青年化学奖感言

——记我化学路上的恩师们

作者:朱守非

2012年中国化学会青年化学奖获得者

我非常荣幸获得2012年度中国化学会青年化学奖。从初中三年级开始接触化学教育到现在已经过去了整整20个年头。我从最初对化学的懵懂到将其作为自己的终生事业,这一路上我的点滴进步都离不开化学老师们的谆谆教诲和无私帮助。我能获得青年化学奖的殊荣,离不开这些恩师的精心培养,也是对他们辛苦付出的点滴回报。因此,这里我想写一写对我化学道路产生重要影响的恩师们:一方面对自己过去的化学道路作简单回顾,对恩师们表示由衷感谢;另一方面,也希望分享恩师们一些独到的人才培养理念和方法,和大家共勉。

我的化学启蒙老师是初中三年级的化学任课教师刘老师。他的第一节化学课我至今印象深刻,其中“空杯倒红葡萄酒”、“间谋纸”等趣味化学实验,对于年轻学子好奇心的刺激非常强烈。从那时开始,我知道化学是一门有趣的科学。

高中时期有幸在另一位优秀年轻教师范汝广老师的指导下学习化学。他是一位很用心的老师,总能从课本中延伸出一些规律性的东西,帮助我们理解和记忆。我在高考冲刺阶段,有一次化学模拟测验成绩不理想,表现出非常沮丧的情绪。范老师很敏锐地发现了我的这种情绪,特意在课后和我一起分析问题所在,并帮助我重新树立信心。那年高考,我的化学成绩非常好,这和范老师的悉心教导是分不开的。在高考填报志愿时,范老师也对我的最后决定起了关键作用。他认为我比较适合从事化学研究,建议我报考享有盛誉的南开大学化学系。我接受了他的建议,并最终和南开化学结下不解之缘。

我很喜欢南开大学化学研究的浓郁氛围。化学专业课的授课老师都非常敬业,也有丰富的教学经验,为我的成长奠定了良好基础。我印象最深的是张宝申教授的有机化学课。他讲课时从来不看讲义,但又旁征博引,侃侃而谈,精彩纷呈。南开的基础有机化学实验也很有特色,内容比较多,实验时间也比较长,一般从早上八点开始,一直持续到下午四五点才能结束。虽然这种安排会让学生比较辛苦,但是对培养连续操作,形成实验整体认知非常有帮助。基础有机化学实验有一批经验丰富的老师,其中冯宵老师深入浅出的讲解和耐心细致的指导,帮助我打好有机化学实验的基础。在本科期间,我还有幸聆听了申泮文院士、何炳林院士、陈茹玉院士、王积涛教授、李正名院士等前辈的讲座,虽然那时对专业知识一知半解,但是这些化学家的风范却潜移默化地培养了我对科研的热爱。现在想来,南开无处不在的化学研究氛围,对我的成长具有多么重要的意义。

南开的化学在本科前三年不分专业,直到最后一年毕业设计时才选择专业。我的本科导师是项寿鹤教授,他的实验室从事分子筛的制备和催化研究,属于非均相催化。我选择这个实验室从事本科毕业设计,主要是在那时接触了一些催化方面的知识,知道催化对于合成工业的重要意义,遂决定从事这方面的研究。本科期间的研究非常简单,但是有幸结识了一些颇具才情的师兄,他们教会我很多具体的实验,加上项老师从更高层次的指导,使我大概知道了科研的雏形。

2000年的夏天,我面临毕业,同时要决定今后的研究方向。那时我综合考虑了自己的特点,认为更适合从事有机合成研究,同时我也深信催化的有机合成具有光明的应用前景。这时,周其林教授成为我未来科研方向的引路人。他于1999年由教育部“长江学者奖励计划”引进到南开大学工作,从事不对称催化合成研究。我至今依旧记得第一次和他通话的情景,由于激动和忐忑,我在电话上甚至报错了他的姓名,当时我感觉极其紧张,害怕他因此断定我是一个毛毛躁躁的年轻人,而拒绝给我机会。没想到周老师很平静地说:“我是周其林。”他的这种平易的回复彻底消除了我的紧张,也给我很大的震撼,从心底里,我的钦佩油然而生。按照电话里的约定,第二天周老师带我参观了他的实验室。这个实验室给我的第一印象就是忙碌而井井有条,非常整洁。这是我个人非常欣赏的一种氛围,所以非常开心地选择周老师的课题组继续我的研究。至今,我已经在这个实验室工作超过12个年头。

