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“准90后”教授入职武大不到1年,《自然》发文破170年科学困局

 医学abeycd 2023-04-17 发布于湖北

听说,武汉大学新引进一名“准90后”教授(1989年年底出生),在《自然》杂志发文破解了一个困扰科学家170多年的难题,而且是通讯作者外的唯一作者。走,相约,见见去——

陈才友教授工作照。受访者供图

陈才友教授(左)和Gregory C. Fu教授(右)。受访者供图

陈才友教授(左)接受《中国科学报》记者采访。罗志霖摄

落“樱”缤纷时节,《中国科学报》记者走进武汉大学。循着化学与分子科学学院偌大的联体建筑转了一大圈,终于在北楼三楼找到阳光帅气的陈才友。

武汉大学为优秀科学家提供了优渥的工作环境,但走进这个年轻教授的办公室,却发现除了一桌、一几、一沙发,几乎再放不下别的东西。对此,他微微一笑:“办公室本来挺大的,我主动隔一部分出去放仪器了。”

果然,绕到他办公室的背后,看到隔间里摆放着许多仪器,有气相色谱、高效液相色谱以及其他实验设备——实际上,学校已经为他们提供了130多平米的实验室。

“实验室是产出成果的地方,应该尽量多占一些位置,办公室倒不需要那么大。”面前这个斯斯文文、条理清晰的年轻人比一般同龄人更加理性、务实。

一篇《自然》论文破解170年困局

3月30日,《自然》杂志在线发表的一篇文章引发很多国内外学者关注。在这篇题文章中,陈才友和Gregory C. Fu教授通过引入Cu/手性噁唑啉催化剂,成功实现了alpha-卤代二级酰胺与一系列的氧亲核试剂(广泛的酚、醇等)的不对称C-O成键反应。

很多非专业人士可能不太能搞明白“不对称C-O成键反应”,但专业人士给出了介绍:C-O键广泛地存在于包括药物、生物活性分子和材料分子等有机化合物中,其中包括IMPDH抑制剂和手性除草剂萘普草等,因而C-O键的高效构建在有机合成中极为重要。国际上,最为高效的构建C-O键的方法之一是氧亲核试剂的烷基化反应,即著名的Williamson反应。

Williamson醚合成法于1850年首次报道,是目前应用最广泛的氧亲核试剂烷基化方法,然而,Williamson反应有很大的局限性,不能适用于二级以上的亲电试剂等含有大位阻的反应底物,同时也不能用于手性C-O键的构建。不对称Williamson反应非常具有挑战性,目前没有相关报道。

可以这样通俗理解:在“不对称Williamson反应”这个化学细分领域的研究上,过去170多年里未能有人实现突破,陈才友和另一位通讯作者Gregory C. Fu破解了这个困扰科学家170多年的困局,将相关研究往前推进了一步。而合作者Gregory C. Fu是美国科学院院士,也是陈才友在美国加州理工学院做博士后期间的导师。

众所周知,一篇刊发于《自然》的重要论文,往往集合了很多研究人员的智慧,通常一篇文章会有多名合作者,有的文章合作者甚至超过100位。陈才友的这篇重要论文除了通讯作者(即其博士后导师)之外,署名就只有他一个人,这引起了研究者的好奇。

陈才友告诉记者,美国加州理工学院是一所“小而精”的研究型大学,全校师生不过三四千人,因此每个课题组的规模都不大。在加州理工做博士后期间,他所在的课题组课题很多,几乎每个人都需要独立完成一两项研究,每个人都希望努力解决一个研究上的重大问题。

独立研究意味着一个人的工作量变大,要完成一项研究突破,除了本专业的知识之外,还不得不去学习反应动力学、电子顺磁共振、DFT计算等很多跨学科的知识。也是在这样的环境下,陈才友独立研究的能力和水平得到显著提升。

独立研究和合作研究,哪个更好?陈才友认为,二者各有利弊,独立研究更锻炼人,合作研究效率更高,具体要以研究对象的特点来选择。

珞珈山是他“必须要回的地方”

陈才友的学习成长经历与珞珈山、与武汉大学密不可分。他是湖北鄂州人,2008年高中毕业之后的9年学习时光,他都在武大。2012年本科毕业于武大、2017年博士毕业于武大,“最美好的青春在珞珈山”。

9年的时光,不仅让陈才友掌握了扎实的专业知识,具备了较强的研究能力,一度获得“武汉大学十大学术之星”称号,而且还让他对这座美丽的校园充满眷恋。他说他对武大的每个角落都很熟悉,即便身在异国他乡,也经常想起“珞珈的山色、东湖的湖光”,他的妻子也是武大校友,因此完成海外研究和学习后,重回母校是他们小夫妻俩毫无争议的“共识”。

谈起在武大印象最深刻的事,陈才友想到了他的博士生导师张绪穆教授——在做研究过程中,张绪穆经常带着研究生团队一起发现一些全新的催化剂,这就涉及到给它们命名的问题。陈才友特别感佩“导师的胸襟”,他从来不掠人之美,而是根据谁的研究贡献多,就以谁的姓氏进行命名。

于是,该领域的国际命名中,就有了Tangphos(一位姓汤的年轻教师)、Zhangphos(一位姓张的学生)、Duanphos(一位叫刘端的学生)等等。等到陈才友起较大作用完成的催化剂命名时,大家犯了难,之前Chenphos也有了。于是陈才友就和导师商量,直接以学校简称命名,于是在化学催化剂的群落里,就有了Wudaphos。

这件事让陈才友学会了怎样培养和成全后学,对他“学当教授”影响很大。他告诉记者,现在他团队里有一些研究生,课题组也正在招聘年轻人,他希望充分发挥团队里每个人的专长,同时尽最大可能创造好的机会,让每个人都能够在科研道路上有所突破、有所建树。

发论文不是科学研究的“终极目的”

作为一名年轻学者,陈才友发的顶刊论文令人很多艳羡——他迄今以第一作者(含共同第一作者)身份在《美国化学会志》《德国应用化学》等权威期刊上发表论文18篇,同时发表5篇授权专利。更令人眼前一亮的是,继在加州理工学院做博士后研究期间发表一篇《自然》论文后,回国入职武大不到1年,他又在《自然》发表一篇重要文章。

面对外界赞誉,陈才友有清醒的认识。他说,发论文只是科学研究的过程、只是科学成果展示的形式,并不是科学研究的终极目的。他告诉记者,他和团队目前正在研究的手性C-O及C-N键的构建在手性药物的合成上有很大利用空间,有望明显提高药物性能、降低制备成本。

他表示,未来他和团队将立足于所在领域,面向世界科技前沿攻关、努力取得引领性原创性成果的同时,更将面向国家战略需求、面向人民生命健康开展务实研究,确保这些研究能够用于社会生产实践,给公众带来实实在在的利好。

结束采访,起身告辞,他礼貌地相送至办公室门口,然后很快又钻进实验室里去了,该干嘛干嘛,一点都不拖泥带水。

在楼梯拐弯处,记者注意到一块指示牌,大概是好些年没有更换了,上面的办公室分布图还标注着一些老科学家的名字。按照当年的办公室安排,陈才友办公室的隔壁,是另一位老教授——査全性。

这位已故著名电化学家、中国科学院院士曾受邀参加1977年8月的科教工作座谈会,在这个由邓小平亲自组织并全程参加的会议上,临时参会的查全性第一个大胆谏言恢复高考,并且促成了邓小平最后的拍板,査因此在历史上被为“建议恢复高考第一人”。

这栋化学家云集的联体大楼,想必还会孕育出更多令人难忘的故事。

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