小分子系統(tǒng)形態(tài)學(xué)：分子集群“軟結(jié)構(gòu)”研究的先鋒探索者

湘西山崖，溪水潺潺，霧氣氤氳，這就是吳安心教授成長的土地。這片孕育了賀龍、沈從文、陳能寬等眾多英杰的神奇山水和紅色熱土，不僅賦予了他心憂天下的品格，更滋養(yǎng)了他敢為人先的學(xué)術(shù)精神。在分子的微觀世界里，吳安心教授如同一位指揮大師，讓無數(shù)看似雜亂的分子按照自然的節(jié)奏，井然有序地排列組合，奏響生命科學(xué)的華美樂章。面對著過往化學(xué)界對于單分子反應(yīng)的單一關(guān)注，他以超前的眼光聚焦到分子集群的自分類行為；當(dāng)傳統(tǒng)方法學(xué)困于既定范式時，他開辟了I/DMSO組合試劑系統(tǒng)的廣闊天地；當(dāng)線性串級反應(yīng)成為常態(tài)，他揭示了反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜美學(xué)。

在化學(xué)研究的前沿陣地，一批批原創(chuàng)科學(xué)家正在為中國基礎(chǔ)研究注入新的活力，吳安心教授就是其中的卓越代表。四十余年來，他執(zhí)著于分子世界的探索，不畏學(xué)術(shù)艱難，開創(chuàng)了超分子化學(xué)與有機(jī)合成領(lǐng)域交叉融合的新視野，構(gòu)筑了一座座跨越微觀與宏觀世界的理論橋梁。從湘西走出，走向世界學(xué)術(shù)舞臺，吳安心教授用科學(xué)智慧和教育熱忱書寫著中國化學(xué)研究的嶄新篇章。在這條化學(xué)探索之路上，他如一位倔強(qiáng)的探路者，以\"安心做科研\(zhòng)"的初心，點(diǎn)亮了分子世界神秘而美麗的圖景。

1.研究之路

1.1分子世界的探索者：從\"硬件\"到\"軟件\"的化學(xué)智慧

化學(xué)學(xué)科作為自然科學(xué)的中心學(xué)科，始于19世紀(jì)道爾頓與阿伏伽德羅的“原子-分子學(xué)說”的建立，歷經(jīng)近兩個世紀(jì)的演進(jìn)，化學(xué)學(xué)科的門類可謂枝繁葉茂，但細(xì)致梳理化學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)，經(jīng)典化學(xué)研究一直是圍繞三個層次遞進(jìn)：“原子結(jié)構(gòu)”的確立，“分子結(jié)構(gòu)\"以及“分子堆積結(jié)構(gòu)”等各類形態(tài)“剛性結(jié)構(gòu)”的揭示、表征、轉(zhuǎn)化與功能應(yīng)用！細(xì)究這些研究的內(nèi)容都聚焦在分子“硬件”層面的剖析，然而集群分子的組織形態(tài)、信息網(wǎng)絡(luò)的傳輸系統(tǒng)、不同功能分子聚集態(tài)的協(xié)同性和新生功能等“軟結(jié)構(gòu)”層面的揭示還處于初始荒蕪階段。這種隱形潛藏在小分子集群動態(tài)下所呈現(xiàn)的“軟結(jié)構(gòu)形態(tài)”是基于經(jīng)典研究范式難于覺察到的微觀粒子行為。

作為國際上最早明確提出并系統(tǒng)研究分子集群\"自分類\"概念的主要學(xué)者之一，吳安心教授的研究在超分子化學(xué)領(lǐng)域具有開拓性意義。他于2002年發(fā)表的第一作者論文首次系統(tǒng)定義了“自分類”概念。如今，“自分類”與“自組裝”、“分子識別”并列，成為超分子化學(xué)的三大核心原理，為構(gòu)筑復(fù)雜超分子結(jié)構(gòu)體提供了廣泛策略。吳教授的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)不僅局限于新概念的提出，還開創(chuàng)了包括“自分類組裝”、“自分類識別”、“自分類重組”、“自分類等級組裝”及“自分類串級反應(yīng)”等一系列引領(lǐng)性的課題。他揭示的分子集群自分類現(xiàn)象將超分子化學(xué)的理論邊界向前推進(jìn)，對于在分子水平實(shí)現(xiàn)可預(yù)測的分類聚集行為提供了全新思路，為分子識別、分子裝配和分子機(jī)器等領(lǐng)域的理性設(shè)計(jì)提供了原理性支撐。

