手性技术的开拓者---记中国工程院院士、第四军医大学药学系张生勇教授

 
  他瞄准前沿,勇于超越,开创了我国手性药物研制的新天地。坚守在教学、科研第一线,在国内率先将手性技术用于工业生产,为我国精细化学品、化学合成药品生产技术的进步做出了贡献。

  他为人谦逊、治学严谨,“事业重于山,名利淡如水”。他的身上集中体现了心系祖国、忠诚事业的爱国精神,追求真理、教育报国的奉献精神,求真务实、勇于创新的科学精神,持之以恒、勇攀高峰的探索精神,团结协作、淡泊名利的团队精神。当他得知自己当选为中国工程院院士时,只平静地说了一句:“我就是个普普通通的教书匠。”

  他,就是——2009年中国工程院新增院士,我国著名有机化学和药物化学专家,第四军医大学药学系张生勇教授。

  矢志报国,献身祖国医学事业

  是什么样的动力成就了他不平凡的业绩?

  是什么样的信念打造了他平凡人的底色?

  心系祖国、忠诚事业,张生勇教授身上无时不在的这种爱国精神,就是他取得巨大成功而又不失平凡人本色的源泉。

  自上世纪70年代起,张生勇教授先后四次出国,每次均按时回国。1972年至1974年,他被国家派往条件极其艰苦的刚果任教,出色地完成任务。1979年6月,他顺利通过国家考试,进入法国巴黎南大学,师从著名的法兰西科学院院士H.Kagan教授。也就是这次学习,让张生勇与手性催化术结下了不解之缘。

  学习、实验,再学习、再实验。永无止境的科学历练,既历练了人的学识,更历练人的精神。作为国家改革开放后首批留学人员,张生勇非常珍惜每一次历练的机会。他清楚地知道,为了把自己送到这个城市来进修学习,还没有富裕起来的祖国,每年都要预算出一万美元作为助学经费……

  想到这一点,张生勇心痛了。

  在导师带动下,他真正体会到科学所带给他的生命乐趣。在导师身上,他汲取了为事业献身的勇气和力量。张生勇意识到,上帝已经在不经意间开始改变他的命运,而改变命运的直接方式就是把他“嫁给”科学。值得欣慰的是,在上帝悄悄改变他的命运时,张生勇还十分清醒地感觉到,也惟有在化学王国里,才能实现自己的七彩梦想和人生价值。

  1982年3月22日,张生勇顺利通过博士论文答辩,获得博士学位。正当他归心似箭地忙于整理行囊启程回国时,导师不失时机地找到了他。

  原来,三年的相处,刻苦勤奋的张生勇在导师心目中早已留下深刻印象。张生勇的人品与业绩,使H.Kagan教授愈来愈彻底地意识到,不久之后,在化学领域的苍穹上,将会诞生一颗璀璨的明星。

  H.Kagan教授恳切地说:“张,你应该留下来!留在巴黎发展自己的事业!”“无论从哪一方面讲,这里的条件总是比你回去要好很多,也更容易出成果。所以,如果你同意,我十分愿意帮这个忙,让你永远留下来!”

  张生勇默默地望着自己的导师,那一刻,说不清为什么,他的双眼禁不住潮湿了。作为一个学生,张生勇从内心里感谢导师的一片苦心。但是,“作为一个中国学生,当他完成学业的那一天,他不能不回到自己的祖国,这就像每一个赤子一定要回到母亲的身边一样。”张生勇认真地望着导师的眼睛,一字一顿地说,“无论对国家还是对家庭,我觉得我都有一种责任,而这种责任是责无旁贷和不容推辞的。”H.Kagan教授见不能说服于他,只好不无遗憾地转身离去了。

  1993年2月至1994年8月,应导师的邀请,张生勇以访问学者的身份再次赴法进行手性催化反应的合作研究。就在张生勇圆满结束了合作研究的课题,准备回国时,H.Kagan教授恋恋不舍地望了他很久,再一次提到十年前的话题。张生勇坚定地摇了摇头。H.Kagan教授见他依然不改初衷,于是深有感触地问他,难道你真的不知道有那么多人,为了争取来到巴黎定居,绞尽脑汁,几乎想尽了一切办法?张生勇听了这话,淡淡地一笑,说:“他们是他们,我是我,他们并不能代表全部。我是土生土长的中国学着,我的整个生命都是属于中国的,所以我怎么能舍得下养育我的祖国,到异国他乡定居,过舒适安逸的日子呢?先生您难道与我没有同感吗?”说完,张生勇禁不住开心地笑了起来。

