刘小华:向左向右,由她左右

发布日期:2019-09-17 16:10
      什么事情只能用左手去做?如果这是一道脑筋急转弯,那么唯一的正确答案是:握住自己的右手。的确,对于大多数人,惯用右手或左手只是一种个人习惯,无伤大雅。可是对四川大学化学学院教授刘小华而言,如果左右不分,就有可能闹出天大的麻烦。
      “许多化合物分子就如同我们的左右手,虽然在化学组成上完全相同,却在空间结构上互为镜像,因此我们形象地称之为‘手性分子’,并依据其能使偏振光的偏振面发生旋转的方向,来区分左旋异构体(l型)和右旋异构体(d 型),”刘小华强调说,“别看左和右只是一字之差,在生理、药理活性上却可能是天使与魔鬼。”
      2 0 世纪6 0 年代,在现代医学史上造成灾难性后果的药物“反应停”便与手性分子有关。这种用于缓解孕妇妊娠反应的药,却隐藏着魔鬼的另一面(沙利度胺的右旋异构体具有镇静作用,而左旋异构体对胚胎有强烈致畸性),从而导致全球1 2 0 0 0 名“海豹畸形儿”的出生。“从那以后,手性药物的立体异构体必须单独测定药效和毒理。”刘小华介绍。
      随着人们对手性药物的研究越发深入,尤其是2 0 0 1 年诺贝尔化学奖授予美日三位在手性催化领域贡献颇丰的科学家后,单一异构体药物从此迎来了春天,市场规模也随之以惊人的速度膨胀,至2 0 1 5 年已达4 0 0 0 亿美元。另有数据表明,世界上在研的1 2 0 0 种新药中有8 2 0 种是手性药,整体占比约七成。
      选择性合成单一异构体不仅是医药领域的热潮,也是化学家长期追逐的梦想,其中的关键就在于手性催化剂。“若在没有手性诱导环境的条件下反应,生成左旋、右旋异构体的概率是相同的,即得到的产物是等量的左旋、右旋异构体混合物,即外消旋体,很难将其进行分离。但如果在手性催化剂条件下反应,就可以选择性地得到单一立体异构体。”她补充道,“如果手性催化剂的效率和选择性够高,就可以‘点石成金’,将大量潜手性的原料转化成单一构型的产物,这也正是我们研制手性催化剂的目的。”
      将“胍”作为研究对象其实源自一个偶然但合理的设想。“从催化机理上看,胍是最强的有机碱之一,并且能以多种方式与金属配位,具备作为催化剂的潜在优势。从来源上看,氨基酸就是天然的手性分子,精氨酸中就含有胍基。”但她也坦言,“尽管在生物体中存在广泛,但胍的合成和提纯都存在较大的困难,因此很少有人愿意对它下手。最初我们心里也没底,就像盲人摸象,只能一步步去尝试、去探索。”
      “有机化学研究,很多时间是必须投在实验室里的,离开了实验就很难出成果,难免要牺牲很多本该属于家人的时间。”刘小华说,“大多数女性可能都要更多地承担来自家庭等方面的压力,这会对她们从事科研工作形成干扰,所以女科学家若要达到同样的科研高度,要比男性付出和牺牲更多。”
      幸运的是,刘小华的先生同在四川大学任教,主攻人工智能。尽管这对伉俪的研究领域似乎毫无交集,但毫无疑问他们能在思想上相互理解,在生活中相互扶持,“他还说要给我开发一套程序,帮我处理化学实验中那些繁琐、复杂的工作呢。”说到这,刘小华脸上满是幸福和甜蜜,这也许就是科学家之间表达爱意的独特方式。
      带着这般理解与支持,刘小华带领团队从氨基酸出发,一步步发现了能够合成、控制胍类化合物的方法和条件,终于成功构建出以胍类为核心的手性催化剂,有效推动了不对称催化领域的发展。
   “也许靠的就是坚持吧。”没有人知道在“坚持”二字背后,刘小华承担了多少压力,又悄悄掉过多少眼泪。但所有人都知道,这般坚强的刘小华,一旦找准方向,便不会再顾盼左右。 科协改革进行时
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