1.2自組織反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)：復(fù)雜結(jié)構(gòu)體的簡捷合成策略

基于對分子自組織行為的深刻理解，目光再次鎖定到業(yè)已發(fā)現(xiàn)的數(shù)以萬計(jì)的有機(jī)單元反應(yīng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，吳教授率先提出了“反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”的概念，將復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)視為可自我組織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。他設(shè)計(jì)的“自分類反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”合成策略（又稱MPCD或SSD合成策略），為有機(jī)合成領(lǐng)域提供了全新的思路，實(shí)現(xiàn)了多組分多反應(yīng)途徑的高效集成，揭示了小分子化學(xué)系統(tǒng)中一類全新的“軟結(jié)構(gòu)”形態(tài)。

這一策略在天然產(chǎn)物的一鍋?zhàn)越M織全合成中展現(xiàn)出強(qiáng)大優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了駱駝寧生物堿、噁唑類、咔啉類、色胺酮及吳茱萸堿等30余例生物堿的高效合成，以及五十余種天然產(chǎn)物目標(biāo)分子的一鍋法或簡短修飾步驟合成，引起了包括《Nature》雜志在內(nèi)的國際學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

1.3有機(jī)合成方法學(xué)的開創(chuàng)者：I2/DMSO組合試劑系統(tǒng)的構(gòu)建

從超分子化學(xué)的非共價鍵作用研究，吳安心教授將思路延伸至有機(jī)共價鍵合成領(lǐng)域，創(chuàng)建了“I：/DMSO組合試劑介導(dǎo)下基于原位捕獲芳基酮醛構(gòu)建雜環(huán)的反應(yīng)系統(tǒng)”。這一體系被國際同行譽(yù)為“一個原創(chuàng)性的、工具性的、廣譜性的反應(yīng)體系”，被稱為“打開了雜環(huán)合成的新大門”。通過二十余年的持續(xù)攻關(guān)，吳教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了80余種芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)體和30余種新型雜環(huán)骨架，發(fā)表了百余篇系列研究論文。該方法被國內(nèi)外百余個課題組借鑒和應(yīng)用，并收錄于50余部國際學(xué)者專著中。

2.家學(xué)淵源：堅(jiān)韌不拔與勤以補(bǔ)拙的吳氏底蘊(yùn)

出生于湘西土家族的吳安心教授，身上流淌著這片紅色熱土的血液和精神。他的家族世代以勤奮和堅(jiān)韌著稱，曾有多位血親參與八一南昌起義和紅二方面軍的創(chuàng)建。湘西人民以不屈與勤勞著稱，吳教授的成長歷程也是這種精神的生動體現(xiàn)。在他的父輩之中，有不少從小就被認(rèn)為“學(xué)習(xí)遲鈍”的孩子，但他們用超常的勤奮和意志力，最終在各自領(lǐng)域取得了成就。正如吳教授家族流傳的那句話：“菜刀易磨易銳鈍于小枝，斧刃雖厚難磨能銼大樹！”

在課堂上，吳教授向武漢華中師大的研究生們分享了他的家訓(xùn)：堅(jiān)忍不拔與勤逸補(bǔ)拙。他引用了自己在大學(xué)時期寫下的《豪情》：“以我的熱血獻(xiàn)給祖國，以我的赤誠獻(xiàn)給親友，以我的成就獻(xiàn)給母校，以我的癡戀獻(xiàn)給科學(xué)，以我的博愛獻(xiàn)給自然，以我的勤奮獻(xiàn)給人生！”這種家族傳統(tǒng)不僅影響了他自己，也深深地傳遞給了他的子女。在女兒眼中，父親是一個“日理萬機(jī)”的人，每天總是挑燈夜戰(zhàn)、念念有詞、寫寫畫畫。她曾偷偷翻閱父親的日記，被父親大學(xué)時期的理想信念和奮斗精神所感動。如今，這種勤奮和堅(jiān)韌的精神，已經(jīng)滲透到了吳家的下一代身上。