  许多人对此不解,留在国外,对他的事业、他的家庭无疑有许多优越,但张生勇却坚定地说,“祖国培养了我,这里是我的家,有我的根。”

  
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  心语:我愿用毕生的精力在黑暗和荆棘中摸索,不为灯红酒绿所诱,不为功名利禄所惑,让后人有所感悟,使科学历久弥新。

  在巴黎,张生勇看到许多到那里留学的中国学生,呆着呆着就留在了那里。更有甚者,有的人为了能够争取留在那里,几乎想尽了一切办法,施尽了一切手段,这样的人和这样的生活,与一个丧失了民族自尊心的乞丐又有什么两样呢?每每看到这些人,他不由自主地就会心生出一种悲哀来。“所以,当时我就想,如果一个民族,一个国家不尽快强大起来,就连那些在国外过着乞丐一般生活的人们,也应该是感到十分难受的……”这样说着说着,张生勇的一双眼睛就会不由自主地湿润起来。此时此刻,他心里想着的,除了要为这个国家做些什么,似乎再也没有别的什么了。

  值得一提的是,两次回国时,张生勇为科室带回了价值数万法郎的仪器和贵重试剂。为节省托运费,他宁肯将自己的西装、皮鞋等送人,却随身带回了27公斤的最新资料、文献和原始实验记录。为了实验室十分稀缺的一台仪器,飞机上他当作宝贝一样,小心翼翼地放在腿上,生怕有一刻不慎把它摔碎在地上。在张生勇的心里,这仪器贵比千金,又重如千斤,把它完好无损地带回家,接下来的许多实验做起来,也就得心应手地省却了许多的时间……

  瞄准前沿,开创手性技术新路

  刚来到四医大时,几乎一无所有的化学教研室,就如同一张空荡荡的白纸,等着他去描图。教研室的十几名老师,除了完成教学任务外,基本不承担科研工作。“要提高教学水平,就一定要在有机化学领域创出一条新路。”张生勇十分清楚,没有科研作支撑的教学等于无源之水,无本之木。他很快提出以教学为基础,以科研促教学,教学与科研双轨发展的学科建设思路。在教研室缺少老师、没有资金、就连最基本的实验设备都不具备的条件下,他带领教研室的同志搞起了科研。没有老师,他东奔西走,到各高校网罗人才;没有仪器,他通过项目合作和成果转化赚来的钱购买仪器设备;没有经费,他积极申报课题,争取国家和省部级自然科学基金的资助。

  手性合成技术当时在国际上是一个刚刚露头的新领域,国内很少有人了解它,研究前景全都是个未知数。在这种情况下,张生勇教授紧紧盯住了手性催化技术研究这一新领域,他坚信,作为化学世界里一个非常年轻而且充满希望的手性合成化学,只要持之以恒坚持下去,就一定能有所突破。

  在他的带领下,化学教研室获得了国家自然科学基金在内的30多项各类基金资助,相继建成了手性合成、药物合成、药物载体研究、药物分析实验等一系列在国内外领先的实验室,经过二十多年的努力,昔日名不见经传的教研室成为教学、科研和成果转化为一体,在国内同领域颇有影响的先进科室。

  人的左右手互为镜影不能重叠,科学上将这种现象称为手性,具有手性的药物被称为手性药物。上世纪60年代曾经造成巨大影响的反应停,是深受孕妇欢迎的一种止吐药。但是,在不到三年的时间里,却造成了12000多例海豹畸形胎儿,波及46个国家,成为医学史上的一大悲剧。悲剧的发生是由于没有除去反应停的左旋体,因为反应停是一种手性药物,分左旋体和右旋体,右旋反应停是止吐药,而左旋反应停却有强烈的致畸作用。目前,世界上使用的化学药物总数大约有1900种,手性药物占50%以上。在200种常见的临床药物中,手性药物多达114种。随着手性药物在生命科学领域用途的越来越广泛,手性药物已成为国际医药业研究的热点。20世纪70年代发展起来的手性催化技术是获得手性药物最先进的方法,但由于构成手性催化剂的手性配体很难合成,从而制约了它的进一步发展。我国在这一领域的研究起步较晚。

