本文摘要:科研,往大了說,是為了探索人類的未知、解決國家卡脖子問題;往小了說,是為了豐富自己的精神世界、提高個人核心競爭力,華東師大化學與分子工程學院2017級博士白磊陽這樣說。 近兩年,他以第一作者身份連續(xù)發(fā)表兩篇全合成工作成果,其中Total Synthesis of ()-Calycan
“科研,往大了說,是為了探索人類的未知、解決國家卡脖子問題;往小了說,是為了豐富自己的精神世界、提高個人核心競爭力”,華東師大化學與分子工程學院2017級博士白磊陽這樣說。
近兩年,他以第一作者身份連續(xù)發(fā)表兩篇全合成工作成果,其中Total Synthesis of (−)-Calycanthine via Iron-Catalyzed Stereoselective Oxidative Dimerization于2021年12月6日發(fā)表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc),Total Synthesis of (+)-Asperazine A: A Stereoselective Domino Dimerization于2022年11月10日發(fā)表在《化學》(Chem),影響因子分別為16.4和25.8。
這兩項成果建立了四氮二聚生物堿一步構(gòu)建骨架的新方法,令復雜天然產(chǎn)物全合成成為如同方法學一樣快速獲得活性分子庫的高效方法,為藥物發(fā)現(xiàn)奠定了“可以直達的”合成基礎(chǔ)。
白磊陽怎么走上科研這條道路,來聽他的講述。
“我內(nèi)心渴望做全合成研究”
碩士畢業(yè)后,我滿懷憧憬進入企業(yè)擔任化學合成員,很快發(fā)現(xiàn)公司追求短、平、快的目標風格與我探求反應(yīng)本質(zhì)的內(nèi)心訴求相矛盾。
于是,毅然決然辭職踏上求博之路,去追求最向往的天然產(chǎn)物全合成研究。
然而,藥物化學出身加上碩士期間三個課題都沒能以文章形式發(fā)表,讓我求學之路歷經(jīng)坎坷。
ı 白磊陽與導師姜雪峰教授合影
在收到化學與分子工程學院教授姜雪峰老師同意會面的郵件后,我連夜買了站票,這是我第一次來到上海這個繁華的大都市。
第二天早上八點半,天空飄著蒙蒙細雨,站在華東師大化學館前,我的心情緊張忐忑。
我來到姜老師辦公室,因為緊張,忘記了播放準備的ppt,直接在黑板上討論我曾經(jīng)做過的三個課題。
就這樣,我提前進入組內(nèi)學習,開啟了我的合成探索之旅。
“認知是螺旋式的上升”
在研究中,我漸漸發(fā)現(xiàn),由于自身有機合成基礎(chǔ)比較薄弱,在文獻討論與課題梳理方面都力不從心。
于是,我開始廣泛閱讀各個領(lǐng)域前沿文獻,取其精華。不知道采用何種方式,我采取最笨的辦法,就是關(guān)注化學領(lǐng)域所有期刊,追蹤每天更新的每一篇文章,總結(jié)自己的感悟。
這個習慣一直堅持到現(xiàn)在,長期堅持,讓我深切地感受到導師所說的“認知是螺旋式的上升”。
當我覺得自己還在原地踏步時,慢慢地才發(fā)現(xiàn)經(jīng)過長期扎根,我懷抱著的實際上已是參天大樹。
原來看不懂的機理可以畫出來了,原來聽不懂的報告可以知曉梗概了,原來理不清的課題可以找到解決辦法了。
我從當初的晦澀難懂、云里霧里,逐漸感受到化學變化萬千的魅力,以及無窮快樂、喜悅和無限的成就感!
破繭而出,羽化成蝶
在我對化學認知提高的同時,身邊的同學也相繼成果頻出,我的內(nèi)心又泛起波瀾。
我初心有些動搖,開始追逐簡單的分子、簡單的課題,總想趕緊出成果。然而事與愿違,越急躁越出錯,越焦慮越失敗,我仿佛掉進了沼澤,深陷泥潭。
導師在線指導研究
這期間,導師一直耐心鼓勵和開導我:橫向上,科研之路絕對不會平平坦坦、一帆風順,都像黃河一樣九曲十八彎;縱向上,科研要敢于攀登珠穆朗瑪,而不是路邊的小山坡,后者可能是看著近、實際上遙不可及的“海市蜃樓”。
事實的確如此,我換過十幾個方向,不是原料做不出來,就是關(guān)鍵反應(yīng)出問題。我認為自己設(shè)計出來十拿九穩(wěn)的路線,都沒能成功。
失敗的次數(shù)多了,我的隊友也不相信我的判斷了,最后只剩下我一個人的堅守。
在我最艱難的日子里,漆黑一片沒有光、孤立無援的時候,姜老師鼓勵我“See the unseen, think the unthought”,讓我感覺到了“已是懸崖百丈冰,猶有花枝俏”。
2019年5月,K. C. Nicolaou教授做客華東師大,白磊陽現(xiàn)場提問
隨后,我開始繼續(xù)攀爬,登頂之路總是孤獨的,很多人不相信這條路能走通,也不相信這么富有挑戰(zhàn)的課題能做出來。
我在課題組烯胺化學基礎(chǔ)上,引入苯胺,建立含有兩種不同N的2N單體庫。以此為共同起始原料,通過更換不同催化體系,調(diào)控實現(xiàn)了對稱型(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20609)和非對稱型(Chem. 2022, Doi: 10.1016/j.chempr.2022.10.021)四氮生物堿的家族式全合成。
從平凡無奇還略顯簡陋的“蠶蛹”苯胺-烯胺二氮單體,到高張力、多手性、四級碳如“蝴蝶”一樣美麗的四氮二聚體
這也是我個人的化繭成蝶,深深地感受到了“會當凌絕頂,一覽眾山小”的翱翔之感。
堅持不懈,終得圓滿
由于碩士期間文章沒有成型,沒有寫作、投稿的經(jīng)驗,我在第一份研究工作中吃盡了苦頭。此前多關(guān)注于合成,對機理驗證缺乏認知。所以,又花了很多精力才完成發(fā)表。
當JACS出來后,我的第二份研究工作也完成大半,還差機理部分論證。有了之前驗證機理的經(jīng)驗,我有充分的信心把第二份全合成的機理徹底證明。
在鍥而不舍、百折不撓的堅持下,就在前幾天,Chem上線,各種祝賀與認可接踵而來,拼搏與堅守,一切如期。
回顧整個博士生涯,知識的積累、能力的提升、心智的磨練、心靈的洗禮,這一切對白磊陽而言如同脫胎換骨,對生活與事業(yè)有了更深的理解與感悟。他還有幾份更有意思、意義更大的研究工作即將發(fā)表,他期待為生物堿全合成領(lǐng)域帶來新思路、新啟發(fā)。
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