周其林:把解决科学问题作为第一目标

2020-02-06

 
 
周其林:把解决科学问题作为第一目标  
 

2019年国家自然科学奖一等奖获得者周其林——

把解决科学问题作为第一目标

在一年一度的国家科技奖三大奖“自然科学奖”“技术发明奖”“科技进步奖”中,自然科学奖一等奖是最看重原创性和科学价值的奖项。因为标准高、评审严,这一奖项曾多次空缺。

在2019年度国家科技奖中,“高效手性螺环催化剂的发现”荣膺自然科学奖一等奖,在296个三大奖获奖项目中名列榜首。

这一奖项的第一完成人,是中国科学院院士、南开大学教授周其林。

前不久,记者赶到南开大学,对他进行了面对面采访。

“如果全部采用手性合成新工艺,不但可以节约资源,也会大量减少环境污染”

2011年7月12日出版的国际化学权威期刊《德国应用化学》,刊登了周其林课题组的一项研究成果,并把中国长城的照片作为杂志的封面。

“这篇文章讲的是我们设计合成的一种新型手性螺环铱催化剂,它在酮的不对称催化氢化反应中表现出超高活性,催化剂的转化数达到4550000。在此之前,文献报道的最高活性手性催化剂的转化数为2400000。”现年62岁的周其林温文尔雅,说话不急不慢,“当时杂志让我做一个封面,我就选了一张长城的照片。中国人说不到长城非好汉,我们终于爬到了长城顶上。”

直到今天,4550000转化数的世界纪录依然没有人能够打破。

“所谓‘手性’,就是指两种结构或物质互为镜像,但又不能重叠。”周其林随即打了个比方,“这就像我们的左右手,看似一模一样,实则不同,它们可以重合,但不能重叠。手性现象在自然界广泛存在,从宏观的星云到微观的化学分子,都会观察到。”

就拿手性分子来说,虽然差之毫厘,其性质却谬以千里。

据周其林介绍,目前上市销售药物中,手性药物占50%以上。按传统工艺,手性药物是先生产出左手分子和右手分子的混合物,然后再设法将其分开。“如果全部采用手性合成新工艺,不但可以节约资源,也会大量减少环境污染。”

“最好的催化剂要符合4个标准。”周其林说,第一,具有好的选择性;第二,效率要高;第三,普适性要好、应用范围要广;第四,可修饰性要强,就是能以此创造出新的催化剂。“一般而言,只要满足选择性好、合成效率高的手性催化剂,就是理想的催化剂,你想要右手分子就产生右手分子,想要左手分子就产生左手分子,而且效率很高,没有副反应。”

经过多年潜心研究,周其林课题组发现了一类全新的手性螺环配体骨架,并在此基础上发展了一系列选择性好、效率高、适应性强的手性螺环催化剂,不仅引领了全球手性催化的研究,而且在制药等领域广泛应用,被国际同行誉为“周氏催化剂”。

“如果发论文和科学发现之间有矛盾,我当然选择后者”

人生为一大事来,周其林这一生的大事,就是研究手性催化剂。

1978年,他结束了整天与水稻等庄稼打交道的“知青”生涯,考入兰州大学化学系,与化学结缘;

1987年从中科院上海有机化学研究所获得博士学位后,他先后在华东理工大学,德国、瑞士和美国从事博士后研究,1996年回到华东理工大学任教;

1999年,周其林被教育部聘为第一批“长江学者”特聘教授,并转入南开大学化学院工作,带领自己的课题组开始了手性螺环催化剂研究的漫长之旅。

“周老师很少有着急的时候,从来没有因为实验进展缓慢批评过我们。”2000年跟周其林读研究生、现为南开大学化学院院长的朱守非告诉记者,当时他刚受聘长江学者,又是新到南开工作,在备受瞩目的同时也面临巨大的科研压力。“那几年课题组没发什么文章,连我们当学生的都感觉压力山大。”

尽管如此,周其林还是显得若无其事、不急不躁。“他从来不把压力传导给学生,而是让我们从容地做着自己喜欢的事情。”朱守非对此深有感触,“后来我当了老师,才发现做到这一点太难能可贵了。”

“要把一件事情真正做好,是需要花费大量时间和精力的。有的人一辈子其实就做一件事,比如就做了一个分子,但把它做到极致。”周其林说,做研究千万不能着急,越着急压力越大,也越不敢做原创性、周期长的研究。

当发论文与做研究发生冲突时怎么办?

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