人物简介:
刘小华,四川大学化学学院教授、博士生导师,在湖北师范学院获理学学士学位,在四川大学获硕士和博士学位。发表论文61篇,参与编写学术专著4章节,在国内外学术会议上做邀请报告12次。
2011年,刘小华获教育部新世纪优秀人才支持计划资助,2012年获国家优秀青年科学基金资助,2015年享国务院政府特殊津贴,2016年获国家杰出青年科学基金资助,她以第二完成人获国家自然科学奖二等奖和教育部自然科学奖一等奖,获Thieme Chemistry Journals Award 2013。获国家杰出青年科学基金、优秀青年基金、青年拔尖人才、教育部新世纪优秀人才等资助。2019年,又获评第十五届中国青年女科学家奖,获得第六届中国化学会—英国皇家化学会青年化学奖、全国性基金奖励霍英东青年教师奖等殊荣。

从事“天使与魔鬼”研究的青年科学家
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。对于大多数人来说,惯用右手或左手只是一种个人习惯,无伤大雅。可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。
走少有人走的路
探索“天使与魔鬼”的秘密
刘小华主要从事催化有机合成化学方面的研究,涉及手性催化剂的设计合成、高效不对称催化反应以及手性药物分子的合成等。“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’的差别。”
20世纪60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。这一副作用已经导致全球至少1.2万名“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。”刘小华介绍道。
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。随着人们对手性药物的研究越发深入,尤其是2001年诺贝尔化学奖授予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2015年已达4000亿美元。另有数据表明,世界上在研的1200种新药中有820种是手性药,整体占比约七成。
“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。”刘小华说,“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。”
刘小华和她的团队选择的突破口是胍。而此前,胍是大多数科学家不愿研究去的基因。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。”
“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。”刘小华坦言,
利用发展的不对称催化方法,刘小华教授与其团队高效高选择性地合成了一些重要用途手性药物分子和生物活性分子,如抗疟疾和抗高血压活性的2,3-二氢喹啉酮、蛋白酶体抑制活性的丁内酰胺、治疗老年痴呆症药物Coerulescine、治疗青光眼药物毒扁豆碱Physostigmine,普瑞巴林、帕罗西汀以及具有抗棉花细菌病原体活性的天然产物Lacinilene、Salacin等。
女科学家若要达到同样的科研高度
比男性付出和牺牲更多
有学者表示对“女科学家”这种称呼的反感。但刘小华老师却并不介意别人这样称呼自己。相反,她还认为这是大家对自己取得的成果的认可。
“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。”
据刘小华老师介绍,依照统一安排, 她所在的研究室,无论教师还是学生,都坚持每周工作六天,早上8点多就进入实验室开始工作,一直持续到晚上10点多。“你们不用惊讶,对于很多研究室来说,这就是常态。”面对吃惊的记者,刘老师补充道。“其实主要是在这其中能找到快乐。”对于繁重的工作,刘老师说主要是因为兴趣。兴趣与责任感让她能够沉浸于自己所做的研究之中。因为先生也在川大任教,刘老师得到了家庭方面对她研究工作的理解和支持。
出于对实验安全和效率的考虑,刘老师所在的课题组允许有午休时间,而这在国内同类研究机构里,并不多见。每天中午吃饭和休息时间,也就成了刘老师工作日中为数不多的放松时段,她会充分利用往返路。上的时段,做一点必要的运动。
也许是受到自身专业的常年熏陶,除了对时间的充分规划和利用,对科学非常严谨的态度也延续到了刘小华老师的日常生活。“生活中也是一-样,看场合,开玩笑可以,但该严谨的时候一定要严谨, 不能误导别人。”
幸运的是,刘小华的丈夫也在四川大学任教,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。”
“也许靠的就是热爱和坚持吧。”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。
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。
勤勤勉科研反哺教学
“逼”着学生思考、实践、提高
在科研上,她选择了少有人走的路,研究旁人不太愿意碰的领域;在生活中,她的爱好异常简单,短暂放松已觉足,常年置身复杂的研究中,也不觉得无趣;而在教学上,她坦言自己是严厉的老师,经常“逼”着学生去思考、去实践、去提高。
2016年刘小华曾在四川大学研究生入学典礼上作为导师致辞代表。她认为,在本、硕、博三个阶段,学生的主要任务是存在差异的。对本科生来说,最主要的是将基础知识打好,对所学的内容需要有兴趣、有激情;到了研究生阶段,需要有学习和解决问题的能力;而博士阶段,就必须要有独立发现并解决问题的能力。“如果一个博士生到毕业时都没有独立发现、思考以及解决问题的能力,那就是失败的。”
在谈到对学生的培养时,刘小华说,由于课题组对于学生的要求比较高,“学生们在来之前自己心里都会揣摩一下。”受她指导的学生都表示,刘老师的要求非常严格“刘老师要求我们做到‘智慧,勤奋,诚信,自信’,力争成为国家栋梁和社会精英。”
无论实验如何紧张,刘小华也始终专注教育事业,以培养专业科研人员和国家高新技术的栋梁为己任。针对目前国内“有机立体化学”教材匮乏和知识陈旧的问题,她组织开展有关“有机立体化学”教材和不对称合成发展方面学术专著的编写。同时,结合科研工作促进教学水平的提高,不断将最新的研究成果融入第一线的教学之中。
她几乎常常都是“五加二”、“白加黑”的工作状态,以自己的实际行动教育和影响学生。她所在的课题组在周一到周五进行研究工作,每周六的时候会召开组会。除了强调实验室安全等之外,还会在组会中,要求学生对自己近期的研究工作和最新文献进行汇报,以此培养学生的交流表达能力。她说:“我觉得大部分学生需要‘逼’,push(推)他们去做、去想,才会有更多提高。‘逼’是为了激发他们的潜力,使他们更有能力和担当。”
多年来,刘小华积极鼓励和指导本科生参与大学生科研训练项目,培养学生的实践能力、和创新能力,已独立指导和培养硕士研究生6人,博士研究生4人,协助指导的研究生有4人入选青年千人计划,4人获德国洪堡奖学金。
四川新闻网首页