周其林:执“手”开创催化梦
“深受鼓舞。”不久前,得知2021年诺贝尔化学奖颁发给从事不对称催化工作的两位学者时,南开大学化学学院教授、中国科学院院士周其林抬高了声调,“希望有更多聪明的年轻人从事这个领域研究。”
作为今年诺奖得主的同行,周其林在不对称催化领域深耕20年,发展出一类高效手性螺环催化剂,是迄今为止最高效的手性分子催化剂,被国内外同行称为“周氏催化剂”。
回顾科研生涯,周其林始终如一坚持“做别人没有做过的事情”。“做基础研究,我们科学家要有前瞻性,做的是明天‘不被卡脖子’的工作。”接受采访时,周其林说。
从0到1 创“周氏催化剂”
人的左右手相互为镜像但又不能重叠的现象早就被人类发现,被称为“手性”。在创造新物质的化学领域,一个化学反应往往会产生具有同样分子式的手性化合物,但左旋和右旋的对映异构体却具有截然不同的性质。不同手性的分子虽然差之毫厘,性质却谬以千里。
过去40年以来,手性催化剂由于缺少独特结构的“基本骨架”,真正高效并且获得广泛应用的催化剂就更少了。于是,周其林瞄准了这一重大、前沿的科学问题,带领团队发展了一类全新的“基本骨架”——手性螺环配体骨架,并以此发展理想的手性催化剂。
经过多年潜心致研,他们终于实现从0到1的跨越,设计合成出一种新型手性螺环铱催化剂。其在酮的不对称催化氢化反应中表现出超高活性,催化剂的转化数达到4550000。在此之前,文献报道的最高活性手性催化剂的转化数为2400000。
2011年7月12日,他们在国际化学权威期刊《德国应用化学》发表了这项研究成果,并把中国长城的照片作为当期的封面。“中国人说不到长城非好汉,我们终于爬到了长城顶上。”周其林说。
此后,周其林课题组在此基础上发展了一系列选择性好、效率高、适应性强的手性螺环催化剂,引领了全球手性催化研究,被国际同行誉为“周氏催化剂”。2020年初,周其林站上国家科学技术奖励大会的领奖台,获得2019年度国家自然科学一等奖。
20年一剑 攀登科学高峰
最高活性手性催化剂的成功合成是周其林科学人生的重要里程碑,实际上他为之付出了超过20年的努力。1987年,他在中科院上海有机化学研究所获得博士学位后,先后在华东理工大学,德国、瑞士和美国从事博士后研究。
“在国外做博后时就已经开始思考,好的催化剂都是外国人做的,我们中国人也要做出自己的催化剂。”周其林说。
看准“螺环”结构催化剂,则离不开周其林在学术上一以贯之的坚持和积累。20世纪90年代初,他在上海福州路的外文书店偶然中买到一套打折处理的影印版《有机化合物字典》,书中收录了成千上万种化合物的结构让他如获珍宝。“我一口气把一套书几十本都搬回了办公室,一有时间就翻开看,一边看一边想什么样的结构适合做手性催化剂。”他说。
直到一种具有“C2对称性”的分子引发了周其林的强烈兴趣。于是,他带领团队提出一个个方案,一个个去尝试,一做就是20年。期间,失败是常态,他们不断面对一次次打击,做出来的催化剂“对这个反应无效,对那个反应也无效”。
回首事业刚起步的时光,周其林表示:“自然科学基金对我的职业生涯帮助最大,1997年,我刚刚回国后拿到一个‘面上项目’,很快又获得国家杰出青年科学基金项目资助。”随后的20年中,他还多次获得国家自然科学基金的支持,拿到过几乎涵盖所有资助类型的项目。