我进入实验室的时候,周老师刚刚开展螺环配体的研究工作。当时用来合成配体的原料螺环二酚在拆分方面非常困难,需要用柱层析分离非对映异构体,还需要烦琐的衍生反应。周老师就安排我发展拆分螺环二酚的新方法,并给了一些建议。我在周老师指导下,最终通过包结拆分的方法实现了对螺环二酚的拆分。这种方法使用廉价易得的金鸡纳碱衍生物作为主体分子,通过氢键和π-π堆积等作用,选择性地和(S)-构型的螺环二酚形成包结物超分子,从溶液中沉淀出来,从而达到拆分的目的。这种拆分方法操作非常简单,而且很容易放大,拆分试剂也可以方便地回收利用,因此使得光学活性二酚的合成变得简单。这是我第一个真正意义上的课题,虽然非常简单,但正是通过这个课题,我开始真正了解化学研究的方式方法。

随后我一直在周老师的指导下从事手性螺环配体的设计、合成和应用的研究,先后参与发展了五类结构新颖、高效、高选择性的手性配体和催化剂;实现了卡宾插入反应、亚胺和不饱和羧酸的氢化反应、钯催化极性反转烯丙基加成反应等几类非常重要,又极具挑战性的不对称催化反应;为多种手性胺、手性α-羟基酸、手性2-羧基环醚、手性高烯丙醇等重要的手性砌块提供了新的有效的合成方法,其中手性膦-唑啉配体还被成功应用于手性药物的生产中。这些工作作为周老师发展“优势螺环配体”项目的重要组成部分,有力证明了螺环配体骨架的有效性,也推动了上述反应的研究进展。我自己在这些研究过程中逐渐成熟起来,从课题设计,实验设计和实施,数据整理和分析,文章撰写到项目申报,汇报,结题,逐渐掌握了从事研究的规律。

我深深得益于周老师课题组独到又有效的研究和教育体系。

周老师非常注重组会,有时外出开会归来,刚下飞机就直奔组会,听取大家的汇报,提问,讨论。他认为组会不是简单的工作汇报,还能帮助学生及时整理数据,梳理思路,解决问题,是研究生重要的课堂。后来他意识到一些学生进入实验室后基础知识的学习跟不上问题,就特意安排学生轮流讲解经典的相关教材,并和我们当下的工作结合起来加以点评,加深学生对这些专业知识的理解。这种理论实践相结合的教学方式更有针对性,所以我每次听来都收获颇丰。

周老师还尽量创造条件让学生参加国内和国际的学术会议,开阔眼界。我在攻读博士期间,组里经费还不是非常充足,但是周老师还是让我参加了不少重要的学术会议。通过这些会议,我加深了对本领域研究现状的认识,通过和一些知名学者面对面的讨论,我的研究思路得以开拓。从2007年起,周老师和所里其他领导一起争取到万香公司的支持,建立了国内第一个学术会议奖学金,资助大批学生参加国内和国际的学术会议。

周老师对学位论文的要求很严,我的博士学位论文在撰写过程中得到了他耐心细致的指导。他首先和我讨论确立论文骨架结构,等我写出初稿后,他又提出很多具体的意见,等基本定稿后,他还通读全文,逐字逐句地对论文进行修改,甚至精细到标点符号。毕业论文的修改过程使我对自己的研究有了更系统的认识,也从更高的层次理解了其科学意义,在行文和数据处理等方面都得到了显著提高,是我科研训练的一个非常关键的时期。每年4~6月是学生毕业的时节,也是周老师最忙的时候,他利用任何可以利用的时间,甚至在搭乘飞机的空隙,修改学生的毕业论文,异常繁忙,却从不松懈。刚开始我有些怀疑这种做法是否必要,现在随着阅历的增加,我能清楚理解这种做法对学生的教育和培养是多么重要。

实验室氛围也对学生的成长产生重要的影响。周老师会定期安排一些放松的活动,调节大家的生活。在春秋两季和暑假结束时,我们会定期举行短途旅行。我和实验室的其他同仁一起游览过黄崖关长城、蓟县盘山、独乐寺、九山顶,去滨海新区出海捕鱼,到团泊洼水库和杨柳青庄园烧烤……。这些活动大大丰富了我们的业余生活,让我们在辛苦的研究工作间隙接近大自然和各种人文景观,放松身心,丰富阅历。端午节和中秋节周先生和师娘李冰老师还会邀请我们去他们家里聚会,十余年来已经形成传统。每次他们都会准备各种时新的蔬果和啤酒红酒供我们享用,最后周老师的女儿周小洲还会弹奏几首钢琴曲,为聚会拉下帷幕。这些聚会使传统佳节变得更有韵味,也为远离家人的学子缓解了思乡之苦。至今,一些温馨的画面还会时常在我记忆中轻轻泛出,给我激励,给我温暖。

