姜雪峰：做“綠色”硫化學

應琛

今年的諾貝爾化學獎授予了美國科學家卡羅琳·貝爾托齊、卡爾·巴里·夏普利斯和丹麥科學家莫滕·梅爾達爾，理由是他們在發展點擊化學和生物正交化學方面的貢獻。

點擊化學，是通過不同分子單元的鏈接來獲得分子多樣性的高效手段，已在合成化學、藥物化學、化學生物學和材料化學等領域展現出巨大應用前景。例如，藥物開發中常用的抗體偶聯藥物、小分子偶聯藥物和蛋白水解靶向嵌合體等技術，都需要鏈接化學的支撐。

不久前，華東師范大學化學與分子工程學院姜雪峰教授的研究，突破了分子間氫轉移驅動的未活化烯烴C（sp3）-SuFEx鏈接存在的挑戰，為藥物分子之間的C-SuFEx鏈接提供了有力工具，相關成果發表在權威學術期刊《自然-合成》和《德國應用化學》上。

1980年出生的姜雪峰現在有眾多學術認可，主要從事新方法導向復雜生理活性天然產物全合成研究，同時致力于發展綠色的、環境友好及可持續發展的硫化學研究。2019年，他還被國際化學權威組織IUPAC評選為“全球青年化學家元素周期表硫元素代表”。

《新民周刊》記者見到姜雪峰的那天他剛談完一項合作，而采訪完后，他又要馬不停蹄地開團隊的線上會議。他的生活里仿佛沒有周末與節假日的概念。

“近代文明以來，衣食住用行所有的東西都與化學的創造緊密相關。”姜雪峰說，在化學和其它學科的交叉領域，化學合成處于基礎核心地位，其本質是一門強大的創造工具，“基礎科學最大的魅力就在于幫助人類建立工具箱，用來解決不同領域的不同需求”。

為什么選擇研究硫？姜雪峰說，自己的標準有兩個：一是要對人類發展有價值；二是本身要很難，“最難的東西才能體現出創新的價值，以及去突破它、攀登它的意義”。

聽上去有些“凡爾賽”，但或許這就是身為科學家最樸素的回答。“我的研究對象既有產業應用價值，又有科學瓶頸難度，當難題一旦突破，我們不但會在科學理論上為大家建立起理論框架和指導啟發，還會對國計民生、產業發展，乃至社會的進步都帶來重要的影響。”

而硫元素恰恰符合這兩點。一方面，硫化學對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、磷元素一道構成了人體中六種最為重要的常見元素，在核酸和蛋白質分子形成、血氧傳輸、人體能量代謝等大量生命現象中的生化反應中充當了還原氧化和傳導穩定的媒介。

華東師范大學化學與分子工程學院姜雪峰教授。

“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500億個空氣分子中，只要有一個乙硫醇分子，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，常見的呼吸系統疾病、心血管疾病、腐蝕建筑表面的酸雨都與它有關。我國每年的二氧化硫排放量約2500萬噸，被轉化利用的只有約41萬噸，使用量僅為排放量的1.6%。

專門系統性研究硫化學的研究小組非常少。姜雪峰決定，帶領團隊迎難而上。“不過，起初有一個原則，己所不欲勿施于人。如果我不喜歡做有臭味的東西，我的學生怎么會喜歡？最初的想法就是簡單的先做不臭的硫化學，讓我的學生愿意探索硫化學。”姜雪峰的目標并不復雜，首先解決硫的臭味，然后發展綠色硫化學，讓它物盡其用。

姜雪峰團隊創造性地提出了“面具策略”，運用“從無機硫向有機硫”轉化的理念，從無機鹽里尋找帶有“面具”的硫源，來解決硫的惡臭、毒化、易氧化的不穩定性等問題。

通過多年的努力，姜雪峰團隊創造性地提出了“面具策略”，運用“從無機硫向有機硫”轉化的理念，從無機鹽里尋找帶有“面具”的硫源，來解決硫的惡臭、毒化、易氧化的不穩定性等問題。簡而言之，就是用別的原子暫時圍住硫原子，仿佛戴上面具一樣。

“通過面具上的一些功能，我們還能來調節硫的不同的功能，就為硫帶來了千變萬化。”姜雪峰用這一思路也突破了二硫體系、三硫體系、多硫體系、高價硫體系，實現了獨特的解決方案建立，構建起了國際認可的3S（Smelless/Stable/Sustainable）綠色硫合成化學。

姜雪峰自詡“硫分子工程師”，運用掌握的硫化學技術建立起了一套完備的硫化學工具箱，并不斷迭代和進化，這樣才能夠剪裁出更精確、更有效的分子，應用到各個領域——可以用于研究開發保障人類健康的藥物；可以用于有機發光材料電子產品硬件的開發；可以用于電池、汽車乃至航空航天的能源動力儲存與轉化；在精細化學品的創制方面，還能做出人們喜聞樂道的香水、浴液、化妝品……

姜雪峰認為，任何學科發展到最后一定會和其他學科交叉，“這并不是刻意為之，而是因為人類所面臨的問題的復雜度，沒有一樣是可以用單一學科來解決的”。

姜雪峰從小鐵了心要讀化學，部分原因是受成長環境的影響。化工是蘭州的龍頭產業之一，他的家人都從事相關工作。更主要的則是化學老師魔術師般的演示：“搖一搖瓶子，溶液就變成紅色；再往里添加一滴試劑，它又變成藍色。就像《藍精靈》里的格格巫一樣，簡直Magic！”這些神奇的實驗，激發了姜雪峰探究未知的好奇心。

“一個人最幸福的事，就是選擇喜歡的事情作為職業。喜歡了，就不會抱怨，反而樂在其中。”姜雪峰想要學習有機化學最前沿的知識，為此他選擇了上海有機所攻讀碩士和博士，之后又選擇在加州圣地亞哥的斯克利普斯（Scripps）研究所繼續做博士后研究；為了研究綠色化學，他毅然放棄企業高薪待遇，回到學校。

一講到化學，姜雪峰便滔滔不絕，即使面對文科生的記者，他仍然很耐心地解釋著理論與實驗的細節，盡可能深入淺出地表述這些對于非化學專業的人來講如同天書的內容。

近年來，姜雪峰一直致力于化學科普。上過百家講壇，在抖音開過直播，從化學到人生，姜雪峰的科普講得通俗又有趣。

在姜雪峰看來，科學的飛速發展會使國家競爭力顯著增強，而科學知識的普及更將帶動全民素質和人民生活品質的提升，“讓更多青少年愛上科學，是未來國家科技競爭力的一個很重要的環節”。

姜雪峰曾建言，對于科技人才的考核，應該增加一個權重——科普貢獻的大小。“科普成為科學家自覺的擔當，才能很好地在全社會形成一種崇尚科學素養和科學精神的氛圍。”