20年如一日,周其林坚持下来了。他每天早晨8点准时到实验室,晚上8、9点钟才离开,一周6个工作日。与实验室的学生逐一交流,20年来基本不缺席课题组的“组会”,有时候刚下飞机,拎着行李箱就直奔实验室。
周其林认为:“做自己喜欢的事情不觉得辛苦,其实好奇心驱使的探索未知的过程其乐无穷,所以要学会享受它,这是我这么多年来最大的感受。”
不忘初心 胸怀人民需求
回望初心,周其林之所以关注手性催化剂,源自人类付出惨痛教训的“反应停”事件。1953年,瑞士一家药厂首先合成了沙利度胺。此后,另外一家德国药厂发现这种药物具有抑制孕妇晨吐、恶心的妊娠反应,将其命名为“反应停”。几年后,医学界发现,母亲怀孕期间服用反应停和产下海豹肢畸形患儿直接相关,全球将近2万名患儿深受其害。
周其林表示:“这是我们第一次认识到手性分子在药物领域的重要性,我在做学生的时候就关注到这个问题,就开始思考作为化学研究者如何用专业知识为人类健康作出贡献。”
当年入行手性催化剂的初心源自药物,今天“周氏催化剂”最重要的应用也回到了“初心”——系列手性螺环催化剂已被用于200多种不对称合成反应,还被用于多种手性药物的生产。对此,周其林感到十分欣慰。
面向未来,周其林的目光仍然在有机合成前沿。近期,他与中国科学院院士、四川大学教授冯小明联合申请自然科学基金基础科学中心项目。
据了解,项目计划攻克一个新的难题:从具有惰性碳氢键的烃类化合物出发,经过“一步反应”合成出手性化合物。“首先在烃类化合物中引入一个活性官能团,这就很难,同时还要控制手性,这就难上加难。”周其林表示,这将是有机合成化学的未来发展趋势。
周其林期待,更多年轻人走进不对称催化领域,共同努力,“催化”出更多面向未来的原创性成果。
科学导报通讯员 甘晓
“深受鼓舞。”不久前,得知2021年诺贝尔化学奖颁发给从事不对称催化工作的两位学者时,南开大学化学学院教授、中国科学院院士周其林抬高了声调,“希望有更多聪明的年轻人从事这个领域研究。”
作为今年诺奖得主的同行,周其林在不对称催化领域深耕20年,发展出一类高效手性螺环催化剂,是迄今为止最高效的手性分子催化剂,被国内外同行称为“周氏催化剂”。
回顾科研生涯,周其林始终如一坚持“做别人没有做过的事情”。“做基础研究,我们科学家要有前瞻性,做的是明天‘不被卡脖子’的工作。”接受采访时,周其林说。
从0到1 创“周氏催化剂”
人的左右手相互为镜像但又不能重叠的现象早就被人类发现,被称为“手性”。在创造新物质的化学领域,一个化学反应往往会产生具有同样分子式的手性化合物,但左旋和右旋的对映异构体却具有截然不同的性质。不同手性的分子虽然差之毫厘,性质却谬以千里。
过去40年以来,手性催化剂由于缺少独特结构的“基本骨架”,真正高效并且获得广泛应用的催化剂就更少了。于是,周其林瞄准了这一重大、前沿的科学问题,带领团队发展了一类全新的“基本骨架”——手性螺环配体骨架,并以此发展理想的手性催化剂。
经过多年潜心致研,他们终于实现从0到1的跨越,设计合成出一种新型手性螺环铱催化剂。其在酮的不对称催化氢化反应中表现出超高活性,催化剂的转化数达到4550000。在此之前,文献报道的最高活性手性催化剂的转化数为2400000。
2011年7月12日,他们在国际化学权威期刊《德国应用化学》发表了这项研究成果,并把中国长城的照片作为当期的封面。“中国人说不到长城非好汉,我们终于爬到了长城顶上。”周其林说。
