近日，在美國的高中同學(xué)給董佳家發(fā)來微信——你終于因?yàn)?ldquo;做炸藥”干出了名堂！原來，早在湖南師大附中讀高中時(shí)，他就在實(shí)驗(yàn)室里偷偷做出了三碘化氮，這種深紅色固體在干燥狀態(tài)下，即便是輕微的觸碰都會(huì)立即發(fā)生爆炸，聲音響亮，用來惡作劇特別理想。這一次，他課題組意外發(fā)現(xiàn)一種安全、高效合成“氟磺酰基疊氮”的方法，這種物質(zhì)看上去極度危險(xiǎn)，所以至今只有過極罕見的報(bào)道。如今它可以在室溫下，快速地將有機(jī)物中一級(jí)胺官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的疊氮，從而搭建起一個(gè)可預(yù)測的、模塊化的合成平臺(tái)。這將對(duì)藥物先導(dǎo)分子的發(fā)現(xiàn)起到直接的作用。近日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》評(píng)選出世界范圍2019年度十篇杰出論文，中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所董佳家課題組的這篇論文位列其中，是唯一一篇來自化學(xué)領(lǐng)域的論文。      “我本來沒想干這個(gè)事情的，只想做個(gè)‘凳子’，但‘凳子’做不下去了，意外發(fā)現(xiàn)也許可以‘蓋個(gè)房子’。”董佳家坦言這篇論文緣起意外。為了給記者解釋什么是serendipity（機(jī)緣巧合），以及“如何發(fā)現(xiàn)并不想找到的東西的運(yùn)氣”，他講了兩個(gè)故事。
      為了做出制冷劑，美國化學(xué)家羅伊·普倫基特將四氟乙烯存放在干冰冷卻的鋼瓶里，有一天打開鋼瓶后并沒有氣體溢出，但鋼瓶的質(zhì)量顯示里面還有東西。“普倫基特竟然惱火到把鋼瓶鋸開，要知道，這是可能發(fā)生爆炸的，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)了許多白色粉末時(shí)才恍然大悟，這是四氟乙烯發(fā)生了聚合反應(yīng)。要知道，在此之前有一個(gè)公認(rèn)的常識(shí)：全鹵代烯烴是不能聚合的。”聚四氟乙烯由此誕生，后來用于提純鈾-235的核心關(guān)鍵材料，還有我們今天用的不粘鍋。
      1938年，德國化學(xué)家奧托·哈恩給合作伙伴寫了一封信，信中他描述了一次讓人困惑的實(shí)驗(yàn)：在用中子轟擊鈾后，它分裂成了兩半，產(chǎn)生了鋇元素，還有許多β放射性核素。“這太難以置信了，就連哈恩本人事后都想炸了郵筒把信件取回來。這就是重原子的核裂變。”董佳家說，我們可以集中力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，但科學(xué)的發(fā)現(xiàn)往往有很大的偶然性，無法去預(yù)設(shè)。
       正如他本來只是想要做個(gè)“凳子”。在美國斯克里普斯研究所工作期間，董佳家以第一作者身份在《德國應(yīng)用化學(xué)》封面發(fā)表了第二代點(diǎn)擊化學(xué)理念的奠基性論文，“六價(jià)硫氟交換反應(yīng)”成為兩個(gè)最具代表性的點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)之一。當(dāng)他成為上海有機(jī)所的一名研究員后，依然覺得硫氟化學(xué)鍵有趣并作為了課題方向，雖然這在常人看來都是不太安全的物質(zhì)。當(dāng)時(shí)，他們嘗試傳統(tǒng)方式發(fā)現(xiàn)根本合成不了“氟磺酰基疊氮”，他的學(xué)生孟根屹在實(shí)驗(yàn)中犯了一個(gè)看上去明顯的“錯(cuò)誤”，合成過程中往一種會(huì)水解的試劑里添加了水，這個(gè)意外的方法卻極高產(chǎn)率地得到了“氟磺酰基疊氮”。