華人化学家

携手不对称催化方法学・探索药物合成新天地 —徐明华教授

本文作者:石油醚

手性是自然界的基本属性,在化学的微观世界也非常普遍,尤其是众多的有机化合物都具有这种特征,并且具有手性的分子被广泛用于医药、不对称催化、手性材料等众多领域。自1848年以来法国路易斯·巴斯德提出对映异构体的概念到1960年的“反应停悲剧”,再到2001年Barry Sharpless及William Knowles与日Ryoji Noyori在催化不对称催化方法学及其工业应用领域获得诺奖,甚至到2021年Benjamin List和David MacMillan因不对称有机催化获得诺奖以来,一百多年来科学家对于手性化合物的研究、合成及其应用等领域有了更加深入的理解和认识。本期专访嘉宾徐明华教授就是其中之一,其主要致力于以一些重要有机分子及药物分子合成为导向的手性化学和手性技术探索。徐教授小组经过近20年积累,发展了三类拥有自主知识产权、有鲜明特色和创新的优秀手性烯烃配体,成功用于一系列重要不对称反应中,实现了反应的高效、高选择性,为一些重要中间体、活性天然产物以及手性药物的制备提供了新的合成技术和有用的路线。

很荣幸可以邀请到南方科技大学的徐明华教授,带我们走进手性烯烃配体及其应用的海洋。

以下是徐明华教授的专访内容:

  1. 是什么样的机缘让您选择了化学(科学)研究?

谈不上“机缘”,中学时对化学就很感兴趣,因此大学阶段学的也是化学,然后读研究生,做博士后,觉得做科研很有意思,就很自然地选择了一路走下去。

  1. 如果不从事化学(科学),还有什么想做的?为什么?

在读小学、初中的时候,对太阳、月亮、星星和宇宙感兴趣,很想长大了做个天文学家,能够探索、了解天体和太空的神秘,只是当时可以找到的学习资料和信息很少,没有机会获得引导和启发,后来接触化学,开始着迷化学反应,尤其喜欢化学实验,像简单的氯酸钾制氧气、镁条燃烧,觉得了解化学反应和化学物质很有意思,于是喜欢了化学。

  1. 现在在做哪方面的研究?另外,准备在这块如何展开?

我主要从事不对称合成及手性药物方面的研究,致力于以一些重要有机分子及药物分子合成为导向的手性化学和手性技术探索。目前在新型手性烯烃配体的设计与应用方面投入较多研究,课题组在前期研究中,发展了三类拥有自主知识产权、有鲜明特色和创新的优秀手性烯烃配体(手性双烯、手性硫烯、手性磷烯),我们希望利用这些新型手性烯烃配体,发展高效、实用的不对称反应,期望能解决一些药物发现和合成相关的重要不对称反应的高效和选择性控制困难的科学问题,为一些有机合成关键中间体、具有重要生理活性的天然产物和手性药物的制备提供新的合成技术和有用的路线。

  1. 请告诉我们对您人生影响最大的一个人是谁?为什么?

其实我很难说出对我人生影响最大的一个人,因为每个阶段的成长都很重要,每个阶段都会有给你很多帮助、支持、鼓励和引导的人,他们都是影响我的人生的导师。在家庭层面,从小我母亲都给我最大的支持和自由,她鼓励我喜欢的事要认真去做,让我可以任性地自我选择我的人生每一步,极大地培养了我的独立能力;在专业层面,我的硕士研究生导师陈良教授带我进入有机化学的殿堂,很早就让我接触了不对称催化和合成,鼓励我有自己的想法做科研,是让我后来从事不对称合成研究的启蒙人;我博士阶段的导师林国强先生则教会了我如何做科研,独立创新,从两位导师身上我也学到了对科学的严谨和热爱,他们是带我从事有机化学研究的领路人,影响了我的一生。

  1. 如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话,您最希望是谁?为什么

如果能和历史上的某一个人共进晚餐的话,我可能会选择德国化学家弗里德里希∙维勒(F. Wöhler)。1828年,维勒首次在实验室里人工合成了尿素,打破了有机化合物的生命力学说,可以说是开创了有机合成化学的新领域。他对有机化学曾有过一段描述,“当前有机化学足以使人着谜。它给我的印象,就好像是一座原始的热带森林,里面充满最诱人的东西,奇形怪状的丛林无边无际,由于似乎没有逃脱出来的道路,让人不敢深入其中。”这段话在我刚开始学习有机化学时带给我深深的认同感,我把它抄在我的有机化学教科书上,三十多年了这本书我还一直带着。看到有机化学蓬勃发展到今天,我想维勒一定会有新的认识和感想。

6.在您人生中最艰难的一段时间发生在什么时候,怎么克服的?

回首过去,时间已经模糊了很多的东西,如果一定要回忆最艰难的一段时间,也许应该是博士阶段吧。因为前期课题进展不顺利,每天除了不停地开反应做实验,还要去大量翻阅文献,寻找新的思路和想法,在屡试屡败,屡败屡试中带着痛苦和煎熬渴望着成功,告诉自己坚持和努力,终于有一天设计的反应想法实现了,慢慢地艰难过后便是希望和收获。

  1. 7. 您平时喜欢吃什么?(如果是菜肴的话在哪里吃的最好吃?)

我的家乡在舟山群岛,以前海鲜便宜,我们从小吃海鲜长大,所以平时也还是喜欢海鲜。现在无论在何处,家乡东海海产品的味道都会是一份想念。

  1. 自我评价一下自己最大的优点和最头疼的缺点是什么?

