周其林院士:基礎(chǔ)研究科學(xué)家要有前瞻性,做明天“不被卡脖子”的工作 2023年10月14日 下午9:14 ? 話題 ? 閱讀 13 來源丨中國科學(xué)報???作者丨甘曉 2021年諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給不對稱催化工作的學(xué)者,南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授、中國科學(xué)院院士周其林說,“希望有更多聰明的年輕人從事這個領(lǐng)域研究?!?/span> 作為諾獎得主的同行,周其林在不對稱催化領(lǐng)域深耕20年,發(fā)展出一類高效手性螺環(huán)催化劑,是迄今為止最高效的手性分子催化劑,被國內(nèi)外同行稱為“周氏催化劑”。 回顧科研生涯,周其林始終如一堅持“做別人沒有做過的事情”。“做基礎(chǔ)研究,我們科學(xué)家要有前瞻性,做的是明天‘不被卡脖子’的工作?!?/span>接受《中國科學(xué)報》采訪時,周其林說。 從0到1 創(chuàng)“周氏催化劑” 人的左右手相互為鏡像但又不能重疊的現(xiàn)象早就被人類發(fā)現(xiàn),被稱為“手性”。在創(chuàng)造新物質(zhì)的化學(xué)領(lǐng)域,一個化學(xué)反應(yīng)往往會產(chǎn)生具有同樣分子式的手性化合物,但左旋和右旋的對映異構(gòu)體卻具有截然不同的性質(zhì)。不同手性的分子雖然差之毫厘,性質(zhì)卻謬以千里。 “例如,天然產(chǎn)物很多是手性分子,其生物活性依賴于正確的手性?!敝芷淞窒颉吨袊茖W(xué)報》介紹。為了得到正確手性的新物質(zhì),化學(xué)家想出了“不對稱合成”的策略,其中,發(fā)現(xiàn)選擇性好、效率高的手性催化劑是關(guān)鍵。 過去40年以來,手性催化劑由于缺少獨特結(jié)構(gòu)的“基本骨架”,真正高效并且獲得廣泛應(yīng)用的催化劑就更少了。于是,周其林瞄準(zhǔn)了這一重大、前沿的科學(xué)問題,帶領(lǐng)團隊發(fā)展了一類全新的“基本骨架”——手性螺環(huán)配體骨架,并以此發(fā)展理想的手性催化劑。 經(jīng)過多年潛心致研,他們終于實現(xiàn)從0到1的跨越,設(shè)計合成出一種新型手性螺環(huán)銥催化劑。其在酮的不對稱催化氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出超高活性,催化劑的轉(zhuǎn)化數(shù)達到4550000。在此之前,文獻報道的最高活性手性催化劑的轉(zhuǎn)化數(shù)為2400000。 2011年7月12日,他們在國際化學(xué)權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表了這項研究成果,并把中國長城的照片作為當(dāng)期的封面。“中國人說不到長城非好漢,我們終于爬到了長城頂上?!?/span>周其林說。 此后,周其林課題組在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列選擇性好、效率高、適應(yīng)性強的手性螺環(huán)催化劑,引領(lǐng)了全球手性催化研究,被國際同行譽為“周氏催化劑”。2020年初,周其林站上國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會的領(lǐng)獎臺,獲得2019年度國家自然科學(xué)一等獎。 多年來,周其林始終堅持原始創(chuàng)新。他做研究的原則是:“做別人沒有做過的研究,做理論上或者應(yīng)用上有意義的研究?!?/span> 20年一劍 攀登科學(xué)高峰 最高活性手性催化劑的成功合成是周其林科學(xué)人生的重要里程碑,實際上他為之付出了超過20年的努力。1987年,他在中科院上海有機化學(xué)研究所獲得博士學(xué)位后,先后在華東理工大學(xué),德國、瑞士和美國從事博士后研究。 “在國外做博后時就已經(jīng)開始思考,好的催化劑都是外國人做的,我們中國人也要做出自己的催化劑?!?/span>周其林說。 1996年,他回到華東理工大學(xué)任教,1999年被教育部聘為第一批“長江學(xué)者”特聘教授,并轉(zhuǎn)入南開大學(xué)化學(xué)院工作,決定將“做中國人的催化劑”的夢想付諸實踐,從此開啟攀登手性螺環(huán)催化劑的科學(xué)高峰。 