聽說,武漢大學新引進一名 " 準 90 後 " 教授(1989 年年底出生),在《自然》雜志發文破解了一個困擾科學家 170 多年的難題,而且是通訊作者外的唯一作者。走,相約,見見去——
陳才友教授工作照。受訪者供圖
陳才友教授(左)和 Gregory C. Fu 教授(右)。受訪者供圖
陳才友教授(左)接受《中國科學報》記者采訪。羅志霖攝
落 " 櫻 " 缤紛時節,《中國科學報》記者走進武漢大學。循着化學與分子科學學院偌大的聯體建築轉了一大圈,終于在北樓三樓找到陽光帥氣的陳才友。
武漢大學爲優秀科學家提供了優渥的工作環境,但走進這個年輕教授的辦公室,卻發現除了一桌、一幾、一沙發,幾乎再放不下别的東西。對此,他微微一笑:" 辦公室本來挺大的,我主動隔一部分出去放儀器了。"
果然,繞到他辦公室的背後,看到隔間裏擺放着許多儀器,有氣相色譜、高效液相色譜以及其他實驗設備——實際上,學校已經爲他們提供了 130 多平米的實驗室。
" 實驗室是産出成果的地方,應該盡量多占一些位置,辦公室倒不需要那麽大。" 面前這個斯斯文文、條理清晰的年輕人比一般同齡人更加理性、務實。
一篇《自然》論文破解 170 年困局
3 月 30 日,《自然》雜志在線發表的一篇文章引發很多國内外學者關注。在這篇題文章中,陳才友和 Gregory C. Fu 教授通過引入 Cu/ 手性噁唑啉催化劑,成功實現了 alpha- 鹵代二級酰胺與一系列的氧親核試劑(廣泛的酚、醇等)的不對稱 C-O 成鍵反應。
很多非專業人士可能不太能搞明白 " 不對稱 C-O 成鍵反應 ",但專業人士給出了介紹:C-O 鍵廣泛地存在于包括藥物、生物活性分子和材料分子等有機化合物中,其中包括 IMPDH 抑制劑和手性除草劑萘普草等,因而 C-O 鍵的高效構建在有機合成中極爲重要。國際上,最爲高效的構建 C-O 鍵的方法之一是氧親核試劑的烷基化反應,即著名的 Williamson 反應。
Williamson 醚合成法于 1850 年首次報道,是目前應用最廣泛的氧親核試劑烷基化方法,然而,Williamson 反應有很大的局限性,不能适用于二級以上的親電試劑等含有大位阻的反應底物,同時也不能用于手性 C-O 鍵的構建。不對稱 Williamson 反應非常具有挑戰性,目前沒有相關報道。
可以這樣通俗理解:在 " 不對稱 Williamson 反應 " 這個化學細分領域的研究上,過去 170 多年裏未能有人實現突破,陳才友和另一位通訊作者 Gregory C. Fu 破解了這個困擾科學家 170 多年的困局,将相關研究往前推進了一步。而合作者 Gregory C. Fu 是美國科學院院士,也是陳才友在美國加州理工學院做博士後期間的導師。
衆所周知,一篇刊發于《自然》的重要論文,往往集合了很多研究人員的智慧,通常一篇文章會有多名合作者,有的文章合作者甚至超過 100 位。陳才友的這篇重要論文除了通訊作者(即其博士後導師)之外,署名就隻有他一個人,這引起了研究者的好奇。
陳才友告訴記者,美國加州理工學院是一所 " 小而精 " 的研究型大學,全校師生不過三四千人,因此每個課題組的規模都不大。在加州理工做博士後期間,他所在的課題組課題很多,幾乎每個人都需要獨立完成一兩項研究,每個人都希望努力解決一個研究上的重大問題。
獨立研究意味着一個人的工作量變大,要完成一項研究突破,除了本專業的知識之外,還不得不去學習反應動力學、電子順磁共振、DFT 計算等很多跨學科的知識。也是在這樣的環境下,陳才友獨立研究的能力和水平得到顯著提升。
