姜雪峰自詡“硫分子工程師”，運(yùn)用掌握的硫化學(xué)技術(shù)建立起了一套完備的硫化學(xué)工具箱，并不斷迭代和進(jìn)化，這樣才能夠剪裁出更精確、更有效的分子，應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)科學(xué)家卡羅琳·貝爾托齊、卡爾·巴里·夏普利斯和丹麥科學(xué)家莫滕·梅爾達(dá)爾，理由是他們?cè)诎l(fā)展點(diǎn)擊化學(xué)和生物正交化學(xué)方面的貢獻(xiàn)。
點(diǎn)擊化學(xué)，是通過(guò)不同分子單元的鏈接來(lái)獲得分子多樣性的高效手段，已在合成化學(xué)、藥物化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)和材料化學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。例如，藥物開(kāi)發(fā)中常用的抗體偶聯(lián)藥物、小分子偶聯(lián)藥物和蛋白水解靶向嵌合體等技術(shù)，都需要鏈接化學(xué)的支撐。
不久前，華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院姜雪峰教授的研究，突破了分子間氫轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)的未活化烯烴C(sp3)-SuFEx鏈接存在的挑戰(zhàn)，為藥物分子之間的C-SuFEx鏈接提供了有力工具，相關(guān)成果發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-合成》和《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。
上圖：華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院姜雪峰教授。
1980年出生的姜雪峰現(xiàn)在有眾多學(xué)術(shù)認(rèn)可，主要從事新方法導(dǎo)向復(fù)雜生理活性天然產(chǎn)物全合成研究，同時(shí)致力于發(fā)展綠色的、環(huán)境友好及可持續(xù)發(fā)展的硫化學(xué)研究。2019年，他還被國(guó)際化學(xué)權(quán)威組織IUPAC評(píng)選為“全球青年化學(xué)家元素周期表硫元素代表”。
《新民周刊》記者見(jiàn)到姜雪峰的那天他剛談完一項(xiàng)合作，而采訪(fǎng)完后，他又要馬不停蹄地開(kāi)團(tuán)隊(duì)的線(xiàn)上會(huì)議。他的生活里仿佛沒(méi)有周末與節(jié)假日的概念。
“近代文明以來(lái)，衣食住用行所有的東西都與化學(xué)的創(chuàng)造緊密相關(guān)?！苯┓逭f(shuō)，在化學(xué)和其它學(xué)科的交叉領(lǐng)域，化學(xué)合成處于基礎(chǔ)核心地位，其本質(zhì)是一門(mén)強(qiáng)大的創(chuàng)造工具，“基礎(chǔ)科學(xué)最大的魅力就在于幫助人類(lèi)建立工具箱，用來(lái)解決不同領(lǐng)域的不同需求”。
征服硫，用好硫
為什么選擇研究硫？姜雪峰說(shuō)，自己的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：一是要對(duì)人類(lèi)發(fā)展有價(jià)值；二是本身要很難，“最難的東西才能體現(xiàn)出創(chuàng)新的價(jià)值，以及去突破它、攀登它的意義”。
聽(tīng)上去有些“凡爾賽”，但或許這就是身為科學(xué)家最樸素的回答?！拔业难芯繉?duì)象既有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值，又有科學(xué)瓶頸難度，當(dāng)難題一旦突破，我們不但會(huì)在科學(xué)理論上為大家建立起理論框架和指導(dǎo)啟發(fā)，還會(huì)對(duì)國(guó)計(jì)民生、產(chǎn)業(yè)發(fā)展，乃至社會(huì)的進(jìn)步都帶來(lái)重要的影響?！?/span>
而硫元素恰恰符合這兩點(diǎn)。一方面，硫化學(xué)對(duì)于生命本源的探索有非凡的意義。硫元素不是生物大分子的主要成分，卻與碳、氫、氧、氮、磷元素一道構(gòu)成了人體中六種最為重要的常見(jiàn)元素，在核酸和蛋白質(zhì)分子形成、血氧傳輸、人體能量代謝等大量生命現(xiàn)象中的生化反應(yīng)中充當(dāng)了還原氧化和傳導(dǎo)穩(wěn)定的媒介。
“硫”不那么招人喜歡。首先它“臭”不可聞。乙硫醇是世界上最臭的分子，在500億個(gè)空氣分子中，只要有一個(gè)乙硫醇分子，大家就能感知到臭味。其次，許多硫化物不僅危害人體健康，也是環(huán)境污染的“元兇”之一。空氣四大污染物之一就是二氧化硫，常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病、腐蝕建筑表面的酸雨都與它有關(guān)。我國(guó)每年的二氧化硫排放量約2500萬(wàn)噸，被轉(zhuǎn)化利用的只有約41萬(wàn)噸，使用量?jī)H為排放量的1.6%。