這種化合物非常罕見，因?yàn)榭瓷先O不穩(wěn)定，“誰也沒想到，它在溶液里竟然變得安靜而且非常便于使用了。”這個(gè)意外成就了后來的整個(gè)發(fā)現(xiàn)。董佳家給這種化合物起了個(gè)名字“七龍珠”，因?yàn)槠湔糜衅邆€(gè)原子。他們根據(jù)之前設(shè)計(jì)的思路想要切斷硫氟鍵，但怎么也切不斷，正當(dāng)他為此抓狂時(shí)，學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)該化合物對(duì)于一級(jí)胺官能團(tuán)有著異乎尋常高的重氮轉(zhuǎn)移反應(yīng)性，幾分鐘就能變成疊氮。“我的第一反應(yīng)是這不可能，傳統(tǒng)的重氮轉(zhuǎn)移反應(yīng)至少需要金屬催化而且反應(yīng)較慢，而這個(gè)竟然不要催化劑。”董佳家立即集中課題組所有力量，多次反復(fù)驗(yàn)證，終于確認(rèn)了這一點(diǎn)。
        如果說科學(xué)發(fā)現(xiàn)有著偶然性，偶然性的背后又是什么呢？“一定是對(duì)科學(xué)的熱愛。”董佳家說。他第一次見到導(dǎo)師夏普萊斯教授時(shí)，就被“震住”了。當(dāng)時(shí)一位俄羅斯籍學(xué)生分離出了一個(gè)新化合物，他指著剛析出的一個(gè)晶體向夏普萊斯匯報(bào)了10分鐘之久。夏普萊斯一言不發(fā)，突然伸出手指頭沾了點(diǎn)試管壁的晶體直接往嘴里一送，一番“品味”之后說：“這個(gè)結(jié)構(gòu)是這個(gè)味道，沒錯(cuò)。”董佳家說，那一刻，他想到了武俠小說里的“東邪西毒”。“我這才發(fā)現(xiàn)自己還沒入科學(xué)的門，但看到了門在哪里。”
       夏普萊斯這種對(duì)化學(xué)的熱愛，深深感染了董佳家。“在實(shí)驗(yàn)室里，99.99%的實(shí)驗(yàn)都會(huì)是失敗的，熱愛是唯一讓人可以堅(jiān)持下去的理由。也只有熱愛，才會(huì)去嘗試一切可以做的事情，才可能等到屬于你的‘偶然性’。”
       曾經(jīng)有多位化學(xué)家表示，如果有一位值得再次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的化學(xué)家，那就是夏普萊斯。他毫不掩飾對(duì)董佳家的欣賞，在一次夏普萊斯學(xué)術(shù)思想研討會(huì)上，本來他一直靜靜地坐著，直到董佳家上臺(tái)，他徑直走過去幫著整理西裝和麥克風(fēng)。他還曾經(jīng)多次說過：“以我40多年的經(jīng)驗(yàn)，我相信董佳家的創(chuàng)造潛力比最近離開我團(tuán)隊(duì)的任何人都要強(qiáng)。他提出的想法讓我很驚訝。”
       “對(duì)未來有什么計(jì)劃嗎？”“沒有什么計(jì)劃。”這番對(duì)話發(fā)生在夏普萊斯和董佳家第一次見面時(shí)。夏普萊斯后來說，這正是他欣賞董佳家的一點(diǎn)，對(duì)科學(xué)和未來不設(shè)限。董佳家在辦公室里貼了一張“六耳恐龍”的圖片，那是長著六個(gè)角的一種寵物，這是夏普萊斯送給他的，以此提醒他世界上什么奇怪的事情都有，要期待那些看起來不可期待的東西。      董佳家課題組的幾位學(xué)生正是受到了這一理念的吸引。他們告訴記者，以前學(xué)的有機(jī)化學(xué)都是“一本正經(jīng)”的，但董佳家?guī)麄兲剿鞯挠袡C(jī)化學(xué)是“有趣”的，并教他們尊重經(jīng)驗(yàn)但不迷信經(jīng)驗(yàn)，只有不預(yù)定具體目標(biāo)，才更有可能發(fā)現(xiàn)更新更好的東西。        采訪科學(xué)家其實(shí)是一件很“燒腦”的事情，因此當(dāng)董佳家的學(xué)術(shù)PPT里竟然傳來《賭神》的經(jīng)典音樂時(shí)，記者不由自主想到了“有趣的靈魂”。董佳家坦言，在給“對(duì)任意端炔分子進(jìn)行上萬次改造”做注腳時(shí)，他第一時(shí)間腦海里浮現(xiàn)的就是這段周潤發(fā)出場時(shí)表示“無往不勝”的音樂。
