引論:我們?yōu)槟砹?3篇有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)方法范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
不過,筆者注意到,這些品牌的調(diào)和油配料并未標(biāo)明具體占比。盡管金龍魚的第二代調(diào)和油標(biāo)簽上有顯著的“1:1:1”字樣,福臨門的9調(diào)均衡食用調(diào)和油包裝上也有醒目的“黃金配比”字樣,不過,對于這些食用油配料究竟在所購產(chǎn)品中的比例是多少,消費(fèi)者并不知情。正在選購食用油的呂阿姨告訴記者,只聽廣告宣傳稱是營養(yǎng)健康,但自己并不清楚“1:1:1”、“黃金配比”到底指的是什么。
盡管大多數(shù)調(diào)和油的標(biāo)簽上很難找到配方比例,但是我國的《預(yù)包裝食品標(biāo)簽通則》規(guī)定,預(yù)包裝食品中各種配料應(yīng)按制造或加工食品時加入量的遞減順序一一排列;加入量不超過2%的配料可以不按遞減順序排列。根據(jù)這項(xiàng)規(guī)定可以看出,這些食用調(diào)和油標(biāo)注的配料表中位列第一位的應(yīng)該是使用量最大的油種。筆者發(fā)現(xiàn),市場上多數(shù)調(diào)和油品牌標(biāo)簽上的配料表第一位都是大豆油,顯然,上述調(diào)和油基本上都是大豆油為主。
用貴油品冠名為噱頭
盡管市場上多數(shù)調(diào)和油都是以大豆油為主,但筆者發(fā)現(xiàn),各種調(diào)和油名稱卻是五花八門,如花生濃香食用調(diào)和油、橄欖原香食用調(diào)和油、添加海洋魚油調(diào)和油等。這些冠名“花生濃香”“橄欖原香”“香芝麻”的調(diào)和油中花生油、橄欖油、芝麻油在配料表均不是位列第一位。如京糧集團(tuán)的火鳥“香芝麻炒菜調(diào)和油”則注明順序?yàn)椋捍蠖褂?、花生油、芝麻油等。胡姬花的花生濃香調(diào)和油配料為:大豆油、菜籽油、花生油、芝麻油。
“如果產(chǎn)品說是‘芝麻調(diào)和油’,那我就認(rèn)為這油肯定以芝麻油為主了”,市民王女士接受媒體采訪時表示,實(shí)際配比她也無法判斷。
據(jù)一位業(yè)內(nèi)人士講,目前市場上的一些調(diào)和油看不到所含各種油料的具體成分和比例,生產(chǎn)企業(yè)往往僅將具有較高營養(yǎng)價值、價格高的油品放很少比例,用價格低的食用油作主要成分,卻將調(diào)和油以前者來命名,從而吸引消費(fèi)者?!耙?yàn)榇蠖褂蛢r格低,而花生油、玉米油、芝麻油等油品價格相對較高。”
“一般而言,食用調(diào)和油配方的前兩位占到最大比例,后面的配方成分幾乎都不足10%?!币患壹Z油企業(yè)的人士說,其實(shí)市場上主流品牌調(diào)和油主要配料就是大豆油、菜籽油,區(qū)別就是其他油種多少,像花生油、葵花籽油等價格相對高的油種在調(diào)和油中的含量普遍少,但是企業(yè)卻都用這些油種冠名,甚至不到1%也敢冠名。
消費(fèi)者知情權(quán)被侵害
公開資料顯示,我國終端市場上存在的調(diào)和油品種不下二十種。根據(jù)尼爾森數(shù)據(jù)顯示,前10名食用油品牌占據(jù)了約72%的調(diào)和油市場份額。但多年來,調(diào)和油配方比例不公開也成了業(yè)內(nèi)普遍現(xiàn)象。
“譬如叫橄欖調(diào)和油、芝麻調(diào)和油,其實(shí)橄欖、芝麻的占比不到1%,卻加入大量價格低廉的棕櫚油,售價不菲”,中國糧油學(xué)會一位負(fù)責(zé)人向記者表示,成分配比不透明,企業(yè)隨意掛名,不守規(guī)矩,嚴(yán)重侵害消費(fèi)者權(quán)益。
針對調(diào)和油配方比例不公開的現(xiàn)狀,糧油行業(yè)內(nèi)部也有不同的聲音。中儲糧油脂有限公司副總經(jīng)理王慶榮去年就曾公開表示,“食用調(diào)和油是個高毛利率產(chǎn)品,其配方被企業(yè)宣稱為高度商業(yè)機(jī)密,消費(fèi)者缺乏基本的知情權(quán)”。
其實(shí),在我國《預(yù)包裝食品標(biāo)簽通則》中有相關(guān)規(guī)定:如果在食品標(biāo)簽或說明書上特別強(qiáng)調(diào)添加了某種或者數(shù)種有價值、有特性的配料或成分,應(yīng)標(biāo)示所強(qiáng)調(diào)配料的添加量或在成品中的含量。
專家表示,導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因還是由于利益的驅(qū)使,如果公布了配比其實(shí)就相當(dāng)于公布了成本。在巨額利潤的誘惑下,只要不標(biāo)配比,一些企業(yè)可能會對調(diào)和油中各原料的比例進(jìn)行調(diào)節(jié),消費(fèi)者卻無從知情。不僅如此,由于消費(fèi)者缺乏對調(diào)和油各種油品構(gòu)成比例的了解,導(dǎo)致長期誤食,給身體營養(yǎng)均衡也會帶來影響。
檢測方法缺失無技術(shù)支撐
市場上調(diào)和油的種種亂象為何能夠長期存在?
