聚焦有机硅科教融合 “躬亲与共”培养高层次人才

■ 杨雪敏 郭彬 王心悦

有机硅化学是元素有机化学的一个重要分支，开拓有机硅化合物在有机催化和绿色化学领域的应用将为有机硅化学学科注入新的活力。杭州师范大学材料与化学化工学院有机硅化学及材料技术教育部重点实验室徐利文教授团队基于有机硅化学及材料和催化合成方面深厚的积累，带领研究生及青年教师围绕不对称催化合成及有机硅化学、均相催化及有机硅新材料等方面开展系统性研究工作，聚焦有机硅化学及材料前沿，创制了以 Ar-BINMOLs 及其衍生配体和 Xing-Phos 为典型代表的四类新骨架手性膦配体，发展了多种多功能多活性中心催化活化新策略和多类复合型协同催化体系，成功高效构建了硅-碳键手性官能化新型化合物库。

作为杭州师范大学研究生院院长，徐利文教授携手科研团队在以手性新配体创制为核心的新催化体系构建以及手性硅烷等方面均取得一系列重要进展。目前，以通讯作者（含共同通讯作者）发表论文200 余篇，获授权中国发明专利23 件，4 类手性配体先后被两家试剂公司进行商业化推广。先后获浙江省自然科学奖、杭州市科技进步奖等奖励5 项，2021 年入选浙江省“高层次人才特殊支持计划”杰出人才，2023 年获中国氟硅协会杰出成就奖。

第五届有机硅钱江论坛暨“勤慎论道”大讲坛

利用络合催化新模式创制新骨架手性配体

手性配体的创制与应用是推动不对称催化化学发展的核心驱动力。为突破传统金属催化体系中手性微反应环境控制不够精准的局限性，借鉴多个活性位点、亚位点或非共价键活化的生物催化思路，徐利文教授带领科研团队利用多手性中心配体主导的络合催化新模式，自主创制 出Ar-BINMOL、Xing-Phos、HZNU-Phos、Fei-Phos 四 种 两 大类兼具多位点协同活化作用的原创性新骨架膦配体，并被同行认可和采用，称之为“徐氏配体”。以兼具轴手性和点手性中心为特色，可与主族和过渡金属元素构成具广谱性络合活化能力的新型不对称催化体系，在30余个碳系和硅系不对称催化反应体系中表现出卓越的催化性能，实现了数百种多手性中心杂环、季碳以及硅手性中心等新物质的催化构建。相关成果被国内外同行跟踪采纳十余次并获诺贝尔奖获得者Feringa 教授等国内外知名专家高度评价，多项科研工作被国内外媒体专题报道。相关科研成果在《德国应用化学》等权威期刊发表SCI 论文47 篇，并获国内外同行高度关注和评价。

构建硅手性中心官能化手性硅烷的新方法新策略

有机硅化合物是合成化学中不可缺少的组成部分之一，已广泛应用于工农化学品、生物活性分子和含硅聚合物以及功能材料的合成。特别是具有硅立体中心的手性有机硅化合物的催化不对称合成，近年来越来越受到关注。然而，由于自然界中没有与硅相关的手性来源，因此合成含有硅立体中心的手性有机硅化合物被认为是近几十年来最具挑战性和被不断研究的问题之一。

如何利用手性配体来改善硅基不对称催化合成反应中涉硅化学键的反应活性和立体选择性控制是研究手性合成化学的关键。徐利文教授团队从自主创制的新骨架手性配体及其手性催化剂的二级结构优化出发，提出了“非等价配位作用”和多手性中心、多活性位点梯度协同增效的配体二级调控新模式，建立了“配体手性口袋”定向活化Si-C 键断裂或构建的新途径，并通过多维度“硅效应”在提升合成效率和立体选择性上的精准调控，通过去对称化策略、动态动力学不对称硅氢加成反应以及多维度“硅效应”精准调控手性合成反应新思路等合成方法，创新地实现了硅手性中心官能化手性硅烷的高效构建，实现了手性硅杂环、含硅高分子等新物质新材料的催化合成，解决了困扰多年的硅手性中心与官能团兼容性难题。相关科研成果在《德国应用化学》等权威期刊发表SCI 论文50 余篇，获得浙江省自然科学奖二等奖、三等奖各一项。

面向科教融合的国家需求，构建“躬亲与共”科技创新的拔尖人才培养新模式

在服务国家需求的同时，徐利文教授深刻感受到科教融合的重要性，“一个都不能少，一个都不能掉队”，这是徐利文教授团队近二十年秉承的研究生教育基本理念，并在“躬亲与共”的科教融合过程中，提出并践行“4I·2A 式”多维度拔尖创新能力导向的化学类研究生培养模式，把每个学生都当作“郭靖式”重点人物来培养。通过多导师协同参与，激发研究生“郭靖式”非同一般的耐力和对科研的求知欲，吸收团队各个导师的真传，从而将学生打造成为“郭靖式”科研强者。团队自成立以来，一直秉承着“一个都不能少”的爱心教育理念，因材施教，将每一位学生培养成才，成为一个个“郭靖式”高质量人才，为社会、国家输出有机硅方面的专业人才。

徐利文教授指导学生开展科研工作

徐利文教授团队通过实施多导师制“躬亲与共”的科教融合型团队联合培养模式，着重围绕学术研究和社会需求等多维创新能力进行培养，推动研究团队取得了一系列研究成果，通过课题支持培养的研究生在学术创新等方面的能力得到大幅提升。近20 年来，培养了具有独立科研能力、综合素质较高的硕士研究生100 余名 ，先后有30 余名毕业生赴国内外深造读博，占研究生总数35%以上，其中赴国外读博占读博总数的90%以上。研究生以第一作者在《自然-通讯》《德国应用化学》《化学通讯》等国际学术期刊发表论文近200篇，获得授权专利21 项 ，入选浙江省百篇优秀硕士论文5篇，这得益于“多导师制”科教融合型培养模式。与此同时，面向能源、环境、材料、生命科学、国防等诸多领域的不同需求，课题组为有机硅行业的企事业单位及大型化工企业等输送专业人才70 余名。有机硅相关特色学科的毕业生在新型有机硅产品研制中发挥重要作用，研究生就业率达100%，用人单位对课题组的毕业生具备的多维创新能力给予了高度肯定。同时，通过科教融合工作所取得的技术成果辐射到有机硅行业，助力有关企业经济效益提升，有力推动了有机硅实验室的发展。