來(lái)源?|?文匯報(bào)、化學(xué)寶庫(kù)
2021年，中科院上海分院院長(zhǎng)、上海有機(jī)化學(xué)研究所研究員胡金波榮獲“美國(guó)化學(xué)會(huì)氟化學(xué)創(chuàng)造性工作獎(jiǎng)（ACS Award for Creative Work in Fluorine Chemistry）”，成為首位獲此殊榮的華人。2009年，他獲得了由英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)頒發(fā)的氟化學(xué)獎(jiǎng)，同樣也是中國(guó)第一位獲此獎(jiǎng)項(xiàng)的化學(xué)家。
中科院上海有機(jī)所研究員、中科院上海分院院長(zhǎng)胡金波的科研生涯與氟化學(xué)相伴。這種性質(zhì)活潑卻又作用巨大的元素，既給他帶來(lái)了因爆炸而切斷手指韌帶的苦痛，又讓他體驗(yàn)到科學(xué)探索的快樂(lè)和學(xué)以致用的成就。
從異常而難解的現(xiàn)象中尋找研究的方向，在一次次失敗和偶然一次成功中發(fā)現(xiàn)真理的痕跡，胡金波不走尋常路，首次提出了“負(fù)氟效應(yīng)”新概念，被國(guó)內(nèi)外同行認(rèn)可，并被寫(xiě)入《中級(jí)有機(jī)化學(xué)》教科書(shū)。
以新理論為基礎(chǔ)，胡金波研發(fā)出三類10多種新型氟化學(xué)合成試劑，被250多家公司或研究機(jī)構(gòu)使用超過(guò)528次，其中兩個(gè)試劑更被國(guó)內(nèi)外同行直接稱為“胡試劑”，同時(shí)還成為氟碳鏈可控延長(zhǎng)研究方向的先驅(qū)者。
為何外國(guó)人總是熱衷于把中國(guó)氟化學(xué)研究的獎(jiǎng)?lì)C給胡金波？
一直以來(lái)他研究主張的是“研究成果的質(zhì)量比數(shù)量更重要，研究工作的獨(dú)特性和創(chuàng)造性很關(guān)鍵。”師從1994年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主喬治·歐拉和著名氟化學(xué)家蘇亞·普拉卡什教授，連不走尋常路的治學(xué)個(gè)性也學(xué)了個(gè)十成十。日前，這位有個(gè)性的化學(xué)家被授予“2022年上海市科技精英”。
既活潑又穩(wěn)定，氟元素里蘊(yùn)藏著辯證法
氟在化學(xué)世界中占據(jù)獨(dú)特的地位，這從多個(gè)國(guó)家單獨(dú)為氟化學(xué)設(shè)置了獎(jiǎng)項(xiàng)就可見(jiàn)一般。如今，氟更廣泛應(yīng)用于制藥、生物、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域：利用它的穩(wěn)定性，它被添加到顏料中粉刷中國(guó)館的外墻；因它在人體內(nèi)不易分解，又被用于提高藥物的生物利用率。
氟為何有“易怒”和“冷靜”兩幅面孔？胡金波說(shuō)，很多氟化學(xué)反應(yīng)很劇烈，會(huì)釋放大量的熱量，因此很容易爆炸（例如四氟乙烯聚合反應(yīng)），然而當(dāng)反應(yīng)完成后，得到的含氟產(chǎn)物（例如聚四氟乙烯）卻往往異常穩(wěn)定。這種“矛盾感”吸引著化學(xué)家不斷深入研究。胡金波說(shuō)，做氟研究的人，有不少人經(jīng)歷過(guò)未知反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)意外事故，他手上至今還留有實(shí)驗(yàn)爆炸后留下的疤痕。因?yàn)槟且淮伪ㄊ鹿?，他的?dǎo)師曾勸他別做這個(gè)方向了，胡金波卻沒(méi)同意。
“我在研究生時(shí)期，發(fā)現(xiàn)氟化學(xué)反應(yīng)往往不可預(yù)測(cè)，有時(shí)結(jié)果特別好，有時(shí)結(jié)果特別糟，實(shí)在是太有意思了，我一定要弄清楚里面的奧秘。”他說(shuō)。胡金波獨(dú)立工作之后選擇的碳負(fù)離子參與的氟烷基化反應(yīng)在當(dāng)時(shí)全球很少有人關(guān)注，第二年就意外發(fā)現(xiàn)了“負(fù)氟效應(yīng)”（氟原子對(duì)碳負(fù)離子中心的取代個(gè)數(shù)越多，碳負(fù)離子的熱穩(wěn)定性和對(duì)許多親電底物的親核反應(yīng)活性都會(huì)隨之降低）。
胡金波這一治學(xué)準(zhǔn)則源自他的導(dǎo)師?！叭腴T”時(shí)，導(dǎo)師就傳授給他的三個(gè)經(jīng)驗(yàn)：不追逐熱門的研究方向、不盲從印在書(shū)上的知識(shí)、堅(jiān)持做“難做”的事。他認(rèn)為興趣驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究與使命驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究都很重要，都需要科研工作者潛下心來(lái)“十年磨一劍”。
