文 | 《中國科學報》 記者 李思輝 見習記者 孟凌霄
近日,武漢大學一名剛入職一年的年輕教授,在《自然》發文破解了一個困擾科學家170多年的化學難題。他就是陳才友,是該論文通訊作者之外的唯一作者。
落“櫻”繽紛時節,《中國科學報》走進武漢大學,在化學與分子科學學院見到了這位“準90后”教授(1989年年底出生)。
陳才友的辦公室,除了一桌、一茶幾、一沙發,幾乎塞不下其他東西。他笑著對記者說:“辦公室本來挺大的,我主動隔出一部分放儀器了。”
實際上,學校已經為他們團隊提供了130多平方米的實驗室。而在他辦公室的隔間里,仍然擺放著許多設備,有氣相色譜、高效液相色譜等。
“實驗室是產出成果的地方,應該盡量多占一些位置,辦公室倒不需要那么大。”面前這個長相斯文、說話條理清晰的年輕人比一般同齡人更加理性、務實。

陳才友(左)和Gregory C. Fu。受訪者供圖
他們的成果破解了170多年的化學難題
不久前,《自然》在線發表的一篇論文引發了國內外學者的關注。文章中,陳才友和通訊作者Gregory C. Fu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氧親核試劑(廣泛的酚、醇等)的不對稱C-O成鍵反應。
C-O鍵廣泛存在于藥物、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為重要。國際上最為高效的構建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反應有很大局限性,不適用于二級以上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。在“不對稱Williamson反應”這個化學細分領域的研究上,過去170多年未能有人實現突破。
陳才友和Gregory C. Fu則破解了這一化學難題,將相關研究往前推進了一步。
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后期間的導師。刊發于《自然》的這篇重要論文,作者只有他們兩個人。
一般刊發于《自然》這類頂刊的學術論文,往往集合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。陳才友他們的這篇重要論文作者為何如此“少而精”?
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。在加州理工學院做博士后期間,他所在的課題組有很多課題,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。
獨立研究意味著個人工作量變大。要實現一項研究突破,除了掌握本專業的知識外,還不得不去學習反應動力學、電子順磁共振、DFT計算等很多跨學科知識。
正是在這樣的環境下,陳才友獨立研究的能力和水平才得以顯著提高。
獨立研究和合作研究,哪個更好?陳才友認為,二者各有利弊,獨立研究更鍛煉人,合作研究效率更高,具體要根據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歷與珞珈山、武漢大學密不可分。他是湖北鄂州人,2008年高中畢業后,從本科到博士都在武漢大學就讀。“我最美好的青春在珞珈山。”他說。
9年的時光,不僅讓陳才友掌握了扎實的專業知識,具備了較強的研究能力,一度獲得“武漢大學十大學術之星”稱號,還讓他對這所美麗的校園充滿眷戀。
他對武漢大學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”。他的妻子也是武漢大學校友。因此,完成海外研究和學習后,重回母校是他們夫妻倆毫無爭議的“共識”。
談起在武漢大學印象最深刻的事,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,張緒穆經常帶著學生一起發現全新的催化劑,并給它們命名。陳才友特別感佩“導師的胸襟”,因為他從不奪人之美,誰的研究貢獻多,他就以誰的姓氏命名。
于是,催化劑的國際命名中,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。而當對陳才友起較大作用完成的催化劑命名時,大家卻犯了難,因為Chenphos已經有了。于是陳才友就和導師商量,直接以學校簡稱命名,于是在化學催化劑群落里,Wudaphos誕生了。
這件事對陳才友影響很大,因為他學會了怎樣培養和成全后學。陳才友告訴《中國科學報》,他希望充分發揮團隊里每個人的專長,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“終極目的”
作為一名年輕學者,陳才友已經發表了多篇頂刊論文——作為第一作者(含共同第一作者)在《美國化學會志》《德國應用化學》等權威期刊發表論文18篇,同時獲得5項ZL。回國入職武漢大學不到一年,他又在《自然》發表重磅研究。
面對外界贊譽,陳才友有清醒的認識。“發論文只是科學研究的過程、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,在手性藥物合成上有很大利用空間,有望顯著提高藥物性能、降低制備成本。
采訪結束,陳才友將記者送至辦公室門口后,接著又鉆進了實驗室。
他希望,未來他和團隊能立足于所在領域,在面向世界科技前沿攻關、努力取得引領性原創成果的同時,面向國家戰略需求和人民生命健康開展務實研究,并確保這些研究能夠用于社會生產實踐,給公眾帶來實實在在的好處。
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https://doi.org/10.1038/s41586-023-06001-y
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