好像没有能让我自己特别认可的优点,也许每件事都认真去做,追求完美算是一个优点吧,做科研既是兴趣也是责任,因此我对待每个要发表的工作,即使是投稿一般的期刊,也都会一样的认真。最大的缺点是做事会拖延,因为有一种追求完美的情结,所以总想考虑成熟了之后再做,有时不免会让自己紧张。

9.如果现在突然您意外得到一周的假期,您会用它来干什么?

工作以外我喜欢养花、摄影、旅游。如果有假期,也能够完全放下工作,我想去风景秀美的地方旅游,把自己融入到自然中。

  1. 就您目前对您领域的了解,还有哪些瓶颈没有解决,希望您可以提出瓶颈的问题?

在不对称催化与合成研究领域,催化剂设计、反应的高效、高选择性问题依然充满挑战,对于绝大多数反应,催化效率、催化反应机理、催化理论都是制约工业催化应用的瓶颈。

11.在您领域目前最大的突破或者能在未来获得诺贝尔化学奖的成果是?

我在的不对称合成领域,在过去的二十年间,已经赢得了两次诺贝尔奖:其中2001年诺贝尔化学奖授予了美国化学家Barry Sharpless及William Knowles与日本化学家Ryoji Noyori,以表彰他们在发展催化不对称合成的新方法技术及其应用于工业生产研究领域中的开创性贡献;2021年的诺贝尔化学奖授予德国化学家Benjamin List和美国化学家David MacMillan,以表彰他们对发展不对称有机催化的贡献。两次诺贝尔奖已经覆盖了不对称金属催化和不对称有机催化,未来再要获奖,可能极具挑战的不对称金属酶催化、有工业生产应用价值的不对称C-H活化都是突破点。

  1. 下一次您推荐我们采访谁。(此问题回答仅限中国的化学家以及在海外的华人化学家)。

香港科技大学 孙建伟;新加坡南洋理工 池永贵

笔者后记

初次认识徐老师,是通过RSC对徐老师的一篇题为“导师零距离”,从访谈中让我认识到进入科研之路后,到处会遇到困难和挫折,做科研也是一个修行的过程,要相信自己和导师。当面临困难和挫折想要放弃的时候,更需要自己去找到科研的乐趣和对科研的热爱。小编硕士阶段也是从事不对称有机催化的研究,深知一个配体一个催化剂从合成到应用这一条路上的艰难,结果不理想就需重头再来设计和修饰配体/催化剂,大多数时间都是在合成配体或者催化剂。自徐老师建组以来,其课题组经历了近20年的发展,开发了三类拥有自主知识产权、有鲜明特色和创新的优秀手性烯烃配体(手性双烯、手性硫烯、手性磷烯),并用于发展高效、实用的不对称反应,还为重要中间体、活性天然产物以及手性药物的制备提供新的合成技术和有用的路线。最后,感谢徐老师给我们提供专访,让我们能有机会更深入了解他,也希望日后化学空间能和徐老师有更多研究上的交流,衷心祝福徐老师在不对称合成领域做出更加突出的贡献。

教育与科研经历

1996-1999 中科院上海有机化学研究所,理学博士

1999-2002 The University of Virginia,博士后

2002-2003 Georgetown University Medical Centre,博士后

2003-2005 中科院上海有机化学研究所,副研究员

2005-2018 中科院上海药物研究所,研究员

2018-     南方科技大学,教授

荣誉及获奖经历

2019  广东省“珠江人才计划”领军人才

2018  深圳市国家级领军人才

2018  日本北海道大学Hokkaido Summer Institute特别邀请教授

2018  《科学通报》编委

2018  Elsevier开放期刊《Heliyon》编委

2016  国家自然科学二等奖(第二完成人)

2016  PERCH-CIC Congress IX: 2016 International Congress for Innovation in Chemistry, June 26-29, Pattaya, Thailand (Plenary Lecture)

2016  客座编辑Tetrahedron Symposia-in-Print for “Chiral Sulfur Ligands/Catalysts in Asymmetric Catalysis”

2015  中国科学院特聘研究员(骨干)

2015  上海市研究生优秀学位论文指导教师

2014  上海市自然科学一等奖(第二完成人)

2014  亚洲核心计划讲座奖JSPS Asian Core Program Lectureship Award (Japan)

2014  上海市优秀学术带头人

2014  上海市研究生优秀学位论文指导教师

2013  国家自然科学杰出青年基金

2013  中国科学院优秀研究生指导教师

2013  台湾国科会化学促进中心访问教授

2013  日本九州大学(Kyushu University) 客座教授 (Part-Time Lecturer)

2012  BOSS XIII (the 13th Belgian Organic Synthesis Symposium), July 15-20, 2012, Leuven, Belgium (Plenary Lecture)

2012  中国科学院朱李月华优秀教师奖

2011  法国斯特拉斯堡大学(Univ. of Strasbourg)邀请教授(Invited Professor)

2010  亚洲核心计划讲座奖Asia Core Program Lectureship Award (Korea)

2009  亚洲核心计划讲座奖Asia Core Program Lectureship Awards (Taiwan and Thailand)

2008  亚洲核心计划讲座奖Asian Core Program Lectureship Award (Singapore)

2008  上海市青年科技启明星后

2008  中科院上海分院杰出青年科技创新人才提名奖

2007  亚洲核心计划讲座奖JSPS Asian Core Program Lectureship Award (Japan)

2007  首届药明康德生命化学研究奖

2006  亚洲核心计划讲座奖JAPS Asian Core Program Lectureship Award (Japan)

2005  中国化学会青年化学奖

2005  中国科学院“百人计划”

2005  上海市青年科技启明星

相关链接

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南方科技大学徐明华团队Angew:Rh(I)催化的未保护吲哚、吡咯、呋喃、噻吩、苯并呋喃的不对称C-H官能团化

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