涂永强院士是我国自主培养的新时代杰出有机化学科学家,长期致力于有机合成研究应用于国家迫切需要攻克的药物分子研发,为祖国的发展贡献自己的智慧和才能。涂永强院士为国家培养了一大批有机化学创新性青年人才,为推动中国有机化学的发展做出了贡献。
一 学成归国,硕果累累
涂院士在澳大利亚昆士兰大学完成博士后深造后,毅然决然回到祖国的西北名校——兰州大学继续任教。20多平方米的房子,一张破桌子,已近掉皮的天花板,这就是他当时的实验室。涂院士自己动手收拾实验室,找人把天花板重新粉刷一遍,加固桌子,自己安装电路,并垫付工资购置了最便宜的实验仪器。他时常教导学生克服环境带来的困难,“放眼世界,许多重大科学发明、科学成果,不都是在艰苦的条件下完成的么?”
在一万元经费的支持下,涂院士开始着手“具有抗艾滋病活性海洋天然产物Didemnaketal的全合成”的课题研究。整个路线,预计40多个反应步骤,先攻克的中心螺环合成,就得包括两个碎片总计20多步的合成。他带着学生边钻研文献、推敲设计思路,一边手把手教学生做实验。他们认真观察每个实验现象和变化细节,深入分析反应进程。对实验操作,他要求做到科学、严谨、安全、高效。学生每周工作六天,自己则工作七天,没有特殊情况晚上都会加班到深夜11点。有时实验不能停下,还得通宵守候,第二天睡上几个小时算是弥补。科学研究总有意外发生,他们在实验中发现了一个10%的副产物,几经周折,终于确定了副产物的结构和形成机制,涂院士称其为“半频哪醇重排反应”。1997年,涂院士发现《美国化学会志》报道的一个氢化反应中,需要至少6步化学反应才能合成,而采用“多米诺重排反应”,仅需3步就实现了目标分子的全合成。涂院士继续扩展这个反应使之更具普适性,但一些例子收率很低,他再设计,再探索,最终发展了一种普适性的方法。1998年,他将这个研究成果写成论文投给日本杂志《化学快报》,目的是试探一下化学界的认可度。《化学快报》对他的这个发现给予很高评价,并很快发表论文。1999年,涂永强再用同位素标记深入研究这个串联重排反应的机制,并进一步扩展了反应的应用范围,研究结果发表在美国权威刊物《有机化学》上。这两篇论文的面世,引起学界的注意,奠定了他在世界有机化学界的地位。
2004年,获得国家长江学者特聘教授以后,他的研究方向更有特色、更具前瞻性和前沿性。首次设计并系统发展了近三十种高立体选择性新型半频哪醇重排及其串联反应,创新和丰富了“多立体中心、多官能团和多环结构单元”中碳碳键的高效、多样性构建;基于上述新合成方法研究,建立并实现了涉及碳碳键形成方法的天然产物合成新策略,为一系列结构相关的天然产物和药物分子:如治疗老年性痴呆症药物 Galanthamine、免疫抑制剂 FR901483、抗肿瘤药物前体 Cephalotaxine 等的合成建立了高效的新方法、新策略。
同时,极大地推动了重排反应的理论发展与创新,很多反应已经收录在本科教材及有机化学工具书中,提升了我国学者在该研究领域的国际影响力。在国际著名学术期刊发表研究论文240余篇;获国家自然科学二等奖一项,省部级科技一等奖三项,香港求是基金会“杰出青年学者奖”和中国化学会“青年化学奖”等;曾受邀担任英国皇家化学会重要学术期刊ChemCommun的副主编。
二、教书育人,人才辈出
他将自己的人生经历勉励学生,年轻时设计人生不要把目标设置过大,先认真做好该做的工作,认真做好眼前的工作,再一点一点积累,有时会有意想不到的好收获。他也常常告诫学生,要训练科学、准确和高效的实验技能,要训练自己的想象力和创新思维,在任何一个环节都不能漫不经心。一旦学生稍有马虎,他都会让学生重做一遍,目的是培养学生的严谨性。本着踏实肯干、严谨求实的原则,涂院士对学生的要求都很严格,不放过实验中的任何一个细节,不断追求卓越。每一次回到课题组,他都会第一时间走进实验室跟学生探讨课题进展,实验室通风柜是书写分子式的小黑板,上面布满了多姿多彩的化学分子式。他也十分重视每十天一次的组会,通过与学生们的频繁交流,把握科研方向,从而更好地指导学生们取得突破和创新。他很多场合强掉,自然科学不是做文章,可以挥挥洒酒。有时需要严谨的设计和规范的操作,但有时又需要非理性的设想和大胆的试验,善于开拓与创新始终是我们提倡的。
20年来,已培养60多名博士、硕士研究生,其中半数以上在中国名校担任教授或在知名企业做研发骨干。
三、立足交大,培养新人
涂院士一直注重对后辈人才的培养,甘做提携后学的铺路石和领路人,致力于组建有机化学研究团队,引进青年千人7名,均在有机合成领域取得了优秀的成绩,也给交大化学学科的发展注入了新的动力。
张书宇博士本硕博毕业于兰州大学有机化学专业,2010年获得博士学位,师从涂永强院士。随后在美国芝加哥大学和宾夕法尼亚州立大学从事博士后研究。2015年加入交大,作为参与人获得国家自然科学二等奖(2016)、教育部自然科学一等奖(2015),Thieme Chemistry Journals Award等。目前已经在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Soc. Rev., Nature Commun.等重要学术刊物上发表论文90余篇,高被引论文8篇,他引超过4100余次。
陈志敏博士硕博毕业于兰州大学有机化学专业,2014年获得博士学位,师从涂永强院士。随后在上海交通大学和犹他大学从事博士后研究。2017年加入交大,获得上海高校特聘教授(东方学者)等荣誉称号。目前已经在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Soc. Rev., Nature Commun.等重要学术刊物上发表论文40余篇,他引超过1700余次。
涂院士课题组已经形成了教授、副教授、博士后和研究生的完善梯度,各成员都获得了国家基金等项目的资助,团队青年教师分别获评上海市“曙光学者”和“东方学者”。