有機(jī)氟化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室誕生于“兩彈一星”工程，在世界氟化學(xué)領(lǐng)域占有獨(dú)特的地位。近年來(lái)，為提升創(chuàng)新能力，有機(jī)所為該實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了不少“標(biāo)桿人才”和優(yōu)秀青年人才，2005年，胡金波借此機(jī)遇來(lái)到有機(jī)所。臨行前，導(dǎo)師對(duì)他的選擇很不理解?！澳阋刂袊?guó)去？中國(guó)有電梯嗎？”
胡金波在有機(jī)所開(kāi)放包容、充滿活力的研究氛圍中大顯身手。在發(fā)現(xiàn)“負(fù)氟效應(yīng)”后，他又把與這個(gè)反應(yīng)有關(guān)的幾乎所有變量“地毯式”排查了一遍，受此啟發(fā)，他發(fā)展了多個(gè)新型氟化學(xué)合成試劑，其中的兩個(gè)被命名為“Hu試劑”，目前這些試劑已經(jīng)被超過(guò)250家公司和研究機(jī)構(gòu)使用500多次。
研究最初是由好奇心引起的，但最終一定要落在應(yīng)用上。胡金波十分看重應(yīng)用型研究，他目前正在攻關(guān)的氟碳鏈可控延長(zhǎng)就是如此。氟碳鏈超過(guò)8個(gè)碳分子后會(huì)產(chǎn)生防水防油的特性，用途十分廣泛，但目前業(yè)內(nèi)還沒(méi)有可簡(jiǎn)易可行的氟碳鏈可控延長(zhǎng)方法，胡金波創(chuàng)造性地提出了以二氟卡賓試劑等為原料實(shí)現(xiàn)氟碳鏈可控延長(zhǎng)的研究策略，目前已取得階段性進(jìn)展。
有機(jī)所的氟化學(xué)團(tuán)隊(duì)在全球占有重要一席之地，“上海氟化學(xué)（Shanghai Fluorine Chemistry）”的名頭在世界同行中聲名遠(yuǎn)播，這份自信，在胡金波領(lǐng)導(dǎo)的氟化學(xué)團(tuán)隊(duì)微信群名“不氟不行”上也能體現(xiàn)一二。胡金波對(duì)學(xué)生也有自己的要求，他希望他們不要把時(shí)間浪費(fèi)在無(wú)聊的事上，要大膽的、有雄心的、充滿冒險(xiǎn)的去做可能會(huì)失敗，但潛力巨大的事?！霸陂L(zhǎng)期的研究過(guò)程中你一定會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)甚至意外驚喜，如果沒(méi)有碰到，那很可能是因?yàn)槟悴粔蛴眯耐度??！焙鸩偸沁@樣對(duì)學(xué)生說(shuō)。
培養(yǎng)科學(xué)直覺(jué)的方法是多讀科學(xué)史
不久前，美國(guó)輝瑞制藥公司主動(dòng)聯(lián)系胡金波，希望能幫助解決抗癌藥物分子的氟化問(wèn)題（公司的氟化產(chǎn)率只有30%左右）。胡金波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)努力，嘗試了多條不同路徑，最終基于長(zhǎng)期對(duì)氟化學(xué)的耕耘和知識(shí)積累， “重起爐灶”，發(fā)展了一種全新的氟化方法，使得抗癌藥物分子的氟化產(chǎn)率超過(guò)90%。
很多人覺(jué)得胡金波對(duì)氟化學(xué)“直覺(jué)很好”，別人解決不了的問(wèn)題到他這里經(jīng)常能想出“妙招”，胡金波卻認(rèn)為直覺(jué)可以培養(yǎng)，方法就是對(duì)本領(lǐng)域知識(shí)的歷史性和系統(tǒng)性掌握。
這一體驗(yàn)來(lái)源于胡金波的求學(xué)經(jīng)歷：胡金波從小喜歡文科，尤喜愛(ài)歷史，這讓他逐漸培養(yǎng)了從較長(zhǎng)的時(shí)間軸來(lái)思考問(wèn)題的思維習(xí)慣；學(xué)理科后，他也習(xí)慣以一種從紛繁復(fù)雜的線索中尋求真相的“破案”模式去思考問(wèn)題。尤其幸運(yùn)的是，胡金波的導(dǎo)師也是一位歷史愛(ài)好者，而且特別注重化學(xué)類書(shū)籍和歷史資料的收集，曾花重金將創(chuàng)刊至今的各種有機(jī)化學(xué)期刊全部買下，自己還擁有一個(gè)小型化學(xué)圖書(shū)館。在導(dǎo)師那里，胡金波把出版過(guò)的各種英文版氟化學(xué)書(shū)籍幾乎全部看了一遍，這一經(jīng)歷為他以后的獨(dú)立科研生涯打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
“現(xiàn)在看到一個(gè)問(wèn)題，我常能回憶起在哪個(gè)年代曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)類似問(wèn)題，當(dāng)時(shí)進(jìn)展到哪一步。知道從哪里來(lái)，對(duì)尋找下一步往哪里走很有幫助。”他說(shuō)。
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