此后,周其林课题组在此基础上发展了一系列选择性好、效率高、适应性强的手性螺环催化剂,引领了全球手性催化研究,被国际同行誉为“周氏催化剂”。2020年初,周其林站上国家科学技术奖励大会的领奖台,获得2019年度国家自然科学一等奖。
20年一剑 攀登科学高峰
最高活性手性催化剂的成功合成是周其林科学人生的重要里程碑,实际上他为之付出了超过20年的努力。1987年,他在中科院上海有机化学研究所获得博士学位后,先后在华东理工大学,德国、瑞士和美国从事博士后研究。
“在国外做博后时就已经开始思考,好的催化剂都是外国人做的,我们中国人也要做出自己的催化剂。”周其林说。
看准“螺环”结构催化剂,则离不开周其林在学术上一以贯之的坚持和积累。20世纪90年代初,他在上海福州路的外文书店偶然中买到一套打折处理的影印版《有机化合物字典》,书中收录了成千上万种化合物的结构让他如获珍宝。“我一口气把一套书几十本都搬回了办公室,一有时间就翻开看,一边看一边想什么样的结构适合做手性催化剂。”他说。
直到一种具有“C2对称性”的分子引发了周其林的强烈兴趣。于是,他带领团队提出一个个方案,一个个去尝试,一做就是20年。期间,失败是常态,他们不断面对一次次打击,做出来的催化剂“对这个反应无效,对那个反应也无效”。
回首事业刚起步的时光,周其林表示:“自然科学基金对我的职业生涯帮助最大,1997年,我刚刚回国后拿到一个‘面上项目’,很快又获得国家杰出青年科学基金项目资助。”随后的20年中,他还多次获得国家自然科学基金的支持,拿到过几乎涵盖所有资助类型的项目。
20年如一日,周其林坚持下来了。他每天早晨8点准时到实验室,晚上8、9点钟才离开,一周6个工作日。与实验室的学生逐一交流,20年来基本不缺席课题组的“组会”,有时候刚下飞机,拎着行李箱就直奔实验室。
周其林认为:“做自己喜欢的事情不觉得辛苦,其实好奇心驱使的探索未知的过程其乐无穷,所以要学会享受它,这是我这么多年来最大的感受。”
不忘初心 胸怀人民需求
回望初心,周其林之所以关注手性催化剂,源自人类付出惨痛教训的“反应停”事件。1953年,瑞士一家药厂首先合成了沙利度胺。此后,另外一家德国药厂发现这种药物具有抑制孕妇晨吐、恶心的妊娠反应,将其命名为“反应停”。几年后,医学界发现,母亲怀孕期间服用反应停和产下海豹肢畸形患儿直接相关,全球将近2万名患儿深受其害。
周其林表示:“这是我们第一次认识到手性分子在药物领域的重要性,我在做学生的时候就关注到这个问题,就开始思考作为化学研究者如何用专业知识为人类健康作出贡献。”
当年入行手性催化剂的初心源自药物,今天“周氏催化剂”最重要的应用也回到了“初心”——系列手性螺环催化剂已被用于200多种不对称合成反应,还被用于多种手性药物的生产。对此,周其林感到十分欣慰。
面向未来,周其林的目光仍然在有机合成前沿。近期,他与中国科学院院士、四川大学教授冯小明联合申请自然科学基金基础科学中心项目。
据了解,项目计划攻克一个新的难题:从具有惰性碳氢键的烃类化合物出发,经过“一步反应”合成出手性化合物。“首先在烃类化合物中引入一个活性官能团,这就很难,同时还要控制手性,这就难上加难。”周其林表示,这将是有机合成化学的未来发展趋势。
周其林期待,更多年轻人走进不对称催化领域,共同努力,“催化”出更多面向未来的原创性成果。
科学导报通讯员 甘晓
为什么当你玩得开心的时候,时光会飞逝,而当你感到无聊的时候,时间往往会拖得很慢?
