高校老师如何提高科研能力（以精心科研用耐心育人）

高校老师如何提高科研能力（以精心科研用耐心育人）“目前两个项目进展顺利，并取得了阶段性的研究成果，相信在不久的将来就可以将这些研究成果与大家分享。”王斌教授说。据了解，王斌教授在仿生催化氧化和反应机理的研究领域取得了多项重要成果：四价钴-氧配合物Co(IV)−O的首次完整谱学表征、非血红素高自旋三价铁-酰基过氧配合物Fe(III)-OO(CO)R的捕获、非血红素高自旋三价铁-亚碘酰苯加合物Fe(III)-OIAr的光谱表征及其反应动力学。王斌教授目前主持一项国家自然科学基金面上项目“非血红素Ni(IV)-O 的合成、谱学表征及反应性能研究”和山东省自然科学基金面上项目“高价金属-氧中间体导向的以水和氧气为共氧源的氧化反应研究”。在国外，仿生催化氧化的研究趋向于如何利用廉价的过渡金属，比如铁、锰等金属，利用空气中的氧气作为氧化剂来进行选择性的氧化反应。为什么做仿生催化？据王斌教授说，以氧气为氧源，在绝对温和、绿色的反应条件下，自然界中的金

王斌，男，1983年生于山东莱芜，理学博士，泰山学者青年专家，济南大学化学化工学院教授，博士生导师。

当走进济南大学化学化工学院见到王斌教授时，他正在实验室认真地指导着学生做实验。自两年前全职加入济南大学后，王斌教授的时间定在了三点一线：家、实验室和课堂，无论六月酷暑，三九严寒，始终如一。

俯身科研攻关，致力仿生催化

“我的研究领域是生物无机化学，在国内是化学领域的一个小型研究方向，是个交叉学科，涉及到无机化学、有机化学和物理化学，我具体研究仿生催化。”据王斌教授说，仿生催化，即利用模型化合物模拟金属酶的功能进行催化反应。一方面，底物及反应条件容易控制，形成的中间体结构相对简单，容易被捕获从而进行光谱表征、反应性和动力学研究，因而可用于探索酶催化反应机理。另一方面，对模型化合物的反应活性与配体电子效应和立体效应的系统性研究将为高效实用的仿生催化剂的设计提供指导。

在国外，仿生催化氧化的研究趋向于如何利用廉价的过渡金属，比如铁、锰等金属，利用空气中的氧气作为氧化剂来进行选择性的氧化反应。

为什么做仿生催化？据王斌教授说，以氧气为氧源，在绝对温和、绿色的反应条件下，自然界中的金属酶可以催化惰性C−H羟基化和卤化、芳环羟化、烯烃环氧化和双羟化等多种氧化反应。然而，金属酶催化对氧化环境非常敏感，容易变质而失去催化活性。因此，惰性碳氢化合物氧化的酶催化工业不能实现。当我们遇到很多想法无法付诸实施或者人类无法解决的问题时，这时候就应该回归自然界，试图从自然界中得到一些启发。

要研究仿生催化，就需要充分认识和了解酶催化的反应机理。但是，目前为止，很多酶催化氧化的反应机理是不清楚的，这就需要我们设计合成一些小分子的金属配合物作为酶的模型化合物，而这些小分子的金属配合物研究起来相对简单，可以通过化学手段进行捕获、通过光谱的表征对其结构进行表征、进而通过反应动力学来研究酶催化的反应机制。

据了解，王斌教授在仿生催化氧化和反应机理的研究领域取得了多项重要成果：四价钴-氧配合物Co(IV)−O的首次完整谱学表征、非血红素高自旋三价铁-酰基过氧配合物Fe(III)-OO(CO)R的捕获、非血红素高自旋三价铁-亚碘酰苯加合物Fe(III)-OIAr的光谱表征及其反应动力学。王斌教授目前主持一项国家自然科学基金面上项目“非血红素Ni(IV)-O 的合成、谱学表征及反应性能研究”和山东省自然科学基金面上项目“高价金属-氧中间体导向的以水和氧气为共氧源的氧化反应研究”。