  能不能另辟蹊径,用手性技术创出一条新路,是张生勇的一大心愿。他自1979年开始在我国率先开展手性催化技术的药物研究,历时三十余年。经历过无数个不眠之夜,数百次精心试验,建立了两种合成手性膦配体的新方法,解决了膦配体不稳定和合成难的问题,为将手性催化技术用于工业生产奠定了基础。Nobel化学奖获得者Sharpless曾两次引用张生勇的方法,并评价到“张提供了一种从环氧化合物制备手性膦配体的新方法”。张生勇领导的课题组勇于创新、不断突破,在手性催化剂的设计、合成及不对称催化反应的研究领域中取得了一系列国内领先、国际先进的创新性成果,创下了令同行瞩目的5项“首次”:

  首次建立了立体有择的双烯加成反应和手性环氧化合物的开环反应合成手性双膦配体的两种新方法,解决了手性膦配体不稳定、不易批量生产和难以贮存等难题,为将手性催化技术用于工业生产奠定了基础;

  首次合成了16种可回收和重复使用的手性催化剂,并成功地用于烯烃的不对称双羟化反应,为合成有重要用途的手性邻二醇提供了一种新方法;

  首次设计合成了两类15种过渡金属配合物催化剂,在合成手性仲醇的反应中,取得了国内外该领域最好的立体选择性和最高的化学产率;

  首次在我国将手性催化技术用于工业生产右旋苯丙氨酸和左旋苯丙氨酸。

  首次利用手性催化技术,实现了紫杉醇和多烯紫杉醇两种抗癌药的规模生产。

  紫杉醇和多烯紫杉醇作为高效、广谱、低毒的抗癌药物,尤其对肺癌、卵巢癌、宫颈癌和乳腺癌等具有明显疗效。张生勇教授采用先进的手性催化技术,率先在国际上探索出一套简洁、高效、实用的方法。该方法有效地突破了关键步骤在零下40℃反应的温度限制,在常温下即可进行。同时,还使合成步骤由7步减少到3步,时间由4小时缩短到1.5小时,反应产率由75%提高到100%,成本降了三分之二。

  张生勇带领的课题组先后负责国家和省部级29项基金课题,申请国家发明专利8项,授权4项。他的科研成果获得了“国家技术发明三等奖”、“军队科技进步一等奖”、“陕西省科技进步一等奖”和“药物发明奖”。发表论文149篇,其中64篇被SCI和EI收录;53篇论文被他引700多次。由于在科学研究中的突出贡献,2005年,张生勇教授被评为“全国优秀科技工作者”。

  为人师表,成就一代教学名师

  张生勇教授把学生当成自己的孩子,像慈父一样关心爱护着他们。学生第一次实验,他手把手地教,遇到反应不确定性的实验,他都会陪着学生直到凌晨三四点钟完成实验。有机合成反应时的部分有机试剂、副产物、产物都是剧毒物,长期接触对身体危害很大。四氧化锇是一种剧毒、挥发性很强的催化剂,经常要用于各种手性催化发应。每次实验前,张教授都会戴着厚厚的手套,亲自从玻璃器皿中取出少量试剂,尽量让年轻人少接触。

  他又是一个原则性很强、严厉苛刻的“倔老头”。一天晚上,一名学生做完试验后没有收拾就离开了。第二天早晨,张教授看到操作台上一片混乱,双排管里布满了试验残留物,玻璃瓶塞还缺损了一半,十分生气,原本要严厉批评这位学生。后来,他却把批评变成了讲故事。故事说的是,这些实验用的双牌管来自于法国,当时,留学人员为了带回这些易损易碎的玻璃仪器费尽了千辛万苦,像对待“宝贝”似的一直将它抱着放在双腿上,一动不动地坐了十几个小时飞机。当这位学生得知故事的主人是张生勇本人时,非常后悔,从此让他明白了科学来不得半点马虎,做什么事都要踏踏实实。

