《分子科学学报》
荷尔蒙的魔法很强大,不仅决定了男生女生不同的性格,在科研方法上也让他们有着天壤之别。武汉大学化学与分子科学学院的陆庆全和四川大学华西临床医学院的薛涵黎与就是两个非常好的例子。他们各有所长,却都在研究上取得了令人刮目相看的成果。
男生——啃下学术硬骨头
在很多人看来,陆庆全做研究一直都很“任性”。他喜欢挑战,并且总能出人意料地完成五颗星难度的实验设计。2011年,陆庆全成了武汉大学化学与分子科学学院的一名博士生,最初的研究方向是金属催化。凭着一股“闯劲儿”,陆庆全将自己的独立科研课题定为国际上鲜有人研究的C(cp)-S(碳硫键)成键。
然而,选定这个课题便意味了困难重重,首先迎面而来的便是参考文献资料的欠缺。这类研究在国际上缺乏相应的理论基础和机理研究指导,很多数据和现象必须通过一次又一次的实验来探索。“当时选择这个课题就是因为在国际上少有人研究,我喜欢挑战有难度的课题!我也相信自己可以通过实验来解决资料上的缺乏。”
但实验的过程异常曲折。多次实验后,陆庆全观测到实验所用的苯亚磺酸过于活泼,即使在室温条件下也会被溶剂中的空气氧化掉。此外,实验的产物也不够稳定。“当时我就想,能不能利用苯亚磺酸的特性,做氧化活化反应,开发出一类新型的有机小分子呢?”但这等于改变了陆庆全一开始的实验研究方向,从金属催化转向了无金属催化领域。
几乎每天,陆庆全都会一大早跑到实验室,晚上11点半才回宿舍,通宵实验也是家常便饭。但过了大半年,他还是无法观测到反应发生的过程。“只知道物质投进去发生变化了,但不知道是怎么变化的。”陆庆全很无奈地说。眼看着两个学期就要过去,导师也着急了,给他指出了几个理论相对成熟的研究方向。但陆庆全哪里肯买账?性格决定了他一旦产生一个想法,就会一门心思地钻进去。“不是哪个热门,哪个好做就做哪个,这块硬骨头我啃定了!”
终于,陆庆全的“任性”有了回报。那天他跟往常一样泡在实验室里,突然就被灵感砸中了脑袋:可以用能检测到的大分子有机碱作为参照物观察实验过程呀!陆庆全像是被重新上了发条一样,又充满了力量,他一鼓作气地将实验一一操作了下来。2012年8月,陆庆全终于顺利地检测到了反应的动力学行为,解决了困扰他已久的关键性问题。
紧接着,他又利用小分子有机物苯亚磺酸的自氧化特性,在非金属参与的条件下,通过氧气的活化高效,合成了一系列具有重要价值的三级以及二级砜醇化合物,解决了过渡金属残留的国际性难题。最终,陆庆全在国际上首次利用有机小分子苯亚磺酸实现了烯烃的有氧氧砜化反应。
2013年,陆庆全的研究成果发表在了化学领域的国际顶级期刊杂志(德国应用化学)上,德国科学院院士Mathesis Beller(都贝勒)教授还亲自撰文对研究成果进行了点评。这项研究成果也在国际上掀起了一股亚磺酰自由基的研究热潮。
之后,陆庆全的想法又举一反三地一个接着一个地冒了出来。他首先将有氧氧砜化反应引申到了炔烃上,利用苯亚磺酸的酸性性质,使用有机碱实现质子转移,再利用氧气实现电子转移,从而解决了自由基反应中难以抑制ATRA反应的科学难题,实现了砜酮类化合物的合成。研究成果发表在了化学领域国际顶级期刊杂志(美国化学会),成为当月阅读量最高的论文。
没过多久,陆庆全又提出,通过Cvinylheteroatom(碳乙烯基杂环原子)化学键的氧化断裂过程,在催化量的引发剂存在下可实现烯烃的三氟甲基化氧化反应。“这个结论将会填补现在国际上对于Langlois reagent(三氟甲烷亚磺酸钠)试剂的认识空白,让一直不为人所知的两条自由基的再引发过程引起大家的关注。这应该也是国际上第一次基于Langlois reagent(三氟甲烷亚磺酸钠)使用催化量的引发剂,在空气氛围中实现自由基三氟甲基化的链式反应。”陆庆全这样介绍。
诸如此类的研究成果,陆庆全还有很多。“男生也许就是这样,对于有挑战性的任务,我总会感到非常兴奋。”对陆庆全来说,最大的成就也许并不是发表了多少论文,而是将他一个冷门变成了热门,在科学实验中证明了自己。接下来,他会在德国明斯特大学攻读金属有机化学博士后。“希望自己能够在坚持的方向上有更大的收获。”
女生——从细节中找到方向
“都说医学是一个很严谨、理性的学科,虽然男生的思维冷静清晰,但女生的细致和敏感也同样能带来许多收获。”薛涵黎是四川大学华西临床医学院的一名硕士研究生,对于自己的研究成果,她这样描述。