科研精神
由馮小明院士帶領的課題組,歷經近20年的努力,在不對稱合成方面開展了系統深入的研究,取得了突破性的進展。其研究組開發的配體從結構上具有很高的辨識度,作為一種少有的「全能型」不對稱催化劑,可以單獨使用作為不對稱有機催化劑,也可以作為配體與金屬結合生成金屬配合物催化劑,能夠運用到四十多類不對稱催化反應中,尤其是一些重要的不對稱新反應。這不僅為一些重要手性分子的合成提供了有效方法,也為深入認識手性誘導和傳遞規律提供了研究基礎。
坐得冷板凳,潛心磨一劍
「化學學科是實驗科學,研究成果就是要拿來做產品的,來不得半點虛假,一個數據不實,結果就可能失之千裡,所有數據都必須經得起檢驗」。馮小明說,做科研就得有家國情懷,要耐得寂寞,要敢於坐「冷板凳」。
馮小明所從事的是不對稱合成方法學及手性醫藥、農藥和具有生理活性化合物的合成研究。簡單而言,他研究的是催化劑,新型手性催化劑。不論醫藥、農藥,還是化妝品、食品添加劑等等,其合成過程中,都少不了催化劑。而馮小明團隊的催化劑成果,則是當前業內不對稱手性催化劑中「手性適用範圍最廣,反應條件最溫和,得來最容易的」。換句話說,最經濟、最環保、應用範圍最廣。
當前治療乳腺癌、子宮癌等最具療效的藥——紫杉醇,但因它的合成卻非常困難,一個療程下來患者要花費上萬元。「如果將來能夠通過我們的催化劑,減少反應步驟,降低合成成本的話,價格降低了,那不就大量人都用得起了?」
新型催化劑,這完全是對自然科學全新事物的探索。「每天就是實驗,大量的實驗。」馮小明在這個課題中紮根了20年,泡在實驗室中20年。
馮小明的學術之路走得並不平坦,但很堅定。「一個從未知到已知的過程,需要通過無數的實驗去驗證,其中有太多不確定的因素。不可否認,大部分的努力最後都失敗了,能夠成功的畢竟是少數。從失敗走向成功,需要承受太大的心理壓力,甚至連學生也要跟著承受。所以,每一位做科研的人都要有一顆強大的內心,成功與否或許就在於你是否真正做到了堅持。」
他的課題組真正誕生突破性的成果,其實是在2007年。而從課題組開始的1999年起,八年的時間裡,或許就是所謂的「冷板凳」。
從2007年有突破性成果誕生起,此後,馮小明課題組的成果就一發不可收拾。直至如今,成果被國際公認,已是不對稱手性催化劑中最為經濟、綠色、適用範圍廣的一種。
馮小明院士也因此收穫了不少榮譽。但最可貴的,還是「未來科學大獎」。這份認可之所以可貴,就在於其認可的,是其成果能夠在未來至少20年甚至更多年裡,對人類社會進步產生影響的科學家。
馮小明做的是基礎科研,而科學家們很清楚,基礎科研之所以曾被稱是「坐冷板凳」,一來研究能否出成果並不可知,二來一旦出了成果,其真正走向社會,應用於社會進步和人類生活,那也可能是個格外漫長的過程。
「科研精神是創新,是責任,是家國情懷」
如今的馮小明,仍在日復一日做實驗。
他現在只是發現了那個「好的催化劑」,但是他還需要知道它為什麼好,最終建立和完善理論體系。同時,他還需要知道,「它」的極限在哪,有沒有邊界,是不是能夠源源不斷地實現更多種反應。
事實上,他的課題組所發展的手性雙氮氧化合物,既可做手性有機催化劑,又可做手性配體與金屬生成配合物催化劑,已能高效高選擇性地催化近50類反應。50類反應意味著,已能夠產生數萬個分子,有可能廣泛用於包括抗癌等一系列藥品及其他行業領域。
現在,馮小明課題組的催化劑已經作為產品被試劑公司銷售和一些企業、藥物研究機構合作應用。這些企業、研究機構將用其進一步研發,以應用到抗癌藥、抗憂鬱藥物等生產。而未來,包括農藥、化妝品、食品等等大量領域,都可能將其廣泛應用。
「原創性、創新性、引領性、有用性,是我評判研究價值的四條標準。基礎理論研究也是一樣。雖然理論成果並不能直接投入使用,還要經過工業化研究才能實現產業化。但是理論研究為工業化研究提供了可能和基礎。」馮小明院士表示將會繼續深化在不對稱合成領域的研究,向「100%的轉化率和零廢物排出」的目標不斷靠近。
對馮小明而言,他這一代從事科研的人,當年就希望通過自主創新能夠與海外的科學家有平等的對話。如今,國內許多科研領域突飛猛進,但終究要更多人,尤其是年輕的一代,熱愛科學,有純粹的科研精神。
人物名片:
馮小明,男,漢族,1963年10月7日出生於四川武勝,致公黨黨員,有機化學家,中國科學院院士,四川大學教授、博士生導師。馮小明帶領的課題組,歷經近20年的努力,在不對稱合成方面開展了系統深入的研究,取得了突破性的進展。其研究組開發的配體從結構上具有很高的辨識度,作為一種少有的「全能型」不對稱催化劑,可以單獨使用作為不對稱有機催化劑,也可以作為配體與金屬結合生成金屬配合物催化劑,能夠運用到四十多類不對稱催化反應中,尤其是一些重要的不對稱新反應。這不僅為一些重要手性分子的合成提供了有效方法,也為深入認識手性誘導和傳遞規律提供了研究基礎。1985年,本科畢業於蘭州大學化學系。
1988年,在西南師範大學化學系工作,歷任助教和副教授。
1996年,在中國科學院成都有機化學研究所工作,歷任副研究員和研究員。
1998年至1999年,在美國科羅拉多州立大學化學系進行博士後研究工作。
2000年,進入四川大學化學學院工作,擔任教授、博士生導師。
2002年,獲得國家傑出青年科學基金資助。2009年獲教育部自然科學一等獎(第一完成人)。
2010年,獲得國家自然科學基金委創新研究群體資助。
2013年,當選為中國科學院院士。
2018年,獲得第三屆未來科學大獎物質科學獎。
2019年,獲得何梁何利基金科學與技術進步獎。