南開新聞網記者 馬超
一身深灰色西裝，一條以化學元素裝飾的領帶，中國科學院院士、南開大學化學學院教授周其林以這樣的裝束出席了在北京人民大會堂隆重舉行的2019年度國家科學技術獎勵大會。憑藉「高效手性螺環催化劑的發現」項目，周其林院士帶領團隊一舉獲得2019年國家自然科學獎一等獎——這一中國自然科學領域的最高獎項。由於該獎項的評選嚴格性，在歷史上曾多次空缺。
螺環：優勢手性催化劑骨架
「這項工作的意義，在於發現了一類非常高效的催化劑，用來合成手性分子，製造手性藥物。對於學術界的影響在於，很多過去不能夠合成的分子，現在能夠合成了；對產業界的影響就是，過去很多的藥物合成起來非常困難，現在合成這些藥物非常方便。」周其林院士這樣描述團隊此次的獲獎項目。
周其林院士帶領團隊20年潛心攻關，發展出一類全新的手性螺環催化劑骨架，從這類骨架結構出發，合成了系列手性螺環催化劑——國內外同行稱之為「周氏催化劑」。這不僅是南開化學的標誌性成果，更成為合成化學中一個不可或缺的工具，被全球40多個研究組借鑑，被用於200多種不對稱合成反應，還被用於多種手性藥物的生產。
「手性螺環催化劑帶動了手性催化劑的發展，在科學上是有引領性的。」作為該項目參評國家自然科學獎一等獎的推薦人，中國科學院院士、上海交通大學常務副校長丁奎嶺不吝於對這一科研成果的讚賞，他在談及推薦原因時說，手性螺環催化劑的發現和創造，不僅在科學上帶來突破，同時帶來了催化劑的卓越性能，繼而產生了推動藥物生產等一系列價值，具有「變革性」。
在過去的研究中，雖然已出現許多手性催化劑，但真正對多種反應都有效的所謂「優勢手性催化劑」很少。由於藥物中許多是手性藥物，它們的兩種對映異構體，在生理過程中會顯示出截然不同的藥效；而在通常的化學合成中，這兩種對映異構體出現的比例是相等的，所以對於製藥公司來說，他們每生產一公斤藥物，還要費盡周折，把其中一半分離出來。因而，「想要右手分子就產生右手分子，想要左手分子就產生左手分子」，就成為科學家追求的目標。
周其林院士帶領團隊發展的手性螺環催化劑，在多種不對稱反應中表現出極高的催化活性和優異的對映選擇性——甚至超越了大多數酶的水平，從而將手性分子的合成效率提高到了一個新的高度，也改變了人們對人工催化劑極限的認知。
同時，由於手性螺環催化劑的發展，多個不對稱催化反應由「不可能」變成為可能，拓展了不對稱催化領域。在催化效率方面，手性螺環催化劑在多個不對稱催化反應中都保持了最高的催化活性和對映選擇性記錄，特別是2011年合成的一種高活性手性催化劑憑藉455萬的轉化數，至今保持著分子手性催化劑的世界記錄。刊登論文的那期《德國應用化學》的封面圖片為長城——寓意著周其林團隊「不到長城非好漢」的決心和登頂長城的喜悅。
背後：板凳甘坐二十年
1999年，周其林轉入南開大學工作。南開大學的有機化學科研實力強，學生素質高，加之學風嚴謹，為他安心做學問提供了良好的環境。從此，手性螺環催化劑也成為了他20年來的工作的核心。
「每天早晨8點前準時到實驗室，晚上八九點鐘才離開，離開前和實驗室的同學一一交流，一周6個工作日……」說起周其林院士的作息和工作安排，課題組成員王立新高級工程師覺得「如同化學反應一樣嚴謹」，特別是課題組每個周六下午的「組會」，20年來更是「雷打不動」，很少會因為其他事情而將其取消，有時候周其林院士一下飛機，就拎著行李箱趕回實驗室參加組會。
在外人看來，在「冷板凳」上單調枯燥的生活對於周其林院士來說卻充滿魅力，不斷改進合成新的配體和催化劑，螺環結構在周其林院士的手中宛如一隻奇妙變幻的萬花筒。