时间性,即对时间的主观体验,来自于大脑中几个区域之间的相互作用。这些区域可以被注意力、情绪等分成不同的时间感受。
大脑感受时间的变化和时钟的时间是完全不同的两件事。它们以不同的速率流动。
时钟和日历上的小时、天和年按时间顺序流逝是一种稳定的、可衡量的现象。然而,我们对时间的感知是不断变化的,这取决于我们从事的活动、我们的年龄,甚至我们得到的休息时间。
贝詹教授,回顾了之前他在时间、视觉、认知和心理加工等领域的研究,得出了他的结论,根据他的观点——我们所经历的时间代表了感知到的心理刺激的变化,这与我们看到的有关。
随着物理心理图像处理的时间和我们拍摄图像的速度的变化,我们对时间的感知也在发生变化。从某种意义上说,我们每个人都有自己的「思维时间」,与时钟和日历上的小时、天和年无关,它受我们休息的时间和其他因素的影响。
所有手表、挂钟和钟楼的昼夜周期持续24小时。然而,你所感受到的身体时间并不是这些物理意义上的时间。你所感知的时间流逝程度和他人所感知的时间是不一样的。
时间在脑海中的概念,与大脑遇到和组织的心理图像的数量,以及随着我们年龄的增长我们大脑的状态有关。
当我们年纪渐长,由于几个生理特征的变化,像是视觉、大脑的复杂性,以及晚年传递信息的途径的减弱,心理图像的变化被感知的速度下降等等。而图像处理中的这种转移导致了时间的加速感。
1
堪钦慈诚罗珠仁波切在《慧灯之光》系列中讲到:
如果我们想去了解自身和外境,那就必须去观察、思维:外面的世界如何构成?人本身的心又是由哪些因素合成的?只有通过细致地观察,我们才会知道世界是什么样的,作为人的我又是什么样的?
那么,佛经上是如何教我们思维的呢?我们举个例子来加以明示。
假如,我们有一块布,用肉眼观察这就是一块布,可以用来做衣服御寒。但如果我们把这块布拆开来看,就变成了一堆线。当我们面对这一大堆线的时候,刚才那块布去哪里了呢?
这时,我们就应该思维,刚才我们肉眼看见的是否根本就未曾存在过呢?或者拆之前有布,拆之后布就消失了呢?如果说从未有过布,那么请问:我们平日里买来做衣服的材料,不是布是什么?如果说拆之前有布,拆之后就没有,那么请问:布去了哪儿?
请大家注意,这些问题是需要我们认真思维的,并不是某一个教派的主张或说法,而是关系到一个非常重要的命题。
2
下面,我们继续一拆到底,来探究一下布的本性到底是什么。
布拆了以后,通过观察,我们得出结论:布是由线组成的;再把其中的一根线拆开,又得出一个结论:线又由更细微的线、丝或羊毛组成。
又请问,这根被拆的线去了哪里?它存在过吗?如果不存在,那拆之前我们看见的是什么?构成布的又是什么?如果拆之前存在,拆之后就消失了吗?消失到哪儿去了呢?……这样先有后无,难道不是象彩虹一般如梦如幻吗?
我们再接下来看拆剩的这一堆羊毛。对于我们的肉眼而言,一根细羊毛已经是观察的极限了,但还可以把这根羊毛切成很多犹如微尘般大小的段落。这其中的一份,已经不能称之为羊毛了。把微尘般的段落再往下分,直到尽头不能再分(即变成空性)为止,剩下的是什么呢?
请注意,最后的结果是最关键的。将这极小的微尘一分再分,可以无边无际的分下去吗?或者分到一定时候,就分不下去了呢?
3
有人说:一直分到最小的微尘就不能再分了。
又有人说:可以无边无际的分下去。我们认为此两种观点都是错误的,请问这个“最小微尘”为什么“不能再分”了呢?