專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)性研究硫化學(xué)的研究小組非常少。姜雪峰決定，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迎難而上?！安贿^(guò)，起初有一個(gè)原則，己所不欲勿施于人。如果我不喜歡做有臭味的東西，我的學(xué)生怎么會(huì)喜歡？最初的想法就是簡(jiǎn)單的先做不臭的硫化學(xué)，讓我的學(xué)生愿意探索硫化學(xué)?！苯┓宓哪繕?biāo)并不復(fù)雜，首先解決硫的臭味，然后發(fā)展綠色硫化學(xué)，讓它物盡其用。
通過(guò)多年的努力，姜雪峰團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了“面具策略”，運(yùn)用“從無(wú)機(jī)硫向有機(jī)硫”轉(zhuǎn)化的理念，從無(wú)機(jī)鹽里尋找?guī)в小懊婢摺钡牧蛟?，?lái)解決硫的惡臭、毒化、易氧化的不穩(wěn)定性等問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，就是用別的原子暫時(shí)圍住硫原子，仿佛戴上面具一樣。
“通過(guò)面具上的一些功能，我們還能來(lái)調(diào)節(jié)硫的不同的功能，就為硫帶來(lái)了千變?nèi)f化?！苯┓逵眠@一思路也突破了二硫體系、三硫體系、多硫體系、高價(jià)硫體系，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的解決方案建立，構(gòu)建起了國(guó)際認(rèn)可的3S（Smelless/Stable/Sustainable）綠色硫合成化學(xué)。
姜雪峰自詡“硫分子工程師”，運(yùn)用掌握的硫化學(xué)技術(shù)建立起了一套完備的硫化學(xué)工具箱，并不斷迭代和進(jìn)化，這樣才能夠剪裁出更精確、更有效的分子，應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域——可以用于研究開(kāi)發(fā)保障人類(lèi)健康的藥物；可以用于有機(jī)發(fā)光材料電子產(chǎn)品硬件的開(kāi)發(fā)；可以用于電池、汽車(chē)乃至航空航天的能源動(dòng)力儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化；在精細(xì)化學(xué)品的創(chuàng)制方面，還能做出人們喜聞樂(lè)道的香水、浴液、化妝品……
姜雪峰認(rèn)為，任何學(xué)科發(fā)展到最后一定會(huì)和其他學(xué)科交叉，“這并不是刻意為之，而是因?yàn)槿祟?lèi)所面臨的問(wèn)題的復(fù)雜度，沒(méi)有一樣是可以用單一學(xué)科來(lái)解決的”。
讓更多的青少年愛(ài)上科學(xué)
姜雪峰從小鐵了心要讀化學(xué)，部分原因是受成長(zhǎng)環(huán)境的影響?；な翘m州的龍頭產(chǎn)業(yè)之一，他的家人都從事相關(guān)工作。更主要的則是化學(xué)老師魔術(shù)師般的演示：“搖一搖瓶子，溶液就變成紅色；再往里添加一滴試劑，它又變成藍(lán)色。就像《藍(lán)精靈》里的格格巫一樣，簡(jiǎn)直Magic！”這些神奇的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了姜雪峰探究未知的好奇心。
“一個(gè)人最幸福的事，就是選擇喜歡的事情作為職業(yè)。喜歡了，就不會(huì)抱怨，反而樂(lè)在其中。”姜雪峰想要學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)最前沿的知識(shí)，為此他選擇了上海有機(jī)所攻讀碩士和博士，之后又選擇在加州圣地亞哥的斯克利普斯（Scripps）研究所繼續(xù)做博士后研究；為了研究綠色化學(xué)，他毅然放棄企業(yè)高薪待遇，回到學(xué)校。
一講到化學(xué)，姜雪峰便滔滔不絕，即使面對(duì)文科生的記者，他仍然很耐心地解釋著理論與實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，盡可能深入淺出地表述這些對(duì)于非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的人來(lái)講如同天書(shū)的內(nèi)容。
近年來(lái)，姜雪峰一直致力于化學(xué)科普。上過(guò)百家講壇，在抖音開(kāi)過(guò)直播，從化學(xué)到人生，姜雪峰的科普講得通俗又有趣。
在姜雪峰看來(lái)，科學(xué)的飛速發(fā)展會(huì)使國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)，而科學(xué)知識(shí)的普及更將帶動(dòng)全民素質(zhì)和人民生活品質(zhì)的提升，“讓更多青少年愛(ài)上科學(xué)，是未來(lái)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)”。
姜雪峰曾建言，對(duì)于科技人才的考核，應(yīng)該增加一個(gè)權(quán)重——科普貢獻(xiàn)的大小?！翱破粘蔀榭茖W(xué)家自覺(jué)的擔(dān)當(dāng)，才能很好地在全社會(huì)形成一種崇尚科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神的氛圍?！?/span>
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記者丨應(yīng)琛
來(lái)源丨新民周刊
編輯丨王越月
編審丨戴琪
