程津培（物理有机化学与有机能量学）中国科学院院士｜我国定量化学键能研究的开拓者与“iBonD”全球权威键能数据库奠基人#

1. 研究方向#

程津培院士长期致力于物理有机化学及有机能量学的前沿与交叉研究，是我国在该领域的杰出领军人。他的研究深度聚焦于两个核心科学问题：一是如何通过实验与计算的交叉方法，精确测量、定量标定复杂化学体系中的基本能量学参数——化学键断裂能（$\text{Bond Dissociation Energy, BDE}$）与溶液酸碱度参数（$\text{p}K_{\text{a}}$）；二是如何利用这些基础物理化学数据构建定量热力学模型，从而解析化学反应的深层分子机理，指导新型绿色催化剂和新反应的理性设计。他打破了传统合成化学中依赖“试错”的经验范式，倡导并推动了基于能量学标度的理性化学转化研究。

2. 标志性成果#

• 创建国际首个及迄今最完整权威的智能型化学键能数据库 $\text{iBonD}$ (Internet Bond-energy Databank)：

  • 在国际化学界，键能作为分子性质的“度量衡”，其数据长期散落于海量文献中，且测定标准不一，质量参差不齐。这严重制约了化学研究的理性设计与计算化学的智能化演进。

  • 针对此痛点，程津培院士带领团队历经十余年“坚守与垦荒”，通过对经典文献的系统收集、严密校准，并结合自主的高精度实验测定，于 $2016$ 年成功建立并发布了国际上首个网络版化学键能数据库 $\text{iBonD}$。

  • $\text{iBonD}$ 数据库收录了各类溶剂中的 $\text{p}K_{\text{a}}$ 数据两万余条，涵盖数万个有机、无机及金属有机化合物，是目前全球键能领域数据最全、使用最便捷、最受学术界认可的大型基础科学数据库。它的建立极大地提升了我国在国际物理有机化学领域的话语权，同时为当前人工智能和机器学习应用于分子创制奠定了不可替代的底层数据底座。

• 系统发展了 $\text{NADH}$ 辅酶模型反应热力学理论体系：

  • $\text{NADH}$（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）是生命体内能量转化的关键辅酶。在其氧化还原反应中，究竟是发生“氢负离子直接转移”还是包含“质子与电子分步转移（$\text{PCET}$）”，这一直是物理有机化学和生物化学界长期争论不休的核心课题。

  • 程津培团队在国际上首次通过精准实验测定了数十种经典 $\text{NADH}$ 辅酶模型的键能及热力学参数，从多角度系统建立了 $\text{NADH}$ 模型氧化还原的反应能量学网络，计算出氢负离子、质子以及单电子转移的绝对热力学驱动力，并一举澄清了该类反应发生的精细路径及调控规律，奠定了辅酶热力学研究在国际上的领先地位。

• 定量一氧化氮（$\text{NO}$）亲合势、开发叶立德（$\text{Ylide}$）稳定性全球统一标度：

  • 他系统拓展了生物活性小分子一氧化氮（$\text{NO}$）与各类有机及生物受体的 $\text{N-NO}$ 键能测定，定量解析了 $\text{NO}$ 的体内转运、释放与热力学稳定性规律。

  • 在合成方法学领域，他的团队测定了一系列叶立德（$\text{Ylide}$）前驱体盐类化合物在不同介质中的绝对 $\text{p}K_{\text{a}}$ 范围，构建了首个叶立德热力学稳定性的统一标度。他深入揭示了离子液体等新型绿色溶剂中特殊的“溶剂化解离效应”，为离子液体作用机制的分子本质提供了扎实的物理有机热力学物证。

3. 学术地位与影响#

程津培院士是国际物理有机化学领域的战略科学家。他提出的“组合式使用多键能参数解析复杂反应机理”的新策略，被广泛应用于多类过渡金属催化（如钯催化活化苯胺等）、碳氢键活化（$\text{C-H}$ Activation）和光电催化反应的研究。他于 $2012$ 年受聘至清华大学建立基础分子科学中心，实现了将经验物理有机化学提升至定量、智能能量学高度的跨越。其科研成果填补了我国乃至世界在化学键能系统数据库领域的空白，并在国际著名期刊（包括《$\text{Science}$》、《$\text{Chem. Rev.}$》、《$\text{J. Am. Chem. Soc.}$》、《$\text{Angew. Chem. Int. Ed.}$》等）发表论文 $300$ 余篇，被国际同行列为测量与计算化学键能的全球黄金标杆。

1. 教育背景#

• $1972$ 年 $03$ 月－$1975$ 年 $07$ 月：天津师范学院（现天津师范大学）化学系，获理学学士学位。

• $1978$ 年 $09$ 月－$1981$ 年 $07$ 月：南开大学化学系有机化学专业，获理学硕士学位（导师：何炳林院士等）。

• $1982$ 年 $09$ 月－$1987$ 年 $06$ 月：美国西北大学（Northwestern University）有机化学专业，获理学博士学位（师从世界著名物理有机化学家 $F.\text{ }G.\text{ }Bordwell$ 教授）。

• $1987$ 年 $07$ 月－$1988$ 年 $06$ 月：美国杜克大学（Duke University），开展博士后研究工作。

2. 工作履历#

• $2012$ 年 $12$ 月至今：清华大学基础分子科学中心主任、化学系教授、博士生导师。

• $2000$ 年 $04$ 月－$2008$ 年 $03$ 月：中华人民共和国科学技术部（科技部）副部长、党组成员。

• $1995$ 年 $11$ 月－$2000$ 年 $04$ 月：南开大学副校长、化学学院教授（兼任南开大学元素有机化学国家重点实验室学术委员会副主任）。

• $1988$ 年 $07$ 月－$1995$ 年 $11$ 月：南开大学化学系，先后担任副教授、教授、物理有机化学研究室主任、博士生导师。

• $1975$ 年 $08$ 月－$1978$ 年 $08$ 月：天津塘沽师范专科学校（塘沽师范学院），任教。

1. 国家级与省部级顶尖奖项#

• 中国化学会物理有机化学成就奖（$2013$ 年）；

• 何梁何利基金科学与技术进步奖（$2005$ 年）；

• 中国化学会-中国石油化工股份有限公司化学贡献奖（$2012$ 年）；

• 国家杰出青年科学基金获得者（$1994$ 年，作为我国首届“杰青”获得者之一）。

2. 国际荣誉与行业重要表彰#

• 发展中国家科学院（$\text{TWAS}$）院士（$2001$ 年当选）；

• 复旦大学“吴征铠化学奖”（表彰其在化学转化能量学标度及研究范式变革方面的杰出贡献）。

1. 重要学术平台及期刊任职#

• 清华大学基础分子科学中心 主任；

• 国家科技图书文献中心（$\text{NSTL}$） 理事长（曾任）；

• 国家教育咨询委员会 委员。

2. 重要社会与学术兼职#

• 中华人民共和国科学技术部 原副部长、党组成员；

• 第十一届全国人大常委会 委员、全国人大教育科学文化卫生委员会副主任委员；

• 中国致公党中央委员会 原副主席；

• 欧美同学会·中国留学人员联谊会 副会长（曾任）；

• 国家科技奖励委员会 委员；

• 中国化学会 顾问、常务理事（曾任）。