一 锅 法 合 成 葡 萄 糖
米勒实验
在实验中,研究者将水(H2O)、甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢气(H2)与一氧化碳(CO)密封于无菌状态下的玻璃管于烧瓶内,并将其连结形成一个回路。装置中的一个烧瓶装着半满的液态水,另一个则含有一对电极。首先将液态水加热促使其蒸发,进而产生水蒸气;而另一烧瓶的电极通电后会产生火花,以模拟闪电。水蒸气经过电极之后,又再度凝结并重回原先装水的烧瓶中,使实验得以循环进行。
于实验开始一周后的观察中发现,约有10%到15%的碳以有机化合物的形式存在。其中2%属于氨基酸,以甘胺酸最多。而糖类、脂质与一些其他可构成核酸的原料也在实验中形成;核酸本身,如DNA或RNA则未出现。
当然这个实验产生的糖主要是五碳糖,不过你可以快进到电出新的碳基生命甚至新的人类,就不会缺葡萄糖了 hhhh
抛开经济性 ✓
用无机物 ✓
人工合成 ✓
葡萄糖 ✓
如果只是合成碳水化合物(不关注手性的话),当然可以做到,而且非常Straightforward。我先介绍一个反应,叫做 Kiliani氰化增碳法,是低一级糖合成高一级糖的常用方式[1]。不过这种合成方式没法控制手性,将会得到不同差向异构体的混合物。
那么,现在问题就是,我们如何先得到甘油醛。实际上,如果我们有甲醛的话,通过两次这样的增碳就可以得到甘油醛了。而甲醛可以通过甲醇氧化得到,而工业上一种制备甲醇的方法就是CO和H2在催化剂的作用下合成[2]。
所以整体的合成途径如下(不过注意没有考虑手性中心),需要用到的无机物有——CO、H2、HCN等: