有young山西|袁長春:化學分子「大廈」的「建築師」

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人物簡介

袁長春,32歲,有機化學理學博士,教授,研究生導師。畢業於四川大學化學學院。從事具有重要生物活性的複雜天然產物全合成工作。現就職於中北大學化學工程與技術學院從事教學科研工作,研究方向為:具有重要生物活性的複雜天然產物全合成以及一些重要醫藥中間體的新工藝研究。截止目前以第一作者或通訊作者的身份發表10篇SCI論文,其中不乏諸如《Journal of the American Chemical Society》《》《》等化學類頂級期刊。2017年榮獲國際獎項Reaxys PhD Prize winner (全球每年僅三名);2018年,獲得「三晉英才青年優秀人才稱號」;入選2019年度「香江學者計劃」。

人物寄語

做好眼前事,機會會紛至沓來,未來也可期。

正值周末,中北大學的校園裡沒有往日的熱鬧,多數教學樓空空蕩蕩,但位於瑾瑜國際會展中心旁的化學實驗樓里,袁長春和他的學生們依舊在實驗台前忙活著。

這間實驗室里進行的,是天然產物全合成領域的研究,人工合成自然界中含量少但藥用價值高的化合物。選定天然產物、分析分子構成、拆分、製備原料、合成……每一步都是精細活兒。

他幽默地比喻自己的職業是「建築師」:合成化合物的過程就像壘磚塊,而最後合成的化合物則是「分子大廈」,將成為未來治療抗菌、抗癌候選藥物的分子。

與結構複雜的分子結構打交道

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袁長春在實驗室中

天然產物全合成領域,在有機化學中佔據著前沿地位。在人類藥物應用史上,青蒿素和紫杉醇是值得被銘記的兩例藥物,它們都是天然產物。前者從青蒿中分離提取,被用來治療瘧疾,挽救了成千上萬的生命;後者被廣泛應用於治療惡性腫瘤,給患者以希望。

什麼樣的天然產物會有藥用價值?什麼樣的分子結構更有合成的價值?長期的研究中,科學家們發現一個規律,越是結構複雜的化學分子,越是具有特殊的價值。「結構決定性質,確實如此。」袁長春拿出他即將發表的一篇論文,笑意盈盈:「你看,這個分子結構多漂亮,像是藝術品。」這是他最新的研究成果。

每天與這些結構複雜的天然產物打交道,是一件極需要耐心的事情,合成步驟複雜與否,關係到今後應用時能否量產。「其實,這些分子就像是一座座高樓大廈,裡面的每一個原子、小的分子則是建樓的磚塊。」袁長春說,要想簡化合成步驟,就要在分析結構、拆分結構、製備試劑、合成等多個步驟中,都保證全身心的投入,和堅定的毅力。

向國際難題發起挑戰

並不是每一次研究都那麼順利,一次成功的合成往往需要十幾次失敗作序。給袁長春留下最深刻印象的,也是給了他諸多榮譽的一次研究,是他在博士期間挑戰的烏葯烷型倍半萜二聚體研究。這是一種從金粟蘭植物中分離提取的一系列天然產物,具有如抗菌、抗癌等重要生理活性。獨特的分子骨架、誘人的生物活性,吸引了國內外眾多研究課題組的廣泛興趣。

早在二十世紀初,這種天然產物就已經被人發現,但由於其結構太過複雜,一直沒有人成功合成,算是國際難題。

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袁長春在實驗室中

心中雖有忐忑,但容不得太多顧慮,袁長春立刻與另一位合作者明確了分工,開始了研究。合作夥伴在後方儲備原料,他在前方摸索線路,爭分奪秒地開始了研究。

「整個過程真的是步步驚心,即便是每一步都謹慎進行,用來開路的原材料也總會出現不夠用的情況。」說到這裡,袁長春依舊覺得心有餘悸,那些構築分子「大廈」的日子,回想起來都是苦的,因為,往往一個步驟有差錯,分子「大廈」就會轟然倒塌。

「當時在實驗室里一待就是十幾個小時,為了緩解壓力,我們就聽音樂。」袁長春說:「後來聽歌軟體年底統計時,我們的聽歌排行到了第一位。」

有young山西|袁長春:化學分子「大廈」的「建築師」

袁長春獲得Reaxys PhD Prize Winners

功夫不負有心人,經過三年的努力,無數次失敗後,袁長春最終攻克了合成該型別天然產物的關鍵反應,完成了烏葯烷型倍半萜二聚體Sarcandrolide J和Shizukaol D的國際首次全合成,也是此類二聚體自分離二十多年來的首次全合成。並將這一結果發表在化學類頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。

憑藉著在烏葯烷型萜類天然產物全合成方面的成就,2017年10月,袁長春獲得了由國際著名學術期刊出版社「Elservier」公司設立的國際獎項「Reaxys PhD Prize Winners」,是該獎項設立八年來的國內首位獲得者。

從學生到教授,感受更多的是責任

如今,袁長春已博士畢業兩年,成為中北大學的一名教授。從一個校園走入另一個校園,從學生成為別人的導師,一路走來,袁長春感受頗多。

告別了單純求知的年代,現在感受最多的是責任,我要教給學生什麼?」袁長春認為,讀大學的目的不是單純獲得知識,更重要的是接受大學文化氛圍的熏陶,受到潛移默化的影響。老師也不是單純傳授知識,而是教給他們如何做人,如何學會堅持。正所謂,師者,所以傳道受業解惑也。

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袁長春博士期間的研究成果

這是袁長春摸索出的經驗,也是他的導師教給他的道理。

袁長春本科就讀於曲阜師範大學,畢業後,他選擇了考研,以第二名的成績考入四川大學化學學院有機化學專業。在這裡,他遇到了對他的一生產生重要影響的導師,劉波教授。

由於本科學校的側重點不同,起初,袁長春的實驗操作能力相較於他人有所欠缺。當時有個錫試劑化合物需要純化,但是他整整做了一周也沒有完成。導師劉波曾給他下過「最後通牒」:再完不成就沒有做課題的機會了,為什麼不再堅持一下呢。這激起了袁長春的好勝心,別人能做到的事,自己為什麼不行呢?堅持下來後,袁長春看到了自己的變化,實驗水平越來越強,也接連承擔了兩個重量級課題。

之後的科研中,袁長春時時不忘導師的教誨,「堅持」二字已成為他的習慣。現在,他也常常這樣教誨自己的學生,他常說:遇到困難時,權衡利弊,放棄有時候不見得是一種壞事,但是,你必須對你所做的事情做到全面的考量,做出正確的評判。如果做不到正確的評判,放棄可以算作一種懦夫行為,而這時你為什麼不再努力堅持堅持呢?

科研是枯燥的,遇到難解的問題,迷茫是常有的情緒,但袁長春依舊腳踏實地,他說:「做好眼前事,機會會紛至沓來,未來也可期。」

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