由北京市科学技术协会，北京广播电视台，北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会，北京市教育委员会，北京市广播电视局，北京市财政局出品，中国科学院上海有机化学研究所联合出品，北京科普发展与研究中心执行，北京广播电视台卫视频道中心承制的科学文化教育节目《大先生》第二季《自强不息，催化传奇》主题节目，将于12月5日21:05在北京卫视播出。本期节目有幸邀请到了有机化学家、中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所研究员马大为，跟随未来团的脚步，一起走近他的报国人生。

兢兢业业，做有用的研究
 

    喝咖啡和茶为什么会上瘾？马大为院士介绍自己在生活中有喝茶和咖啡的小习惯，并由此向未来团介绍了咖啡和茶的上瘾机制：其实是咖啡和茶里的小分子和人体的蛋白结合发挥作用了，适度喝一点对身体有好处，喝太多不行。马大为院士告诉未来团，我们日常生活中诸如此类的小细节，从衣食住行到生老病死，都跟化学相关。因为化学是创造物质的一个学科，同时也是能够改变世界的学科。农药、化肥大大提高了食品的生产能力，要不然大家吃不饱。穿的方面，没有化纤，都靠棉花的话，不可能有这么多五颜六色的衣服。在过去100多年里，人的平均寿命差不多提高了二三十岁，这个进步很大程度上取决于上万个小分子药物的出现，例如抗生素的发现解决了很多细菌感染问题，很多病毒性疾病也有药物治疗。高血压、糖尿病这些慢性病，靠吃药也可以控制几十年，这都使得大家的生活品质改善了很多。癌症过去被称为不治之症，但是最近20年里，随着新药的发现，患者5年生存率提高了很多，特别是现在很多靶向药物都是小分子，能实现在不太痛苦的条件下控制住肿瘤。这些结果实质上与化学的进步分不开。

    在化学领域有着杰出建树的马大为院士从事的是有机化学方面的研究。有机，原本指与生物体有关的东西，有机物是生命产生的物质基础，比如脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、叶绿素、激素等。我们的新陈代谢、遗传都和有机化合物的转变有关。许多与人类生活有密切关系的物质，例如石油、天然气、棉花、染料、化纤、天然和合成药物等，均属有机化合物，而有机化学就是研究有机化合物的科学。1998年的时候，马大为团队发现了一个被称为可以“改写化学教科书”的催化剂，用氨基酸分子作为铜金属的配体，来提高乌尔曼反应的效率。如果把催化剂比作一台挖掘机，催化剂中的金属相当于钻头，它的配体就是助推器，马大为找到了乌尔曼反应目前推力最大的助推器，而且钻头用的是很便宜的金属。马大为院士团队发展的两代催化体系，命名为“乌尔曼—马反应”。能以人名命名一个化学反应，那是非常珍贵的。由此也可见马大为院士这项贡献对化学界影响有多巨大。

十年磨一剑

    马大为院士非常值得钦佩的一点，就是他常常自我反思，自我鞭策，不满足于现有的成就，要超越自己，找到更好的催化剂。这个反应的催化剂用量比较多，在实验室用起来没有太大问题，但工业化对于反应的条件要求更高，催化剂尽可能少用一点，不然成本上就会有问题。这对马大为院士来讲就等于是一个新的课题，一个新的重大科学问题。从2005年有这个想法开始，一直到2015年才发展出第二代催化剂，整整花了十年时间。十年时间，对于化学研究来说并不常见，很多人做一段时间肯定就放弃了，但马大为院士知道这样一个反应非常重要，假如能够在催化剂上有一个质的飞跃，那是非常有用的。

    第一代催化剂被不断使用，但是还有进步空间。当马大为意识到自己解决不了别人的问题的时候，他就在想能不能发展出更高效的催化剂。其实在2009 年的一次学术会议中，马大为院士作报告介绍第一代催化剂时，当场就有四五家企业提出来，他们希望使用成本最低的氯代物。但真正要想解决这些问题并不那么容易，要解决这些问题没有什么理论可以指导，只能根据一些经验，然后不断地试错。试错的过程也不是一般人能够承受的，经过十年努力才终于发展出第二代催化剂，所以做科研一定要有强大的内心，才能在日复一日的重复实验中坚持下来；可能 99%的尝试都是失败，屡败屡战，千锤百炼，才有迎来曙光的刹那。

    更多精彩内容，欢迎在12月5日晚21:05，锁定北京卫视《大先生》第二季，了解马大为院士的科研人生。

来源：北京科普发展与研究中心