我们知道六方的概念是东、南、西、北、上、下。那么,比发尖还细上千万倍的微尘,有东南西北上下吗?答案是肯定的。
既然如此,那就表示还存在着更细微的六方,东方的东南西北上下,东方的东方也可以有东南西北上下……以此类推,六方的状况都一样,都可以分下去,到这个微尘不存在为止。
4
同样,如果一秒的时间也可以被无穷无际地一分再分,这一秒就会无始无终,永远走不完;那一分钟就更长了,还有小时……对于我们而言,就不会存在白天和夜晚的分别了。对于物质世界的人而言,1秒钟是一个绝对的概念;而在其它时空中就不尽然了。
比如说,1毛钱可以分成10分钱,我们从第一分钱开始,直到用到第十分就完了,这是数得清的。而从时间上来说,1小时由60分钟组成,1分钟有60秒,而每1秒中所含括的数字是无法用数量来形容的,它们就象苍穹中的星星,不计其数。
如此说来,过了一夜、两夜……百夜、千夜,仍然没走出这1秒。这1秒是用不完的,因为它无始无终、没有穷尽。所以,这1秒钟对于我们而言,是永远的1秒钟。我们此时在这儿相聚,在这1秒钟里;过一会儿,你们到别的地方去了,仍然在1秒钟里,这是肯定的。如果你们离开时,1秒钟就过去了,那还叫什么无穷无际呢?
所以,明天仍然是昨天的1秒钟,这样就失去了所有的时间概念。
文字:来自《慧灯之光》系列
时间性,即对时间的主观体验,来自于大脑中几个区域之间的相互作用。这些区域可以被注意力、情绪等分成不同的时间感受。
大脑感受时间的变化和时钟的时间是完全不同的两件事。它们以不同的速率流动。
时钟和日历上的小时、天和年按时间顺序流逝是一种稳定的、可衡量的现象。然而,我们对时间的感知是不断变化的,这取决于我们从事的活动、我们的年龄,甚至我们得到的休息时间。
贝詹教授,回顾了之前他在时间、视觉、认知和心理加工等领域的研究,得出了他的结论,根据他的观点——我们所经历的时间代表了感知到的心理刺激的变化,这与我们看到的有关。
随着物理心理图像处理的时间和我们拍摄图像的速度的变化,我们对时间的感知也在发生变化。从某种意义上说,我们每个人都有自己的「思维时间」,与时钟和日历上的小时、天和年无关,它受我们休息的时间和其他因素的影响。
所有手表、挂钟和钟楼的昼夜周期持续24小时。然而,你所感受到的身体时间并不是这些物理意义上的时间。你所感知的时间流逝程度和他人所感知的时间是不一样的。
时间在脑海中的概念,与大脑遇到和组织的心理图像的数量,以及随着我们年龄的增长我们大脑的状态有关。
当我们年纪渐长,由于几个生理特征的变化,像是视觉、大脑的复杂性,以及晚年传递信息的途径的减弱,心理图像的变化被感知的速度下降等等。而图像处理中的这种转移导致了时间的加速感。
1
堪钦慈诚罗珠仁波切在《慧灯之光》系列中讲到:
如果我们想去了解自身和外境,那就必须去观察、思维:外面的世界如何构成?人本身的心又是由哪些因素合成的?只有通过细致地观察,我们才会知道世界是什么样的,作为人的我又是什么样的?
那么,佛经上是如何教我们思维的呢?我们举个例子来加以明示。
假如,我们有一块布,用肉眼观察这就是一块布,可以用来做衣服御寒。但如果我们把这块布拆开来看,就变成了一堆线。当我们面对这一大堆线的时候,刚才那块布去哪里了呢?
这时,我们就应该思维,刚才我们肉眼看见的是否根本就未曾存在过呢?或者拆之前有布,拆之后布就消失了呢?如果说从未有过布,那么请问:我们平日里买来做衣服的材料,不是布是什么?如果说拆之前有布,拆之后就没有,那么请问:布去了哪儿?