  张生勇教授十分看重年轻人的长处,总是给他们以热情的帮助。他说:“年轻人是最需要引导的,几句鼓励的话有可能影响他们一生。我在法国留学的几年时间里,学习任务相当繁重,遇到实验不顺的时候,导师总会鼓励我,给我提出宝贵意见,使我不仅没有丧失信心,反而加倍努力,才有了今天的成绩。”

  王全军以高分考取了张教授的硕士研究生后,一度思想松懈,放松了对自己的要求,布置的实验任务总是不能按时完成。对此,张教授并没有责备他,反而更加关心他,还经常到实验室指导他做实验,师生共同讨论问题。一天,王全军正在办公室急着写开题报告,没想到张生勇教授抱着厚厚的一摞书稿走了进来:“全军,这是我多年来收集到的有关手性催化合成资料,有的资料已经很久,你看能不能用得上。”当王全军从张教授手中接过这一摞沉甸甸的资料时,激动得说不出话来。临走时,张教授又反复叮嘱他:“研究过程中有什么问题,咱们随时可以讨论。”望着张教授远去的背影,陷入了深深沉思的王全军暗暗告诫自己,如果我再不努力学习,怎能对得起老师的一片良苦用心啊!

  张生勇将每堂课都作为优化教学效果的一次新的尝试,虽然有的教材他能够倒背如流,还依然坚持每堂课前都要重新备课,编写教案。几十年来,仅《有机化学》这门课他就写了几十本教案。对于刚分来教研室的年轻教员,张教授亲自指导他们备课,听他们试讲,毫无保留地把自己的教学经验传授给他们。他说:“老马识途,老马在前面带路,小马可以少走些弯路。”

  1999年,国家教育部面向全国高校征集国家“十五”规划教材,张生勇获得国家“十五”规划教材医学院校《有机化学》的编写资格。为了书稿早日出版,他白天为学生上课,指导研究生做实验,晚上查阅资料、伏案撰写书稿,常常通宵达旦,彻夜不眠。凭着顽强的毅力和吃苦的精神,一本近60万字的教材终于编写完成。功夫不负有心人,融入了张生勇教授多年教学心得体会的《有机化学实验》和《有机化学》两本教材分别获得了国家教委优秀教材一等奖和二等奖。不仅如此,他还编写了《不对称催化反应》等4部专著,主编和参编了8部教材,字数多达500余万字。

  由于长时间伏案写书,张生勇教授患上了腰椎间盘突出,有时连续几天痛得直不起身来,恰逢那段时间里他几乎每天都有课,为了不耽误学生的课程进度,他将一条宽布带绑在腰间,用来支撑严重变形的腰椎,以缓解疼痛。课堂上,每次要直腰推拉黑板,抬臂书写分子式,都会导致剧烈的疼痛,尽管疼得直冒汗,然而他依旧聚精会神,讲课入木三分,充满了幽默风趣,丝毫看不出一点异样的感觉。就是这样,他一直站着为学生上完了两节课。当回到家时,他双腿已无法站立,瘫倒在沙发上。

  正是这种对事业的无比热爱,对学生的无私关爱,成就了张生勇教授高超的授课艺术。2004年,他被评为“全军优秀教师”;2006年,又被国家教育部授予“国家级教学名师奖”。

  有人说,燃烧的蜡烛,照亮了别人,毁灭了自己。

  张生勇教授却说:“燃烧的蜡烛,既会照亮别人,也会照亮自己。”步入古稀之年的张生勇教授仍孜孜不倦、勤勤恳恳地耕耘在教学第一线。“与学生在一起,让我感到年轻,充满了活力;学生由不懂到懂,接受知识的过程,让我有一种成就感;看到学生灿烂的笑容,听到他们热情的问候,让我感到欣慰和感动”。几句真挚朴实的话语,道出了一位老师的殷殷之情。

  从教40多年来,张生勇教授每年平均完成本专科生和研究生教学任务200多学时,培养出博士、硕士研究生27名。其中,有的学生已经成为科室的学术带头人,有的成为教学科研的骨干,有的成为一颗冉冉升起的新星。