然而，整個研究過程並不是一帆風順的，甚至在大多數情況下，都是失敗的：課題組做出來的催化劑，「對這個反應也沒效，對那個反應也沒效」是常有的事。但周其林院士始終堅持：「只要我們做出來，就一定是原來沒有的」。
面對失敗，周其林院士經常會說：「做得不成功的時候，有時也會有收穫」。比如，某次實驗保護沒做好，水汽進去了，想做的東西沒做出來，卻發現得到的副產物更有用。用心分析每一次反應，可能有意外之喜，這是研究的樂趣所在。正如他所說：「化學是一個最富創造性的學科。我們每天都在創造新物質，好奇心得到極大滿足，我很享受這個過程。」
「堅持原創」和「追求嚴謹」是丁奎嶺院士眼中的周其林院士對於學術的態度，「2001年已經有科學家在不對稱催化領域獲得了諾貝爾獎，要在這樣的高度上，形成原始創新性突破，是很有難度的；國際上有那麼多科學家進行相關的研究，如果不夠嚴謹的話，就可能會受到同行的質疑。」丁奎嶺院士說。
20年來，周其林院士獲得過很多有分量的大獎：首屆中國化學會手性化學獎、全國教書育人楷模、被譽為「中國諾獎」的未來科學大獎……然而走進他的辦公室卻發現，在最顯著的位置擺放的是歷年學生的實驗記錄。這從側面反映了科學研究在他心目中的地位。
在周其林院士看來，作為一名教師，「培養人才」是第一重要的事情，做科研在某種意義上講也是教育，是培養創新型人才。如今，周其林院士已為國家培養了70餘名優秀博士和碩士，他們大多在國內外知名大學、研究機構、製藥公司任職，成為科學研究和技術開發的骨幹。
「我最好的科研成果，實際上是我培養的學生。」在課題組成立20周年之際，學生們紛紛歸來參加這次特殊的「組會」，望著濟濟一堂的愛徒們，周其林院士不由地道出心聲。
轉型：挑戰其他新領域
對周其林院士來說，力爭在基礎研究領域創新突破，是他始終不變的追求。在談及今後的科研方向時，周其林院士表示，手性螺環催化劑還會發展，但不再是課題組今後的主要科研攻關方向。
很多人驚訝於周其林院士的這一決定，畢竟「周氏催化劑」從研發到廣獲讚譽，凝聚著課題組20年的心血，且如今依然有空間將其發展得更為完美，就這樣「轉戰」其他領域，實在是可惜。
「作為基礎研究，原創性的工作已經完成；接下來，周老師會繼續帶領我們瞄準其它更加基礎的領域去研究。」對於周其林院士的決定，課題組成員、化學學院院長朱守非教授是這樣認識的：周老師的手性螺環催化劑是「從0到1」的工作，他開拓了不對稱催化新領域，其原始創新的工作已經基本結束。至於將手性螺環催化劑應用到更多藥物、農藥、香精香料等的合成和生產這樣的研究工作會有應用型科學家跟進。
「直到我也成為一名教師，我才能夠理解周老師的良苦用心」。朱守非教授這樣說到。從2000年讀研開始，朱守非教授進入了周其林院士的課題組，博士畢業後留校任教。他告訴記者，剛進課題組時，他發現導師周其林院士的文章數量並不是很多。在同行們文章不斷的情況下，周老師的壓力應是挺大的，但他從不把壓力傳導給學生，他甚至給學生們開出更高的「科研津貼」，以便讓大家更從容地做自己喜歡的研究，感受創造帶來的樂趣。
「能夠守住原則、把握節奏，為我們後學之人樹立了榜樣。」朱守非教授說。
實際上，面對周其林院士提出的「轉型」，課題組的成員已經有了很好的研究方向：謝建華教授致力於發展複雜天然產物不對稱全合成的方法，朱守非教授致力於豐產金屬催化劑的研究，而周其林本人則著眼於二氧化碳和生物質的轉化，他經常想，幾十年，或者一百年以後，石油、天然氣等化石資源枯竭後將用什麼原料來合成人類文明所依賴的材料？作為肩負「創造新物質」責任的化學家，必須要著眼於未來。