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学生催化剂-只要满足选择性好、合成效率高的手性催化剂

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“在高校裡面做科研最重要的事情就是教學生”

就拿手性分子來說,雖然差之毫釐,其性質卻謬以千里。

“做學問第一重要的是獨立思考。”他常常提醒學生:做研究就是要發現別人沒發現的東西,如果沒有獨立的思想和思考,不去質疑那些所謂的原理、定理,是做不出新東西的。

1978年,他結束了整天與水稻等莊稼打交道的“知青”生涯,考入蘭州大學化學系,與化學結緣;

“一是方便別人借閱、參考,二是以備有疑問時查閱、核對。”周其林笑著說,做科研來不得絲毫馬虎,一定要嚴謹細緻,經得起歷史的檢驗。

學生畢業後都走了,幹嗎還把他們的實驗記錄保留著?

“所謂‘手性’,就是指兩種結構或物質互為鏡像,但又不能重疊。”周其林隨即打了個比方,“這就像我們的左右手,看似一模一樣,實則不同,它們可以重合,但不能重疊。手性現象在自然界廣泛存在,從宏觀的星雲到微觀的化學分子,都會觀察到。”

儘管如此,周其林還是顯得若無其事、不急不躁。“他從來不把壓力傳導給學生,而是讓我們從容地做著自己喜歡的事情。”朱守非對此深有感觸,“後來我當了老師,才發現做到這一點太難能可貴了。”

走進周其林的辦公室,一排高大的檔案櫃格外顯眼,裡面裝滿了研究生的實驗記錄,從學生姓名到記錄冊數,全都一清二楚。

春華秋實。如今周其林已培養了70多名博士、碩士,他們大多在國內外知名大學、研究機構和製藥公司工作,成為單位的科研骨幹。

“周老師很少有著急的時候,從來沒有因為實驗進展緩慢批評過我們。”2000年跟周其林讀研究生、現為南開大學化學院院長的朱守非告訴記者,當時他剛受聘長江學者,又是新到南開工作,在備受矚目的同時也面臨巨大的科研壓力。“那幾年課題組沒發什麼文章,連我們當學生的都感覺壓力山大。”

這一獎項的第一完成人,是中國科學院院士、南開大學教授周其林。

王立新告訴記者,從1999年到現在,周先生每天都是早早到辦公室,下班後先吃點餅干等墊一下肚子,然後繼續工作,晚上八九點才回家吃飯。“而且他周六都在跟學生討論工作,上午討論實驗,下午開組會。如果周先生到某個地方出差,周六回來的話,他一般都會帶著行李箱先趕到實驗室參加組會。”

在一年一度的國家科技獎三大獎“自然科學獎”“技術發明獎”“科技進步獎”中,自然科學獎一等獎是最看重原創性和科學價值的獎項。因為標準高、評審嚴,這一獎項曾多次空缺。

1999年,周其林被教育部聘為第一批“長江學者”特聘教授,並轉入南開大學化學院工作,帶領自己的課題組開始了手性螺環催化劑研究的漫長之旅。

據周其林介紹,目前上市銷售藥物中,手性藥物占50%以上。按傳統工藝,手性藥物是先生產出左手分子和右手分子的混合物,然後再設法將其分開。“如果全部採用手性合成新工藝,不但可以節約資源,也會大量減少環境污染。”

前不久,記者趕到南開大學,對他進行了面對面採訪。

“搞研究一定要把‘解決科學問題’作為第一目標,千萬不能選那些好發論文的方向。”周其林毫不猶豫地回答,“如果發論文和科學發現之間有矛盾,我當然選擇後者。”

為讓學生集中精力做研究,周其林盡可能地提高他們的生活津貼,不讓他們在外面做其他事情;為創造舒心的科研環境,他率先對實驗室進行改造,不僅加裝了通風櫥,還用鋁合金取代木頭、把操作台做得明亮潔凈; 他從不把學生當廉價勞動力、催促他們快出數據、早發論文,而是讓他們“遵循規則,練好手藝”……

“這篇文章講的是我們設計合成的一種新型手性螺環銥催化劑,它在酮的不對稱催化氫化反應中表現出超高活性,催化劑的轉化數達到4550000。在此之前,文獻報道的最高活性手性催化劑的轉化數為2400000。”現年62歲的周其林溫文爾雅,說話不急不慢,“當時雜誌讓我做一個封面,我就選了一張長城的照片。中國人說不到長城非好漢,我們終於爬到了長城頂上。”

當發論文與做研究發生衝突時怎麼辦?

“大家想一想,我們為什麼要在高校做科研?”周其林曾不止一次就這個問題與年輕的同事探討。

經過多年潛心研究,周其林課題組發現了一類全新的手性螺環配體骨架,併在此基礎上發展了一系列選擇性好、效率高、適應性強的手性螺環催化劑,不僅引領了全球手性催化的研究,而且在製藥等領域廣泛應用,被國際同行譽為“周氏催化劑”。

面對不期而至的名譽和光環,周其林一如既往地淡定。作為一名大學教授,他最看重的,是培養創新型人才。

他給出的答案是:在高校裡面做科研最重要的目的就是教學生,最主要的產品是培養的學生。“我們做科研也是以教育為目的,培養創新型的人才。”

當然,這並不是要讓學生墨守成規。他很少給出結論性的東西,而是引導學生獨立思考、提出自己的想法。

憑藉在手性催化劑領域的卓越貢獻,周其林2009年當選中科院院士,2018年榮獲被譽為“中國諾貝爾獎”的未來科學大獎,一時名滿天下。

“如果發論文和科學發現之間有矛盾,我當然選擇後者”

“其實我最好的科研成果是培養了很多人。這是我們做教育的人最大的一個收穫,也是最感欣慰的地方。”周其林說。

“如果全部採用手性合成新工藝,不但可以節約資源,也會大量減少環境污染”

直到今天,4550000轉化數的世界紀錄依然沒有人能夠打破。

在2019年度國家科技獎中,“高效手性螺環催化劑的發現”榮膺自然科學獎一等獎,在296個三大獎獲獎項目中名列榜首。

1987年從中科院上海有機化學研究所獲得博士學位後,他先後在華東理工大學,德國、瑞士和美國從事博士後研究,1996年回到華東理工大學任教;

“最好的催化劑要符合4個標準。”周其林說,第一,具有好的選擇性;第二,效率要高;第三,普適性要好、應用範圍要廣;第四,可修飾性要強,就是能以此創造出新的催化劑。“一般而言,只要滿足選擇性好、合成效率高的手性催化劑,就是理想的催化劑,你想要右手分子就產生右手分子,想要左手分子就產生左手分子,而且效率很高,沒有副反應。”

王立新老師在周其林課題組工作了20多年,他說:“周先生教學生從來不是說讓學生怎麼怎麼樣,而是言傳身教、做給學生看。”

人生為一大事來,周其林這一生的大事,就是研究手性催化劑。

“要把一件事情真正做好,是需要花費大量時間和精力的。有的人一輩子其實就做一件事,比如就做了一個分子,但把它做到極致。”周其林說,做研究千萬不能著急,越著急壓力越大,也越不敢做原創性、周期長的研究。

《 人民日報 》( 2020年01月13日19 版)

2011年7月12日出版的國際化學權威期刊《德國應用化學》,刊登了周其林課題組的一項研究成果,並把中國長城的照片作為雜誌的封面。