武汉大学阴国印:携好“硼”友探索金属迁移大天地

武汉大学

2022-05-13 08:54湖北武汉大学官方账号
关注

5月13日,国际顶级期刊Science(《科学》)在线发表了武汉大学高等研究院教授、博士生导师、副院长阴国印所带课题组的重要研究成果。该研究刚刚在前期烯烃1,1-碳硼化工作(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 8872-8876; Nat. Catal. 2020, 3, 951-958等)的基础上,将碳硼化的工作扩展到1,1-二取代的环外烯烃,不仅可以控制很好的区域选择性,环上的立体构型也可以得到很好的控制。由此开创了一种简单、高效模式化合成1,2-顺式、1,3-反式以及1,4-顺式取代环己烷的方法,并且该方法具有优异底物兼容性。研究成果不仅解决了环己烷合成领域长期存在的挑战打开了热力学不稳定取代环己烷模式化合成的大门,让复杂药物分子的合成变得更加简单、高效,也是“金属迁移”策略合成应用的重要进展。

珞珈山,梦开始的地方


2016年夏,在德国慕尼黑工业大学、德国亚琛工业大学、美国特拉华大学从事多年有机化学研究的阴国印,毅然归国,选择加盟武汉大学高等研究院扎根筑梦。高研院是武汉大学于2014年成立的一个年轻科研机构中国科学院院士朱玉贤教授出任首任院长,阴国印则是这个新研究院成立后的第一位入职的全职PI(学术带头人)。



归鸟筑巢,为何要选择珞珈山下一棵尚未枝繁叶茂的“树”?阴国印谈及原因。武汉大学人才强校的理念、对人才的重视与关怀,特别是院长朱玉贤院士的建院理念深深打动了他,至今令他记忆犹新。他回忆道,“朱玉贤院士曾郑重地表示,‘高研院就是要引育一流人才、打造理学高地、建设成为在世界上有影响力的理学研究机构’。同时,高研院推行专兼职PI制度、以‘三大学术论坛+学术沙龙’形式打造的浓厚学术氛围、积极探索学科交叉的研究理念、以及要为年轻PI创造长远发展而不能用短期KPI考核限制其发展的人才培养文化……”。这些理念与制度文化正与阴国印的科研期许相契合,让他义无反顾地选择来到珞珈山,开启有机化学的寻梦之旅。


“借来的化学”,与金属迁移结缘


加入武汉大学时,学校就高度重视并按照“四青”待遇予以高强度的支持,在薪酬待遇、科研经费、博士生指标、人才房等方面给予他高水平的保障。入职伊始,高等研究院的实验楼(当代楼)还在建设中,没有现成的实验空间。“巧妇难为无米之炊”,为了能让阴国印尽快投入自己的科研工作中,学院帮忙把他安排在高研院兼职PI周强辉教授的实验室。在这段过渡期内,学校和学院帮着协调实验室、科研经费、仪器和药品,从方方面面支持了阴国印的科研工作,阴国印戏称自己做的是“borrowing chemistry”(借来的化学)。


实际上,过渡期内阴国印“借”东西做研究,远非如其现在所说般轻松,面临的压力来自多方面,但他坚持着与成长期的高研院共历风雨。在发展中,学校也围绕他的发展需求“一事一议”,关键时候注入“天使支持”,帮助他闯出新路。“人生万事须自为,跬步江山即寥廓。”动手去做,才能消解压力。乐观的心态反而让他在逆境中巧合地与“金属迁移”结缘



阴国印想做一些关于CO转化相关的工作,但是由于条件的限制进行得非常缓慢。在做这些研究时,他发现有些反应的副反应是底物发生了金属迁移自偶联的结果。阴国印深入分析,自偶联在合成化学上的意义并不是很大,而金属迁移在传统化学里面一直认为是副反应,关注的人非常少。如果能围绕金属迁移做工作,将这一现象运用到合成一些现有方法不太容易得到的高值化合物中将有很大的空间。新的方向找到了!


之后,崭新的独立实验室钥匙交到了阴国印手中,学校人事部与学院继续加大关心和支持。“我还记得第一次申请基金时,朱院士专门约我到办公室,逐字逐句帮我修改长达20多页的申请书,让我有了重回学生时代的感觉,真切感受到朱院士浓厚的师长关怀。”阴国印很是激动。他说,诸如此类的事情还有不少,正是有了学校、学院以及学术同行的支持与关怀,他更加坚定了自己的选择。


践行“深-新-信”,找到好“硼”友


确定“金属迁移”的大方向后,阴国印经常问自己“我们想做什么,我们能做什么?”一要有目标,二要脚踏实地!阴国印谈到,他一直想要做的就是金属迁移独特性的方法学,也就是挖掘金属迁移在合成上的价值,利用其独特性发展更简洁、更高效的合成方法。


硼元素具有类金属的性质,使得有机硼化合物有丰富的转化特性,因此在合成化学中有独特的地位;目前对硼化学的挖掘还不够充分,含硼药物、含硼材料,以及在中子治疗中的应用,逐渐引起了人们越来越多的关注。阴国印课题组提出了利用过渡金属与硼的“d-p”相互作用来稳定金属,实现烯烃1,1-碳硼化反应的设想。这一设想不仅可以突破传统烯烃1,2-加成的反应模式,实现新型的1,1-加成的模式,同时可以从简单的原料合成烷基硼化合物。


阴国印课题组“烯烃迁移碳硼化反应”工作总结


找到金属迁移与硼结合的突破点之后,阴国印团队一直思考的是,如何深挖下去,什么才是这个领域大家关心的问题?他们把反应过程画了一遍,从催化循环中的每一步中找突破点,随后提出了反应的化学选择性、非对映选择性、对映选择性,以及多手性中心构建、如何逃离硼的束缚等诸多科学问题。


之所以有这样的思路,与阴国印在读博期间经常听老先生们说的“深-新-信”不无关系。“做深了就会有新东西、新发现,做深了才会使人更信服,独立工作之后也多次听到前辈们反复重复这样的话。”他始终把“深-新-信”的理念作为自己科研工作的指南。


以身作则,做学生最好的“同行者”


科研育人是时代赋予每个高校科研人员的责任。阴国印记得在入职后的第一个教师节时,高研院的院长朱玉贤院士就分享过:“学生是老师一辈子的财富,十年后评价你的就是看你的学生,因此年轻人首先要做一个好老师。



谈到如何培养学生,阴国印受到朱玉贤院长以及他的导师们的影响,认为独立思考的能力与公正客观的判断力是培养学生的重中之重。因此在研究生的培养中,他一直给学生反复强调“要做有品位的科研工作者,文章的档次不应该等同于自己的品位”,“不是没有人做我们才做,而是要为了解决什么问题才做”,“到底解决了什么问题,这个问题的价值到底有多大,作为科研人员,自己要有真正客观的评价”,“科学发现的价值除纵向比较外,还应该横向比较,才能找准他的坐标”等等。


同时,阴国印常常鼓励和引导学生自主思考,鼓励学生找到自己的兴趣点,并加以指导,他希望自己更多地是成为学生科研路上最好的“同行者”。他的言传身教、对待科研的演进态度也深刻地影响到了他的每一个学生。


作者:李卓 钟焯

举报/反馈