聚焦有機硅科教融合 “躬親與共”培養高層次人才

■ 楊雪敏 郭彬 王心悅

有機硅化學是元素有機化學的一個重要分支，開拓有機硅化合物在有機催化和綠色化學領域的應用將為有機硅化學學科注入新的活力。杭州師范大學材料與化學化工學院有機硅化學及材料技術教育部重點實驗室徐利文教授團隊基于有機硅化學及材料和催化合成方面深厚的積累，帶領研究生及青年教師圍繞不對稱催化合成及有機硅化學、均相催化及有機硅新材料等方面開展系統性研究工作，聚焦有機硅化學及材料前沿，創制了以 Ar-BINMOLs 及其衍生配體和 Xing-Phos 為典型代表的四類新骨架手性膦配體，發展了多種多功能多活性中心催化活化新策略和多類復合型協同催化體系，成功高效構建了硅-碳鍵手性官能化新型化合物庫。

作為杭州師范大學研究生院院長，徐利文教授攜手科研團隊在以手性新配體創制為核心的新催化體系構建以及手性硅烷等方面均取得一系列重要進展。目前，以通訊作者（含共同通訊作者）發表論文200 余篇，獲授權中國發明專利23 件，4 類手性配體先后被兩家試劑公司進行商業化推廣。先后獲浙江省自然科學獎、杭州市科技進步獎等獎勵5 項，2021 年入選浙江省“高層次人才特殊支持計劃”杰出人才，2023 年獲中國氟硅協會杰出成就獎。

第五屆有機硅錢江論壇暨“勤慎論道”大講壇

利用絡合催化新模式創制新骨架手性配體

手性配體的創制與應用是推動不對稱催化化學發展的核心驅動力。為突破傳統金屬催化體系中手性微反應環境控制不夠精準的局限性，借鑒多個活性位點、亞位點或非共價鍵活化的生物催化思路，徐利文教授帶領科研團隊利用多手性中心配體主導的絡合催化新模式，自主創制 出Ar-BINMOL、Xing-Phos、HZNU-Phos、Fei-Phos 四 種 兩 大類兼具多位點協同活化作用的原創性新骨架膦配體，并被同行認可和采用，稱之為“徐氏配體”。以兼具軸手性和點手性中心為特色，可與主族和過渡金屬元素構成具廣譜性絡合活化能力的新型不對稱催化體系，在30余個碳系和硅系不對稱催化反應體系中表現出卓越的催化性能，實現了數百種多手性中心雜環、季碳以及硅手性中心等新物質的催化構建。相關成果被國內外同行跟蹤采納十余次并獲諾貝爾獎獲得者Feringa 教授等國內外知名專家高度評價，多項科研工作被國內外媒體專題報道。相關科研成果在《德國應用化學》等權威期刊發表SCI 論文47 篇，并獲國內外同行高度關注和評價。

構建硅手性中心官能化手性硅烷的新方法新策略

有機硅化合物是合成化學中不可缺少的組成部分之一，已廣泛應用于工農化學品、生物活性分子和含硅聚合物以及功能材料的合成。特別是具有硅立體中心的手性有機硅化合物的催化不對稱合成，近年來越來越受到關注。然而，由于自然界中沒有與硅相關的手性來源，因此合成含有硅立體中心的手性有機硅化合物被認為是近幾十年來最具挑戰性和被不斷研究的問題之一。

如何利用手性配體來改善硅基不對稱催化合成反應中涉硅化學鍵的反應活性和立體選擇性控制是研究手性合成化學的關鍵。徐利文教授團隊從自主創制的新骨架手性配體及其手性催化劑的二級結構優化出發，提出了“非等價配位作用”和多手性中心、多活性位點梯度協同增效的配體二級調控新模式，建立了“配體手性口袋”定向活化Si-C 鍵斷裂或構建的新途徑，并通過多維度“硅效應”在提升合成效率和立體選擇性上的精準調控，通過去對稱化策略、動態動力學不對稱硅氫加成反應以及多維度“硅效應”精準調控手性合成反應新思路等合成方法，創新地實現了硅手性中心官能化手性硅烷的高效構建，實現了手性硅雜環、含硅高分子等新物質新材料的催化合成，解決了困擾多年的硅手性中心與官能團兼容性難題。相關科研成果在《德國應用化學》等權威期刊發表SCI 論文50 余篇，獲得浙江省自然科學獎二等獎、三等獎各一項。

面向科教融合的國家需求，構建“躬親與共”科技創新的拔尖人才培養新模式

在服務國家需求的同時，徐利文教授深刻感受到科教融合的重要性，“一個都不能少，一個都不能掉隊”，這是徐利文教授團隊近二十年秉承的研究生教育基本理念，并在“躬親與共”的科教融合過程中，提出并踐行“4I·2A 式”多維度拔尖創新能力導向的化學類研究生培養模式，把每個學生都當作“郭靖式”重點人物來培養。通過多導師協同參與，激發研究生“郭靖式”非同一般的耐力和對科研的求知欲，吸收團隊各個導師的真傳，從而將學生打造成為“郭靖式”科研強者。團隊自成立以來，一直秉承著“一個都不能少”的愛心教育理念，因材施教，將每一位學生培養成才，成為一個個“郭靖式”高質量人才，為社會、國家輸出有機硅方面的專業人才。

徐利文教授指導學生開展科研工作

徐利文教授團隊通過實施多導師制“躬親與共”的科教融合型團隊聯合培養模式，著重圍繞學術研究和社會需求等多維創新能力進行培養，推動研究團隊取得了一系列研究成果，通過課題支持培養的研究生在學術創新等方面的能力得到大幅提升。近20 年來，培養了具有獨立科研能力、綜合素質較高的碩士研究生100 余名 ，先后有30 余名畢業生赴國內外深造讀博，占研究生總數35%以上，其中赴國外讀博占讀博總數的90%以上。研究生以第一作者在《自然-通訊》《德國應用化學》《化學通訊》等國際學術期刊發表論文近200篇，獲得授權專利21 項 ，入選浙江省百篇優秀碩士論文5篇，這得益于“多導師制”科教融合型培養模式。與此同時，面向能源、環境、材料、生命科學、國防等諸多領域的不同需求，課題組為有機硅行業的企事業單位及大型化工企業等輸送專業人才70 余名。有機硅相關特色學科的畢業生在新型有機硅產品研制中發揮重要作用，研究生就業率達100%，用人單位對課題組的畢業生具備的多維創新能力給予了高度肯定。同時，通過科教融合工作所取得的技術成果輻射到有機硅行業，助力有關企業經濟效益提升，有力推動了有機硅實驗室的發展。