      這正是董佳家的“典型”性格，說話時(shí)不斷地“抖包袱”，還帶著一些童趣。“這就好比高考作文要求寫議論文，我們卻寫了一首詩，還寫了2年多，我差一點(diǎn)以為永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)表了。”這是他講述那篇第二代點(diǎn)擊化學(xué)理念的奠基性論文時(shí)。“當(dāng)時(shí)編輯讓我們準(zhǔn)備封面圖片，我們都沒去弄，覺得太貴了。”這是他講述這篇《自然》年度十篇杰出論文時(shí)。
       為了向夏普萊斯和其開創(chuàng)的點(diǎn)擊化學(xué)致敬，在為“六價(jià)硫氟交換反應(yīng)”拍照留念時(shí)，董佳家頑皮地把一只防護(hù)眼鏡的鏡片涂黑，表明這是一個(gè)操作簡單的化學(xué)反應(yīng)，哪怕一只眼睛也能完成。         因?yàn)槭呛先耍矚g吃辣，但看見甜食也滿心歡喜，凡是小孩子喜歡吃的零食他都喜歡。高中時(shí)他是湖南師大附中理科實(shí)驗(yàn)班的一員，拿過不少獎(jiǎng)項(xiàng)，如今最不愿意剛上小學(xué)的女兒學(xué)奧數(shù)，孩子長大后不管做什么工作他都接受。曾經(jīng)是廈門大學(xué)校足球隊(duì)的一員，自述對(duì)足球的熱愛就像“牛喜歡吃草”。最難過的事情不是論文被拒稿，而是被醫(yī)生宣布再也不能踢足球。這是一位可愛的“非典型”科學(xué)家。         董佳家，2015年5月至今任中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所有機(jī)氟化學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、博導(dǎo)，1990年9月至1999年6月就讀湖南師大附中初中179班，高中181班，1996年9月至2000年6月，廈門大學(xué)化學(xué)系獲學(xué)士學(xué)位；2000年9月至2006年1月，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，獲博士學(xué)位；2006年2月至2009年2月，白鷺醫(yī)藥技術(shù)（上海）有限公司，高級(jí)科學(xué)家，從事新藥研發(fā)工作；2009年3月至2015年3月，美國 The Scripps Research institute, K.Barry.Sharpless 實(shí)驗(yàn)室研究助理。已在Angew. Chem. Int. Ed. 以及 J. Am. Chem. Soc.等期刊發(fā)表論文多篇。其中代表性工作“六價(jià)硫氟交換反應(yīng)”（Sulfur(VI) Fluoride Exchange (SuFEx): Another Good Reaction for Click Chemistry，第二代的點(diǎn)擊化學(xué)理念的奠基論文。）在材料化學(xué)以及生物化學(xué)方面的應(yīng)用分別發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 以及 J. Am. Chem. Soc. 雜志的當(dāng)期封面；并且本人是多篇重要世界專利的主要發(fā)明人，所涉及領(lǐng)域包括藥物化學(xué)，不對(duì)稱催化，材料化學(xué)，以及化學(xué)生物學(xué)。