3.德能兼?zhèn)洌骸拔幕颉钡纳鷦觽鞒?/p>

在吳教授看來，師生關(guān)系是一種特殊的“文化基因”傳承?！案改概c孩子間有‘血緣基因'的生理傳承，而老師和學(xué)生間則有‘文化基因'的聯(lián)結(jié)。”作為中國化學(xué)界一脈傳承的杰出人才代表，吳安心教授的學(xué)術(shù)血脈可以追溯到近代中國有機(jī)化學(xué)的奠基人黃鳴龍學(xué)部委員。這一學(xué)術(shù)譜系通過中國科學(xué)院院士、有機(jī)化學(xué)先驅(qū)周維善教授得以傳承和發(fā)展。而吳安心教授在蘭州大學(xué)攻讀博士學(xué)位時，師從著名有機(jī)化學(xué)家潘鑫復(fù)教授，潘教授是功能有機(jī)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的奠基人之一，在天然產(chǎn)物全合成領(lǐng)域成就斐然。此外，吳教授還曾在香港科大戴偉民教授指導(dǎo)下深造，汲取了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科研態(tài)度和開拓創(chuàng)新的學(xué)術(shù)思想。在美國馬里蘭大學(xué)的研修經(jīng)歷，則使他得以與國際頂尖化學(xué)家如LyleIsaacs教授等開展合作，將中國傳統(tǒng)化學(xué)智慧與國際前沿研究方法相融合。

這種學(xué)術(shù)傳承不僅體現(xiàn)在研究方法上，更反映在吳教授“工欲善其事，必先利其器”的工具化理念和“以理性設(shè)計(jì)引導(dǎo)復(fù)雜結(jié)構(gòu)合成”的學(xué)術(shù)思想中。他在創(chuàng)建的研究團(tuán)隊(duì)，正是這一學(xué)術(shù)脈絡(luò)的延續(xù)和創(chuàng)新發(fā)展，形成了獨(dú)具特色的“吳氏化學(xué)”風(fēng)格融合傳統(tǒng)與創(chuàng)新、理論與應(yīng)用、微觀與宏觀的系統(tǒng)性思維方式。

吳教授常親切地稱呼學(xué)生們?yōu)椤把绢^”“小子”，不僅僅是一種昵稱，更是一種提醒一一提醒自己作為長輩對學(xué)生的責(zé)任，同時也為師生關(guān)系劃定了適當(dāng)?shù)倪吔?。為保證教學(xué)質(zhì)量，吳教授發(fā)明了獨(dú)特的“三次提醒系統(tǒng)”：每學(xué)期將課程安排提前告知妻子，讓她在日歷上標(biāo)識并于上課前半小時提醒；安排研究生在上課前15分鐘提醒；同時在手機(jī)上設(shè)置提前10分鐘的鬧鈴。這種看似繁瑣的方法，體現(xiàn)了他“教學(xué)零失誤”的嚴(yán)格要求和責(zé)任感。他常常解釋道：“不能保證每一個人每一次都記得，教學(xué)必須要求零失誤！學(xué)生在教室里等候教師來上課，卻看到老師遲到或者沒有來，這是多么糟糕的事情？負(fù)面的師范效應(yīng)會影響學(xué)生的一生！”他不僅關(guān)心學(xué)生的學(xué)業(yè)，更關(guān)注他們的全面發(fā)展。他希望自己的學(xué)生不僅有過硬的專業(yè)能力，更能較好地應(yīng)對社會上的各種人情世故。多年來，他已培養(yǎng)了30多位博士生、50余名碩士生，課題組學(xué)生共獲各種獎項(xiàng)200余項(xiàng)。在科研學(xué)術(shù)、高等教育和初等教育、在科技產(chǎn)業(yè)以及科教管理界涌現(xiàn)一大批杰出的青年才俊。

4.家國情懷：從革命家族到九三學(xué)社主委的責(zé)任擔(dān)當(dāng)