獨立研究和合作研究,哪個更好?陳才友認爲,二者各有利弊,獨立研究更鍛煉人,合作研究效率更高,具體要以研究對象的特點來選擇。
珞珈山是他 " 必須要回的地方 "
陳才友的學習成長經曆與珞珈山、與武漢大學密不可分。他是湖北鄂州人,2008 年高中畢業之後的 9 年學習時光,他都在武大。2012 年本科畢業于武大、2017 年博士畢業于武大," 最美好的青春在珞珈山 "。
9 年的時光,不僅讓陳才友掌握了紮實的專業知識,具備了較強的研究能力,一度獲得 " 武漢大學十大學術之星 " 稱号,而且還讓他對這座美麗的校園充滿眷戀。他說他對武大的每個角落都很熟悉,即便身在異國他鄉,也經常想起 " 珞珈的山色、東湖的湖光 ",他的妻子也是武大校友,因此完成海外研究和學習後,重回母校是他們小夫妻倆毫無争議的 " 共識 "。
談起在武大印象最深刻的事,陳才友想到了他的博士生導師張緒穆教授——在做研究過程中,張緒穆經常帶着研究生團隊一起發現一些全新的催化劑,這就涉及到給它們命名的問題。陳才友特别感佩 " 導師的胸襟 ",他從來不掠人之美,而是根據誰的研究貢獻多,就以誰的姓氏進行命名。
于是,該領域的國際命名中,就有了 Tangphos(一位姓湯的年輕教師)、Zhangphos(一位姓張的學生)、Duanphos(一位叫劉端的學生)等等。等到陳才友起較大作用完成的催化劑命名時,大家犯了難,之前 Chenphos 也有了。于是陳才友就和導師商量,直接以學校簡稱命名,于是在化學催化劑的群落裏,就有了 Wudaphos。
這件事讓陳才友學會了怎樣培養和成全後學,對他 " 學當教授 " 影響很大。他告訴記者,現在他團隊裏有一些研究生,課題組也正在招聘年輕人,他希望充分發揮團隊裏每個人的專長,同時盡最大可能創造好的機會,讓每個人都能夠在科研道路上有所突破、有所建樹。
發論文不是科學研究的 " 終極目的 "
作爲一名年輕學者,陳才友發的頂刊論文令人很多豔羨——他迄今以第一作者(含共同第一作者)身份在《美國化學會志》《德國應用化學》等權威期刊上發表論文 18 篇,同時發表 5 篇授權專利。更令人眼前一亮的是,繼在加州理工學院做博士後研究期間發表一篇《自然》論文後,回國入職武大不到 1 年,他又在《自然》發表一篇重要文章。
面對外界贊譽,陳才友有清醒的認識。他說,發論文隻是科學研究的過程、隻是科學成果展示的形式,并不是科學研究的終極目的。他告訴記者,他和團隊目前正在研究的手性 C-O 及 C-N 鍵的構建在手性藥物的合成上有很大利用空間,有望明顯提高藥物性能、降低制備成本。
他表示,未來他和團隊将立足于所在領域,面向世界科技前沿攻關、努力取得引領性原創性成果的同時,更将面向國家戰略需求、面向人民生命健康開展務實研究,确保這些研究能夠用于社會生産實踐,給公衆帶來實實在在的利好。
結束采訪,起身告辭,他禮貌地相送至辦公室門口,然後很快又鑽進實驗室裏去了,該幹嘛幹嘛,一點都不拖泥帶水。
在樓梯拐彎處,記者注意到一塊指示牌,大概是好些年沒有更換了,上面的辦公室分布圖還标注着一些老科學家的名字。按照當年的辦公室安排,陳才友辦公室的隔壁,是另一位老教授——査全性。
這位已故著名電化學家、中國科學院院士曾受邀參加 1977 年 8 月的科教工作座談會,在這個由鄧小平親自組織并全程參加的會議上,臨時參會的查全性第一個大膽谏言恢複高考,并且促成了鄧小平最後的拍闆,査因此在曆史上被爲 " 建議恢複高考第一人 "。
這棟化學家雲集的聯體大樓,想必還會孕育出更多令人難忘的故事。
文 | 中國科學網