日益减少的石油资源以及人们对可持续发展的需求，促使人们亟需发展具有原子经济性的可再生资源价值化策略。

有鉴于此，莱布尼茨催化研究所Angelika Brückner、华东理工大学杨雪晶等报道基于锰矿能够与针铁矿（goethite）共生的现象，发展了一种在成本和价格上合理的MnO₂/针铁矿催化剂，对二羟基丙酮（DHA, 1,3-dihydroxyacetone，一种非常重要的生物质分子）高效价值化能够分别生成羟基乙酸和甲酸，产率分别达到83.2 %和93.4 %。

本文要点：

（1）

二羟基丙酮分子首先进行C-C化学键切断，生成羟基乙酸和羟甲基自由基（·CH₂OH），随后进一步氧化后生成甲酸。作者通过动力学实验、同位素标记实验，发现MnO₂起到类似催化酶活性效果将自由基转化为O₂，随后生成羟甲基过氧化物，最后生成甲酸，同时避免甲酸过度氧化。

（2）

这种灵感来自于天然物种进行催化剂设计，不仅改善碳原子的利用率达到86.6 %，同时提高氧原子的利用率（从11.2 %提高至46.6 %），展示一种具有较高应用前景的生物质增值策略。

参考文献

Wang, J., Dai, X., Wang, H. et al. Dihydroxyacetone valorization with high atom efficiency via controlling radical oxidation pathways over natural mineral-inspired catalyst. Nat Commun 12, 6840 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-27240-5

https://www.nature.com/articles/s41467-021-27240-5