请大家注意,这些问题是需要我们认真思维的,并不是某一个教派的主张或说法,而是关系到一个非常重要的命题。
2
下面,我们继续一拆到底,来探究一下布的本性到底是什么。
布拆了以后,通过观察,我们得出结论:布是由线组成的;再把其中的一根线拆开,又得出一个结论:线又由更细微的线、丝或羊毛组成。
又请问,这根被拆的线去了哪里?它存在过吗?如果不存在,那拆之前我们看见的是什么?构成布的又是什么?如果拆之前存在,拆之后就消失了吗?消失到哪儿去了呢?……这样先有后无,难道不是象彩虹一般如梦如幻吗?
我们再接下来看拆剩的这一堆羊毛。对于我们的肉眼而言,一根细羊毛已经是观察的极限了,但还可以把这根羊毛切成很多犹如微尘般大小的段落。这其中的一份,已经不能称之为羊毛了。把微尘般的段落再往下分,直到尽头不能再分(即变成空性)为止,剩下的是什么呢?
请注意,最后的结果是最关键的。将这极小的微尘一分再分,可以无边无际的分下去吗?或者分到一定时候,就分不下去了呢?
3
有人说:一直分到最小的微尘就不能再分了。
又有人说:可以无边无际的分下去。我们认为此两种观点都是错误的,请问这个“最小微尘”为什么“不能再分”了呢?
我们知道六方的概念是东、南、西、北、上、下。那么,比发尖还细上千万倍的微尘,有东南西北上下吗?答案是肯定的。
既然如此,那就表示还存在着更细微的六方,东方的东南西北上下,东方的东方也可以有东南西北上下……以此类推,六方的状况都一样,都可以分下去,到这个微尘不存在为止。
4
同样,如果一秒的时间也可以被无穷无际地一分再分,这一秒就会无始无终,永远走不完;那一分钟就更长了,还有小时……对于我们而言,就不会存在白天和夜晚的分别了。对于物质世界的人而言,1秒钟是一个绝对的概念;而在其它时空中就不尽然了。
比如说,1毛钱可以分成10分钱,我们从第一分钱开始,直到用到第十分就完了,这是数得清的。而从时间上来说,1小时由60分钟组成,1分钟有60秒,而每1秒中所含括的数字是无法用数量来形容的,它们就象苍穹中的星星,不计其数。
如此说来,过了一夜、两夜……百夜、千夜,仍然没走出这1秒。这1秒是用不完的,因为它无始无终、没有穷尽。所以,这1秒钟对于我们而言,是永远的1秒钟。我们此时在这儿相聚,在这1秒钟里;过一会儿,你们到别的地方去了,仍然在1秒钟里,这是肯定的。如果你们离开时,1秒钟就过去了,那还叫什么无穷无际呢?
所以,明天仍然是昨天的1秒钟,这样就失去了所有的时间概念。
文字:来自《慧灯之光》系列
好消息是我找到了明天考试的书,坏消息是我仍然不想看并且因为找到了书不看还带上了负罪感……此外,我萎了……
可以肯定的是我失去写陈默群的能力~这大概对群粉来说是件好事~是怎么失去的呢,大概是因为逆了自己之后吧,也许因为实在是太闲的缘故
还有就是陈默群如果不叛变不在最后才死去我可能还没有这么喜欢他,掉到泥窝里还活了一段时间才死去……嗯,导演你怎么这么会安排呢?!看我的眼神,我真的不是在说反话,我真的不恨你不想揍你………
可以肯定的是我失去写陈默群的能力~这大概对群粉来说是件好事~是怎么失去的呢,大概是因为逆了自己之后吧,也许因为实在是太闲的缘故
还有就是陈默群如果不叛变不在最后才死去我可能还没有这么喜欢他,掉到泥窝里还活了一段时间才死去……嗯,导演你怎么这么会安排呢?!看我的眼神,我真的不是在说反话,我真的不恨你不想揍你………
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