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叶萌春:偶然的发现寓于必然的选择

来源: 南开新闻网     发稿时间: 2018-05-18 16:51

  南开新闻网记者 马超  摄影 任永华

  巧妙“拨动”一个氢原子,从而实现从烯烃和醛一步选择性合成烯丙醇化合物,——最近,南开大学化学学院叶萌春团队的一个“无心插柳”之举却攻克了烯丙醇合成领域长期以来的一个难题,相关研究成果发表在顶级期刊《德国应用化学》。同时,他长期攻坚的一个课题——金属Ni、Al和配体的演绎高效锚定催化也取得突破,两篇成果先后发表于《美国化学会志》。近日,记者走访了叶萌春课题组。

  从美国斯克利普斯研究所到南开“阁楼”

  在南开大学理化楼的顶层,一间不足十平米的办公室里,记者见到了叶萌春。没有豪华装修、没有任何装饰,一张写字台、两个柜子以及一些没有拆箱的仪器,这是这间办公室的全部家当。

  与其说是办公室,这里倒更像是“阁楼”,楼体顶层,两间这样的办公室相对而立,推门出去,便是露台。原来这是预留的卫生间的位置,但最终没有修建,于是摇身一变,成了两间办公室。在其中一间里,这位找到“拨动”氢原子“魔法棒”的化学家正“站”在高高架起的电脑前查阅文献。

  “久坐不好,所以把电脑高架了起来。”叶萌春笑着解释。先后在美国北卡教堂山大学、斯克利普斯研究所作了7年博士后,2013年入选我国第十批“青年千人计划”,叶萌春举家从美国来到了南开大学化学学院元素有机化学研究所,此后他一直在这里办公。叶萌春并不介意办公条件的简单,从斯克利普斯研究所来到这里,也并不觉得有什么“落差”。“实验室就在楼下,很方便,实验条件很好,器材很先进”。

  说起回国的原因,叶萌春谈道,近年来国内科研环境越来越好,国家对科学研究、科技创新支持力度越来越大,有了合适的机会自然就选择了回国发展。加上当时南开有机化学在全国的影响力,叶萌春回国当年,就毫不犹豫地在这里安了家,学化学出身的爱人也在这里做了一份实验分析的工作,孩子在附属小学入了学。

  回国后,叶萌春重新选定了研究方向,开始组建自己的实验室和团队。现在他的课题组有6名博士生和5名硕士生。来到南开最初两年,叶萌春没有发什么文章,第三年开始崭露头角。

  “南开对待青年科研工作者是非常理解和包容的,并没有要求我们一来马上出成果,而是给了我们6年的过度时间。”叶萌春说,这一点反而更能够让他安心科研,找到真正的兴趣和优势所在,而不是急于拿项目、发文章。

  “发文章急不来,是个水到渠成的过程,是科研本身的结果而不是目标。”叶萌春这样告诉自己的学生。

  从“无心插柳”到“长期攻坚”

  叶萌春课题组使用廉价的金属镍催化剂和苯基硼酸共催化芳基烯烃与醛的烯基化反应,“拨动”了烯烃氢原子,从烯烃和醛一步选择性合成烯丙醇化合物,攻克了此领域长期以来的一个难题。叶萌春坦言,这是个“无心插柳”之举。“在实验设计上,我们设计的是还原偶联,却意外得到了烯醛偶联,我们做了4个实验,便碰巧得到了这样结果。”

  叶萌春“攻坚”的另一个方向是“锚定催化”,最近,叶萌春课题组在实验中发现,独特的配体锚定的双金属催化方法不仅有效的活化了环丙基酰胺和炔烃的环加成,而且具备了较好的不对称诱导效果,此方法为进一步实现其他不活泼底物的反应带来了全新的机遇。这一成果于2017年12月发表于《美国化学会志》。在此基础上,课题组近期又报道了咪唑类杂环的分子内C-H键环化反应,获得高达99%的对映选择性。相关的研究成果上周刚刚在《美国化学会志》在线发表。

  谈及最近连连发出的几篇高质量科研论文,叶萌春说:“其实偶然也是寓于必然之中的。做科研,选择方向很重要。”

  叶萌春希望自己的科研成果能够应用到化工生产之中。关于烯丙醇的绿色高效合成,他介绍:“我们现在底物还局限于苯乙烯,尽管苯乙烯是年产量比较大宗的化工原料,但我们希望能够实现年产量百万吨级的烷基烯烃的偶联,一步转化为烯丙醇,这样就更节省成本。”

  此外,通过丙烯酸脂的偶联合成尼龙生产原料己二酸,克服传统生产方法中的环境污染问题,也是叶萌春近期攻坚的方向。

  每天早上7点多就会准时“站”在电脑前开始查阅文献,晚上11点下班,中间回家吃午饭、晚饭,每天要围着学校走上半圈,有时还能去操场跑个步,每周休息一天。这就是这位化学家的颇有规律的日常生活。叶萌春很少外出开会,以他的话说,回国最初刚起步的6年是“黄金”6年,要专心“做东西”。

  “要是不喜欢,这里像不像‘坐牢’?”叶萌春环顾他的“办公室”,笑着说。

  “身体是革命本钱”

  每周工作50小时以上,中午不休息,鼓励学生坚持体育锻炼,“唠叨”最多的话是“身体是革命本钱”……在学生们眼中,他们的叶老师叶意气风发、拼劲十足而又对学生关爱有加。

  “叶老师每周工作50小时以上,叶老师也十分关心我们的身体,他常说我们平时工作压力大、强度大,所以要更加注意加强锻炼。”2015级博士研究生韩兴旺说。

  “叶老师总是强调‘身体是革命本钱’,有一次,他还带领我们‘暴走津城’。”提起那次“暴走津城”,2016级博士研究生王银霞记忆犹新:在叶老师带领下,课题组成员从南开大学出发,走过小白楼、海河、天津之眼等到达天津站,再走回学校。一路上师生从实验进度、近期选题聊到学科前沿甚至人生经历、人生理想和今后的规划……“一下午的时间仿佛一下就过去,就是从那以后,我们课题组氛围更加和谐融洽了,大家亲如一家!”王银霞说。

  “其实我本打算博士毕业后进入企业工作,但受到叶老师的影响,我希望自己沿着科研的道路一直走下去。”也正是那次“暴走”的经历和日常的耳濡目染,韩兴旺觉得应当沿着自己的科研方向一直深入钻研下去,他目前正在联系国外高校,希望博士毕业后先到国外做几年博士后,开拓眼界,积累经验,再回国正式开启自己的科研事业。

  在国内读博士、出国做博士后、回国——这也是叶萌春的发展路径。在叶萌春看来,在全球范围内,有机化学领域的竞争很激烈,美国、德国、英国等欧美国家实力强大,尽管中国进步很快,有些方向已经能够‘并跑’甚至领先,但要实现“超越”和“引领”,还需要中国的化学家们不断积累。

  “从实验室中老师带领学生定方向、找选题,到学者在国际顶级期刊发论文,目前国外确实比我们存在优势,这一优势最明显体现在‘话语权’方面。希望我们能够推出我们自己的、在国际上有影响力的顶级期刊。”叶萌春这样说。

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