“目前两个项目进展顺利，并取得了阶段性的研究成果，相信在不久的将来就可以将这些研究成果与大家分享。”王斌教授说。

深挖科研潜力，实现旧药新生

2018年初，王斌教授受邀参加山东省青年创新人才协会成立大会，会上王斌教授对新旧动能转换有了新的认识。“新产业体系的建立并不意味着旧产业体系的淘汰，而是利用新的科技手段提升落后产能，让产业产品更新换代升级，增加生产效益。”王斌教授说。

对于王斌教授来说，在仿生催化领域已深耕多年，积累了丰富的科研和实践经验。“刚来到济南大学时，实验设备尚不完备，课题组成员也少之又少，基于现实情况，我们开展了对农药‘茚虫威’的关键中间体的催化不对称合成研究”王斌教授说。

据了解，农药“茚虫威”由美国杜邦公司开发，其产品销量和市场份额占比较大。茚虫威的药效作用机制是通过阻断害虫的钠离子通道，使害虫产生厌食情绪，短时间内丧失繁殖能力和生命体征而死亡。

“茚虫威是一种手性农药，目前市场上茚虫威的光学纯度大约在70%，其剩余的30%异构体是否对害虫有药效作用目前还不清楚。”在王斌教授的带领下，科研团队进行方案设想和攻关，首先设想剩余30%的茚虫威对害虫没有药效作用，那么是否会对环境造成破坏？第二，即使没有副作用，在药物降解的过程中，也会对环境产生负担。因此，王斌教授最终选择以提高手性农药茚虫威的光学纯度为攻关方向，而关键中间体的最直接的合成方法则是通过不对称催化羟化的方法。

“经过长期的科研攻关，我们目前开发了一种金属锆配合物催化的不对称α-羟化反应，对于目标产物，可以获得高达99%的产率和99%的光学纯度。”王斌教授说，“通过提高光学纯度来提高农药的品质，从而降低用药的剂量，同时避免非药效成分对环境的负担，实现药物效用最大化。”

“目前，京博农化科技有限公司与我们科研团队已达成初步合作意向，我们相信在接下来的深入合作中，继续科研攻关，使茚虫威这种‘旧药’实现‘新生’，使更高效、更环保的农药惠及三农，以科技的力量推动新旧动能转换工程。”

在试错中科研，在实验中育人

“化学是自然科学，是一门以实验为基础的科学，‘Chemistry’分开解读就是 ‘chem is try’，也就意味着化学要多尝试，只有在多次的尝试中才能获得新的发现。”王斌教授说。

“在化学实验中，要善于观察和考虑每个细节，溶剂、温度、添加剂等，每一个小小的因素，都可能导致实验结果的截然不同。”王斌教授说，“在实验中，有了新的想法，即使当时做不出来，也不要轻言放弃，也许在下一次就能成功。不可畏首畏尾，去做就是了。在科研中，要善于总结得失，汲取成功的经验，牢记失败的教训，只有在试错中，科研工作才能不断向前。”

在国外留学工作期间，导师教导王斌，做学问要“try to be an honest man”，这个“honest”是“踏实”之意，做实验要踏踏实实；然后“try to be a good man”，这个“good”是“frank”和“open”坦白之意，要实事求是、恪守科研道德、大胆地与同事和导师阐述自己的想法；进而“try to be a good scientist”做好自己的科研，做一个引领时代的科学家。

导师的教导，也深深地影响着自己培养人才的方式。王斌教授教导学生多问几个“为什么”，他不仅仅看重学生实验的结果，更看重“为什么”，知道了“为什么”，才能更好地提出解决问题的办法。“王老师经常教导我们做事要踏实，从最小的事情做起，只有把一个个小实验做好，才能完成大科研。”一位在读硕士研究生说，“不管我们在实验中遇到什么样的问题，有多少‘为什么’，王老师总会耐心为我们答疑解惑。”

据王斌教授说，他所带研究生，在本科阶段做科研的机会较少，所以进入实验室后，他要求他们从小实验开始做起，通过小事使其快速成长起来，同时多鼓励，让他们更有自信，这样他们才能做得越来越好。

“他们研一时，一般下课后来实验室做实验，比其他导师的研究生更辛苦。除了必要的休息时间，我全部待在实验室里看论文、写文章、做实验，即使周末假期也会在实验室，在实验室与学生一起做实验，陪着他们学习，见证他们的成长。”