譚蓉,化學化工學院教授,博士生導師,湖南省自然科學傑出青年基金獲得者,湖南省121創新人才培養工程第二層次人選,入選湖南省“湖湘青年英才”。近年來,主持國家自然科學基金面上和青年專案4項,以第一作者或通訊作者在J. Catal., Green Chem.和ChemCommun等國際權威期刊上發表高水平學術論文50餘篇,SCI引用1000餘次。擔任中國化工學會離子液體專業委員會委員和精細化工專業委員會青年委員等職務。
2021-2021年主持國家自然科學基金面上專案2項,以通訊作者發表SCI一區論文4篇,以第一完成人獲得2020年度湖南省自然科學獎二等獎。
手性精細化學品作為重要的精細化工中間體,被廣泛應用於醫藥、香料和天然產物合成等工業領域。目前,80%以上手性精細化學品的合成過程涉及催化反應。然而,傳統催化反應通常需要使用大量有機溶劑,一方面不利於產物純化,另一方面可能導致環境問題。水因其價廉、安全等優點,被認為是最理想的反應溶劑。以水作為反應介質,不僅環境友好,更重要的是反應結束後,無需使用有機溶劑即可實現有機產物的分離與純化。但是,大部分反應物和催化劑都不溶於水,油、水兩相間傳質速率慢,導致催化效率低。加入相轉移催化劑,雖可改善油、水兩相間的傳質,但兩親性催化劑易使反應體系乳化,不利於催化劑分離與產物純化。因此,如何實現手性催化劑在水相體系的傳質與分離,是實現手性精細化學品綠色高效合成的關鍵科學問題。
譚蓉教授於2009年在湖南師範大學化學化工學院獲得博士學位後留校工作。近十三年來,她致力於手性精細化學品水相催化合成,針對水相催化體系中,催化劑與底物之間的傳質效率差、催化劑回收困難等瓶頸問題,創制了在水中具有“高效催化,簡捷分離”特點的催化新材料,開闢了“反應-分離”耦合催化新方法,實現了手性亞碸、手性環氧化物、手性β-羥基酮和手性鄰二醇等多種重要精細化學品的水相催化合成。如:
(1)利用環境刺激(如光照、溫度、外磁場)調控手性催化劑在水中的反應和分離,不僅節能環保,而且符合綠色催化的要求。透過分子設計和超分子組裝等手段,將刺激響應單元與催化劑相結合,創制了智慧響應型催化新材料。該類智慧催化材料同時具備對環境的刺激響應性和催化反應效能。利用環境刺激(如光照、溫度、外磁場),智慧調控催化劑親水與疏水轉換,在水中可控構築“反應—分離”耦合催化新體系,解決了水介質中的催化劑傳質與分離等關鍵科學問題,為水相催化體系的傳質與分離問題提供了全新的解決方案。
(2)如何使多相催化劑均相化,提高多相催化劑的傳質效率,是催化化學面臨的難題。基於石墨烯獨特的二維層狀結構及親水的表面官能團,利用催化活性單元對石墨烯表面功能化,創制了石墨烯基催化新材料,提出了基於二維催化材料的“擬均相”催化新方法—即“宏觀多相、微觀均相”,突破傳統催化劑在水中的傳質限制,解決了多相催化劑均相化的難題。
(3)乳液催化可克服水相中催化劑與底物之間的傳質限制,但催化劑從水中分離困難。基於兩親Janus奈米粒子優異的介面活性和可分離的特點,利用催化活性單元,對矽基奈米粒子表面進行不對稱修飾,創制了Janus奈米表面活性劑型催化新材料,建立了“乳液催化、多相分離”耦合催化新方法,解決了乳液體系中催化劑的分離問題。系列研究成果發表在J. Catal.等國際催化類權威雜誌上,被編輯選為特色論文。綜述類期刊Chem. Soc. Rev.(2018, 47, 2722-2771和2018, 47, 1307-1350)同期連續兩次用超過1個印刷版面大篇幅報道,認為“水相中硫醚不對稱催化氧化更新和完善了手性亞碸合成的報道”。該研究成果獲得2020年度湖南省自然科學獎二等獎。
在做好科研工作的同時,譚蓉教授也非常重視人才培養工作。近年來,譚蓉教授承擔了本科生專業主幹課程《有機化學(一)(二)》《化學綜合實驗》和研究生限選課《催化原理與設計》等教學工作。在教學中,她愛崗敬業、盡職盡責,堅持教學思想、教學內容和教學方法的改革,虛心向優秀教師請教教學經驗,提高教學水平,獲2013年湖南省普通高校教師課堂競賽三等獎和湖南師範大學2014-2015年度教學優秀獎。定期為本科生做“大學生就業指導與創新創業”講座,介紹團隊最新研究成果,激發學生服務國家、服務人民的社會責任感和創新意識。此外,她擔任本科生科研導師,指導了本科生開展課外創新性實驗專案獲批湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃專案,併入選國家級大學生創新課題。
研究生培養方面,譚蓉教授堅持做研究生科研的領路人和思想的引路人,與學生同學習、同進步。指導研究生10餘年來,她堅持每天與學生一起總結分析當天的實驗資料,及時掌握學生的科研進度,緩解學生的科研壓力。每週定期舉行課題組的週期性工作總結和文獻彙報,與學生分享閱讀文獻的心得和體會,與學生一起分析實驗進展,解決實驗中發現的問題。她鼓勵學生不畏困難,努力培養學生科研能力和專業素養,在科研中找尋樂趣。受譚蓉教授的影響,畢業的碩士研究生中有10餘人到中山大學和湖南大學等國家“雙一流”高校繼續攻讀博士學位。此外,畢業的研究生中有3人獲評湖南省優秀畢業生,1人獲湖南省優秀博士學位論文。
在科研服務工作方面,譚蓉教授擔任化工專業負責人,組織化工學科評估和化工一級學科博士點的申報,積極組織各種學術會議和學術活動,為化工學科的發展搭建平臺,得到了領導與同事的好評。
秉承“仁愛精勤”校訓精神、認真做好科研創新和人才培養工作,取得更好的科研成果和為國家培養更多的高素質化學化工人才,是譚蓉教授對自己工作的要求和期望。
來源:科技處
編輯:高涵 李欣茹