http://phys.org/news/2012-11-air-sunlight-driven-co2-fixation.html
November 19, 2012
(Phys.org) -- 再生能源（尤其是日光）的使用增加，受到高度歡迎，因為工業生產要盡可能的達到碳中和（CO2-neutral）。若在一種由太陽能驅動的系統中，能把 CO2 當原料用，就有可能同時滿足這二種期望。日本研究者現在於 Angewandte Chemie 期刊中，引介了一種採用此類過程的方法。他們的方法是基於一種類似自然光合作用的原理。
把二氧化碳當成一種碳來源使用，也許是一種具有吸引力的、能減少石化原料消耗並改善化學產品碳足跡（CO2 footprint）的選項。擋在我們面前的最大障礙是二氧化碳分子的高度穩定性。要跨越此障礙的可能性之一，是利用非常高能的分子與 CO2 反應。在綠色植物內的光合作用過程是此方法如何運作的範例之一。此過程在二個階段內進行：光反應與暗反應。在光反應中，光合作用系統捕捉光子，並以高能化學化合物的形態儲存其能量。這些高能化合物接著用來驅動暗反應。暗反應將二氧化碳當成一種碳來源以合成複雜的糖分子。
研究者與京都大學的村上正浩（Masahiro Murakami）教授合作，利用相同的原理來設計他們的過程。在此例中，第一階段也是一種由光驅動的反應。紫外光的反應能將起始原料，一種 α-methylamino ketone（α-甲基胺基酮），轉換成一種非常高能的分子。如同研究者所發現的，這利用日光也有效。一種產生閉環（ring closure）的分子內重排（intramolecular rearrangement）導致一種包含一個環的分子，那由三個碳原子及一個氮原子所構成。這類型的「環」處於很大的應變（strain）下，而且相對來說較具反應性。這種「光反應」與一種「暗反應」耦合：在這個接下來的光獨立（light-independent）階段中，高能化合物在鹼基存在的情況下捕捉 CO2。這形成一種 cyclic amino-substituted carbonic acid diester（環狀胺取代碳酸二酯），身為化學合成的一種中間物（intermediate，中間體），那很有用。
此反應方案引人注目的地方在於：這種技術很簡單。在多雲的日子中，散射的日光就足以驅動此過程。第二階段可在相同的反應容器中進行，只需添加鹼基並加熱到攝氏 60 度即可。產率為 83%。此外，這個過程非常具適應性，因為能把各式各樣的 α-methylamino ketones 當起始原料用。
※ 相關報導：
＊ Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201206166
Dr. Naoki Ishida, Yasuhiro Shimamoto,＊ 陽光將二氧化碳轉變成甲烷
Prof. Dr. Masahiro Murakami
Angewandte Chemie International Edition
Volume 51, Issue 47, pages 11750–11752, November 19, 2012
doi: 10.1002/anie.201206166
＊ 研究者改造細菌將二氧化碳轉變成液態燃料
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＊ 分子太陽能電池：由單個蛋白質複合體構成
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