看準(zhǔn)“螺環(huán)”結(jié)構(gòu)催化劑,則離不開周其林在學(xué)術(shù)上一以貫之的堅持和積累。20世紀(jì)90年代初,他在上海福州路的外文書店偶然中買到一套打折處理的影印版《有機化合物字典》,書中收錄了成千上萬種化合物的結(jié)構(gòu)讓他如獲珍寶?!拔乙豢跉獍岩惶讜鴰资径及峄亓宿k公室,一有時間就翻開看,一邊看一邊想什么樣的結(jié)構(gòu)適合做手性催化劑?!彼f。 直到一種具有“C2對稱性”的分子引發(fā)了周其林的強烈興趣。于是,他帶領(lǐng)團隊提出一個個方案,一個個去嘗試,一做就是20年。期間,失敗是常態(tài),他們不斷面對一次次打擊,做出來的催化劑“對這個反應(yīng)無效,對那個反應(yīng)也無效”。 回首事業(yè)剛起步的時光,周其林表示:“自然科學(xué)基金對我的職業(yè)生涯幫助最大,1997年,我剛剛回國后拿到一個‘面上項目’,很快又獲得國家杰出青年科學(xué)基金項目資助?!彪S后的20年中,他還多次獲得國家自然科學(xué)基金的支持,拿到過幾乎涵蓋所有資助類型的項目。 20年如一日,周其林堅持下來了。他每天早晨8點準(zhǔn)時到實驗室,晚上8、9點鐘才離開,一周6個工作日。與實驗室的學(xué)生逐一交流,20年來基本不缺席課題組的“組會”,有時候剛下飛機,拎著行李箱就直奔實驗室。 周其林認為:“做自己喜歡的事情不覺得辛苦,其實好奇心驅(qū)使的探索未知的過程其樂無窮,所以要學(xué)會享受它,這是我這么多年來最大的感受?!?/span> 不忘初心 胸懷人民需求 回望初心,周其林之所以關(guān)注手性催化劑,源自人類付出慘痛教訓(xùn)的“反應(yīng)?!笔录?。1953年,瑞士一家藥廠首先合成了沙利度胺。此后,另外一家德國藥廠發(fā)現(xiàn)這種藥物具有抑制孕婦晨吐、惡心的妊娠反應(yīng),將其命名為“反應(yīng)?!薄啄旰?,醫(yī)學(xué)界發(fā)現(xiàn),母親懷孕期間服用反應(yīng)停和產(chǎn)下海豹肢畸形患兒直接相關(guān),全球?qū)⒔?萬名患兒深受其害。 周其林表示:“這是我們第一次認識到手性分子在藥物領(lǐng)域的重要性,我在做學(xué)生的時候就關(guān)注到這個問題,就開始思考作為化學(xué)研究者如何用專業(yè)知識為人類健康做出貢獻?!?/span> 當(dāng)年入行手性催化劑的初心源自藥物,今天“周氏催化劑”最重要的應(yīng)用也回到了“初心”——系列手性螺環(huán)催化劑已被用于200多種不對稱合成反應(yīng),還被用于多種手性藥物的生產(chǎn)。對此,周其林感到十分欣慰。 面向未來,周其林的目光仍然在有機合成前沿。近期,他與中國科學(xué)院院士、四川大學(xué)教授馮小明聯(lián)合申請自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項目。 據(jù)了解,項目計劃攻克一個新的難題:從具有惰性碳氫鍵的烴類化合物出發(fā),經(jīng)過“一步反應(yīng)”合成出手性化合物?!笆紫仍跓N類化合物中引入一個活性官能團,這就很難,同時還要控制手性,這就難上加難?!敝芷淞直硎?,這將是有機合成化學(xué)的未來發(fā)展趨勢。 周其林期待,更多年輕人走進不對稱催化領(lǐng)域,共同努力,“催化”出更多面向未來的原創(chuàng)性成果。 原創(chuàng)文章,作者:菜菜歐尼醬,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/14/45d1b6a667/ 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 資助率過低!建議擴大青基、優(yōu)青、杰青資助規(guī)模! 2023年10月13日 2023年新增院士,可能出自這些高校! 2023年2月23日 最高304萬!一批“雙一流”,獲國家級資助 2023年1月4日 還有這種操作?!聽說博士壓力大會為了減壓隨便找個女朋友,然后等日后工作穩(wěn)定了再換更優(yōu)秀的… 2023年12月12日 因瑣事吵架,她把博士男友的論文和資料全刪了。。。 2024年1月26日 這是打了誰的“臉”:鄭強教授被迫卸任后不足一月,又發(fā)一篇SCI一區(qū) 2024年2月21日