  志远海天宽,惜时业早成

  张生勇教授的生活很简朴,活动范围仅局限于从家、实验室、教研室、教室的几百米距离。他每天除了吃饭、睡觉外,其余时间都是在教研室搞研究、带学生。从来没有节假日,甚至大年三十,他都是在实验室、办公室工作。他的同事和学生都说:“教研室就是张教授的家。”一些年轻人很不理解:“都那么大年纪了,还拼命工作图个啥?”他有自己的理由:人生在世,应当有所作为。国家培养我们不容易,滴水之恩当以涌泉相报,在身体条件允许的情况下,我们必须为国家为社会多做点事。他对年轻教员和学生说:我有三个优势,第一是“年龄优势”,年龄大,有阅历,也积累了些经验;第二是家庭优势,上下老少都没有牵挂;第三是经济优势,现在的收入足够我们老俩口过好平淡的生活。

  张生勇说,人应该有种执著的精神,给自己定目标,坚持奋斗下去,这样人的精神面貌就会和他人不一样,“但是现在一些年轻人有些浮躁,做学问首先要耐得住寂寞,能坐冷板凳才能成功,坚持下去才会有收获”。

  个性含蓄内敛,清心寡欲的张生勇教授,对名利异常淡泊。申报成果时总是更多地考虑别人,不管合作者多么年轻,也不管贡献大小,只要参与了课题研究,他都会想尽办法把他们的名字写上去。2005年,张生勇教授成为军队系统“中国工程院院士”候选人,如今光荣当选中国工程院院士。回首院士遴选的过程,张生勇说:“能不能评上不重要,重要的是通过这次申报答辩,认识了许多德高望重、学术造诣深的专家,我从他们身上学到了很多宝贵的东西。”简单朴素的几句话里,蕴涵着深刻而丰富的哲理。

  竹因虚受益,松以静延年。被授予院士荣誉称号的前几天,张生勇刚刚过完70岁生日。得知这一喜讯,同事和学生纷纷向他表示祝贺,张生勇的家人却没有进行特别的庆祝。张生勇说:“还是和平常一样,家人聚餐也还是咸菜稀饭,口味清淡。儿子、儿媳、孙子坐在一起,大家也没有喝酒。”

  “名利烟云淡如水,事业千秋重于山”,这正是张生勇教授的真实写照。他在接受媒体采访时说,“世无英雄,遂使竖子成名。如果院士是荣誉的话,让我更加感到责任与压力。”当选院士以后,张生勇教授的生活一如既往,依然以他永不停歇的脚步,往返于办公室、实验室和教室之间……

  【张生勇院士成长感言】

  1939年11月,我出生在渭河岸边的一个普通农民家里,那是一个动荡不安的年代,自幼就深刻地体会到科技对一个国家的强盛、一个民族的兴盛是多么的重要。

  几十年的从教经验使我深深地认识到,大学教师是“长工”。十年树木,百年育人。没有经过长期的学习、磨炼和创造,很难想象会成为一名优秀的大学教师。只有那些甘作“长工”的教师,只有那些舍得把大量时间花在工作上的教师,才可能在大学的神圣讲坛上用心去影响学生,才可能在科学的神圣殿堂里创造知识。

  大学教师是“苦工”。要达到影响和引导学生吸取知识、健康成长的目的,是一件很不容易的“苦差事”。只有那些甘为事业吃苦,甘为学生受苦,甘为科学尝苦,甘为人梯的大学教师,才能在前进的道路上不为灯红酒绿所诱,不为功名利禄所惑,不为艰难困苦所绊,才能尝到做“苦工”的“甜头”。

  大学教师是“美工”。塑人探物,美在其中。当我看到自己的学生学有所成,当我在前人未及的科学寰宇信马由缰,我能够真正地体会到自己的价值所在,体会到科学恩赐予我的酣畅与自由。让人更美,让世界更美,这是大学教师穷其一生的美好事业。

  我觉得人生在世,应当有所作为。国家培养我们不容易,滴水之恩当涌泉相报,在身体条件允许的情况下,我们必须为国家为社会多做点事。人生是短暂的,事业是无限的。我愿用毕生的精力追求我热爱的事业,让后人有所感悟,让科学历久弥新。

  
 
 
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