在为人处世方面,周老师也对我产生很大影响。他工作条理性很强,这一点从他的办公室就能看出。他的工作台永远那么井井有条,所以无论多忙,他都能清楚地知道下一步要做什么。这也许是他工作非常高效的原因之一。周老师为人非常谦和,没有架子,但又严格自律,有长者风范和不怒自威的气势。周老师的这些气质都潜移默化地影响了我,虽不能至,然心向往之。

2012年我获得了公派出国的机会,到日本东京大学Eiichi Nakamura(中村荣一)教授研究组从事博士后研究。我之前在一些国际会议上听过中村教授的演讲,知道他是著名的有机化学家,研究兴趣广泛,在有机合成、有机材料方面颇有建树。中村教授建议我从事一些与以往不一样的研究,他认为这样对以后的科研帮助更大。我听从了他的建议,选择了有机太阳能电池的研究。由于我之前对有机材料方面的研究一无所知,再加上国内实验室的一些事情也无法脱身,所以开始阶段非常困难,总觉得时间不够用。我利用各种可以利用的时间阅读有机光电材料的文献,学习各种专业术语和材料设计方法,进行理论计算,一刻也不得空闲。到了周末,还要和组里的学生通话,了解他们遇到的困难,并给予指导。由于两头忙,压力非常大,有一段时间都觉得可能支持不下去了。不过现在回想起来,这一年的锻炼对我何其难得!我现在对有机材料这一有机化学重要的分支也有所了解,进一步拓展了我的知识面和思维方式,这显然对我以后的研究工作大有裨益。

中村教授很注意实验室文化的建立和传承,所以他制定了一个比较详备的实验室手册。这个手册包括实验室规章、实验数据的采集原则、实验安全、科研道德规范,以及一些常用图表等内容。每年4月份东京大学新学年开始,中村教授都会召集整个组的成员,并指定一名助教对手册进行详细解读,确保每位组员都能理解执行。中村组施行分工负责制,仪器、组会、安全、试剂、卫生等都有专人负责,实验室几乎完全由学生自行管理,老师不需要介入太多,却依然能保障顺利运行。

中村组的组会也比较有特色,共有四种类型:Tateshina组会,小组会,小小组会,摘要组会。Tateshina组会是级别最高的组会,每年两次,分别在春秋两季,地点在Tateshina高原,自副教授以下,每个人都要汇报近半年的工作。会后可以泡温泉,享受烧烤晚会和日式咖喱饭,是比较难得的放松机会。小组会基本每月举行一次,中村教授参加,对每个学生的工作进行点评和指导。中村老师的思路非常活跃,所以话题往往不会仅限于化学,哲学和文化以及做人的道理、做学问的原则也时常被提起。小小组会是每个小组每周的例行组会,由小组负责人(中村教授的助手)主持,针对研究中的具体问题进行讨论。摘要组会其实就是文献报告,每人每次介绍两篇文献,并手工制成一页纸的卡片,涵盖所介绍文献的内容。每篇文献用两分钟介绍完,然后自由讨论,讨论的时间不太控制。通过上述组会,学生的归纳综合以及表达能力都得到很好的锻炼。

中村组有不少来自世界各国的学生和博士后,通过和这些异国同行的交流,我进一步开拓了眼界,活跃了思维,积累了合作研究的资源。

我时常觉得自己是幸运的,也是幸福的——虽然我的化学研究之路刚刚起步,却有幸得到这么多好老师的指点和教诲,使我有机会站在一个比较高的起点上冲击化学难题,享受化学之美。

感谢中国化学会青年化学奖对我的肯定,这是一份荣誉,更是一份责任,唯有在科研上有所建树,在教育上有所创新,才无愧于这个荣誉。

2013年5月于苏州

来源:《化学的传承与创新》

化学青春在路上”专题分享内容部分来源于学会2013年编纂出版的图书《化学的传承与创新》,本书收录了青年化学奖自1983年设立至2012年30年间的48位获奖者的感言。

中国化学会青年化学奖,设立于1983年。主要授予在化学基础及前沿研究领域、应用及工程工业领域或化学教育领域能够创新、改进并独立完成工作,年龄不超过35周岁的优秀化学青年工作者。每年评选10位获奖者,旨在开发智力资源,培养化学科技人才,鼓励广大青年投身于我国的化学科学事业,促进我国的化学事业的发展。

2023年,正值中国化学会青年化学奖设立40周年,这是中国化学会设立最早的学术奖励,40年来,已产生362位获奖者。为庆祝中国化学会青年化学奖设立40周年,我们特别企划了“化学青春在路上”专题分享,将陆续推出获奖人与青年化学奖相关的故事及感言。期待这些分享能为更多正在化学科研之路前行的青年人带来启迪与共鸣。