吳安心教授深厚的家國情懷源于他的革命家族背景。他的叔祖吳虎臣是賀龍將軍的結(jié)義兄弟，參與了八一南昌起義并擔(dān)任紅二方面軍四師師長。家族中還有多位成員為中國革命事業(yè)獻(xiàn)出了寶貴生命。這種紅色基因深植于他的血脈中，化為他“為國育才、為國立言”的使命感。作為九三學(xué)社主委，吳教授積極履行民主黨派職責(zé)。自2017年擔(dān)任主委以來，在他的帶領(lǐng)下，九三學(xué)社多次榮獲“社省委先進(jìn)基層組織”和“社中央全國優(yōu)秀基層組織”等榮譽(yù)，組織隊(duì)伍也不斷壯大，迄今已有70余位成員。吳教授一直將組織建設(shè)作為重要使命，既發(fā)揮組織在學(xué)術(shù)上的感召力，吸引校內(nèi)優(yōu)秀青年人才加入，又以華師為核心進(jìn)行輻射，吸引校外人才，增強(qiáng)華師的影響力。在2020年武漢疫情期間，吳安心教授通過詩歌、提案（提交至國家基金委、湖北省政協(xié)等）記錄抗疫思考，并組織社區(qū)捐贈、設(shè)計(jì)鞋底消毒池，站在抗疫第一線，展現(xiàn)了科學(xué)家的社會擔(dān)當(dāng)，榮獲九三學(xué)社全國抗疫先進(jìn)個人稱號。

四十余年的科研生涯，吳安心教授在化學(xué)領(lǐng)域不斷開拓創(chuàng)新，從湘西走向世界，從分子“硬件”研究到“軟件研究，從理論探索到實(shí)際應(yīng)用，在國際學(xué)術(shù)舞臺上樹立了中國科學(xué)家的形象。他自己總結(jié)道：“科學(xué)是從虛相到本征的追蹤，技術(shù)是從此相到彼相的轉(zhuǎn)化；科學(xué)基于頓悟，技術(shù)基于進(jìn)化！”這句話不僅是他的學(xué)術(shù)觀，更是一種人生哲學(xué)。

“少年不曾虧師，青年不曾虧學(xué)，中年不曾虧志，老年不想虧信！”“我老了，我的學(xué)生還年輕，要有始有終的保持過往的工作熱忱，盡職盡責(zé)的陪伴他們這段科旅時光”！如今，年過花甲的吳教授依舊保持著每天5點(diǎn)起床、工作10小時以上的習(xí)慣，依然執(zhí)著于“反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”“自分類行為”等前沿研究?！耙晕业臒嵫I(xiàn)給祖國，以我的赤誠獻(xiàn)給親友，以我的成就獻(xiàn)給母校，以我的癡戀獻(xiàn)給科學(xué)，以我的博愛獻(xiàn)給自然，以我的勤奮獻(xiàn)給人生！”多年前在日記中寫下的這段豪情，如今已在他的人生道路上得到了完美印證。

專家簡介：吳安心，化學(xué)學(xué)院二級教授，“博雅學(xué)者”特聘教授，“磁湖學(xué)者”特聘教授，國務(wù)院特殊津貼專家，博士生導(dǎo)師。1962年12月出生于湖南湘西張家界，土家族。1981年進(jìn)入蘭州大學(xué)本科學(xué)習(xí)，1997年至2003年相繼在香港科技大學(xué)和美國馬里蘭大學(xué)從事6年博士后工作。2003年07月在化學(xué)學(xué)院任教以來，相繼國際期刊發(fā)表研究論文290余篇，其中在國際自然指數(shù)（NI）期刊源上發(fā)表100余篇，被國內(nèi)外專業(yè)網(wǎng)站期刊亮點(diǎn)推介達(dá)130余篇次，被收錄國內(nèi)外專著50余部，尤其是部分成果作為經(jīng)典例證被選編入教育部“十三五”高等教材和中學(xué)奧林匹克競賽題庫及高考模擬題庫，已取得5項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)并轉(zhuǎn)讓給相關(guān)企業(yè)合作研發(fā)。主持和參與國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)、面上基金及省部級團(tuán)隊(duì)、個人各類項(xiàng)目50余項(xiàng)。