发生C-H（氧化）和C-C（脱羧）键裂解反应。因此，可以在无碱培养基中将葡萄糖和葡萄糖酸有效地转化为酒石酸。

3）研究人员系统地研究了催化剂组成，反应温度，压力以及取决于组成的动力学对葡萄糖和葡萄糖酸氧化的影响，目的是阐明将葡萄糖直接氧化为TA的合理反应机理。

该研究表明，铂基双金属纳米催化剂中晶格畸变增强了电场的重构，有望用于其他能源和环境领域，以催化协同氧化反应。

Mengyuan Liu, et al, Bimetallic AuPt/TiO₂ Catalysts for Direct Oxidation of Glucose and Gluconic Acid to Tartaric Acid in the Presence of Molecular O₂, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02238

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02238