用催化“钥匙”打开产业之门

中国科学院上海有机化学研究所（以下简称“研究所”）的实验室里，中国科学院院士、该所研究员马大为正俯身调试反应参数，他面前的实验记录上写满了催化剂优化数据。从青春韶华到鬓染微霜，这位有机化学家在实验室的方寸间，用一次次突破性发现，为我国医药化工事业筑牢根基。在日前举行的上海市科学技术奖励大会上，他获得上海市科技功臣奖。

图为马大为（左五）和学生在实验室的合影。受访者供图

破解应用困局

1994年，完成博士后研究的马大为入职研究所，将有机化学与生命科学的交叉领域作为研究方向。

时间一晃来到1998年夏。酷暑中的上海异常闷热，35岁的马大为在狭小的实验室里，盯着仪器，目光随数据移动。突然，一组异常的数据让他眼前一亮。实验中加入的一类氨基酸分子，原本只是作为铜源催化剂的配体，却让反应有了意想不到的变化。“原本缓慢的反应速率明显加快，试管里析出的产物纯度，远超出预期。”马大为说。当时，他立刻停下手中的操作，反复核对数据。

这个意外的发现，恰好破解了乌尔曼反应的应用难题。乌尔曼反应是有机合成化学中构建碳—氮、碳—氧等化学键的“基石”。可它的“脾气”却十分古怪，只能在高温强碱环境下进行，还得用大量催化剂。“这些苛刻的条件像一扇铁门，把它的应用限制在实验室里，难以走进工业生产。”他说。

马大为的这一发现，就像一把“钥匙”，轻松打开了这扇铁门。有了氨基酸分子，乌尔曼反应在相对温和的条件下就能高效进行，反应产率得到大幅提升。这个足以改写教科书的成果，很快引起国际同行的关注，他们将其命名为“乌尔曼-马氏反应”。直至今日，该反应仍被广泛应用于新药研发。

开启十年攻关

“氨基酸分子作为第一代催化剂，虽使经典乌尔曼反应能在相对温和的条件下进行，但使用成本较高。”马大为回忆道，他在一线调研中发现，企业利用其进行大规模生产时，成本控制难度较大。这让他决心启动新一轮攻关。

2005年，他开始带领学生升级第一代催化剂。可谁也没想到，这场饱坚竟持续了整整10年。

10年间，马大为所在实验室的灯常常彻夜亮着，试管里的溶液反复经历“溶解—反应—沉淀”的循环，数据曲线却一次次停留在不理想的区间。“三五年出不了成果是常态。”马大为这样安慰受挫的学生。团队中一批人带着遗憾毕业，又一批人怀揣希望加入，研究在师生接力中艰难进行，可马大为坚信“方向正确，坚持就有曙光”。

2015年盛夏，实验室的闷热被一声兴奋的呼喊声打破。“老师，结果重复出来了！”一位刚入学的研究生举着报告冲进马大为的办公室。这位学生发现，草酰二胺分子的催化活性远超第一代催化剂氨基酸分子，仅需少量就能让反应高效进行，大幅降低了催化剂的使用成本。马大为当即拍板：“暑假取消，全力攻坚。”

整个暑假，实验室灯火通明，马大为和学生们连轴转，经过400余次试验，研发出高效稳定的第二代催化剂。

在第二代催化剂实现产业化应用的同时，马大为开始尝试研制第三代催化剂。他相信，催化技术的迭代没有终点，只有持续突破，才能为产业发展提供支撑。

坚守科研初心

马大为认为，科研的传承与创新同样重要。科研之余，他把大量时间用在教书育人上。“做科研要选真正有价值的问题，哪怕过程艰辛也要坚持。”他常对学生们说。

在马大为的实验室里，勇于创新的氛围，让一批又一批优秀的科研人才崭露头角。“我从不给学生设限，而是引导他们关注国家需求和行业痛点，在自由探索中寻找方向。”他说。

从实验设计到数据解读，从论文撰写到成果转化，他都倾囊相授。他培养的学生中，不少已成为高校、科研院所的科研骨干，在有机化学、医药研发等领域书写创新故事。

如今，马大为获得了国家自然科学奖二等奖、上海市科技进步奖一等奖、未来科学大奖等诸多奖项，但他依然保持谦逊低调。“我只是做了该做的事。能获得这些荣誉，离不开团队的努力，更离不开国家和社会的支持。”他说。

“科研要服务国家，要为民所用。”这句朴实的话，是马大为科研生涯的真实写照。他用数十年的坚守与创新，诠释着科学家的责任与担当。实验室的灯光依旧每天为他亮起，在有机化学的漫漫征途中，他的前行之路，仍在延伸。