“這是因?yàn)槲覈?種食用油新國標(biāo)實(shí)施已多年,唯有調(diào)和油國標(biāo)一直缺位”,中國糧油學(xué)會常務(wù)副會長王瑞元表示,目前我國大豆油、花生油、玉米油等食用油產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)于2004年10月正式施行,標(biāo)準(zhǔn)明確要求產(chǎn)品等級、生產(chǎn)工藝、原料產(chǎn)地等須在包裝上標(biāo)示。但是,上述法規(guī)對調(diào)和油卻無任何束縛。
據(jù)悉,2004年新的國家食用油標(biāo)準(zhǔn)開始施行后,當(dāng)時食用調(diào)和油市場的隨意勾兌現(xiàn)象、標(biāo)識混亂、名稱繁雜的問題就已經(jīng)引起有關(guān)部門注意。2004年12月,國家糧食局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心在上海召開研討會,官方、學(xué)界以及企業(yè)代表參加了研討,確定了《食用調(diào)和油》標(biāo)準(zhǔn)制定方案,并向國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會申請立項(xiàng)。但是,隨著后來在征求意見時,各方意見不統(tǒng)一,直到今天,食用調(diào)和油國家標(biāo)準(zhǔn)也未現(xiàn)真面目。
“食用調(diào)和油國標(biāo)長期未能出臺的另一原因就是檢測方法缺失,導(dǎo)致調(diào)和油國標(biāo)缺乏一個至關(guān)重要的技術(shù)支撐”,王慶榮接受媒體采訪時如此表示。
篇2
2不同類型的實(shí)驗(yàn)要求
2.1基本操作性實(shí)驗(yàn)
在當(dāng)前強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新人才、加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)的同時,不要忘記和淡化基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)在過去、現(xiàn)在和將來都是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本,是必須扎扎實(shí)實(shí)做好的一件事情,沒有基礎(chǔ)或基礎(chǔ)不牢,就談不上綜合,更談不上創(chuàng)新[3]?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、常規(guī)儀器操作方法及基本理論等[4]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)有熔點(diǎn)的測定、蒸餾和沸點(diǎn)的測定、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、簡單分餾、薄層色譜和柱色譜、重結(jié)晶和萃取等。其中有些實(shí)驗(yàn)在無機(jī)實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)過,比如重結(jié)晶,對這個實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要說明清楚不同點(diǎn):是操作方法使用范圍擴(kuò)大,不是簡單地重復(fù)以前的實(shí)驗(yàn)。無論是第一次接觸到的還是在以前基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),一定要求嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范,不能有絲毫的怠慢,常規(guī)儀器的操作方法一定要規(guī)范正確,否則容易造成實(shí)驗(yàn)事故,損壞儀器設(shè)備。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生良好實(shí)驗(yàn)行為的關(guān)鍵所在,也為后面的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2綜合性實(shí)驗(yàn)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合性實(shí)驗(yàn)主要是有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),是本課程內(nèi)容最豐富的地方,也是培養(yǎng)學(xué)生興趣最好的地方,能初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。第一,有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富,可以選擇教材上經(jīng)典的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),如1-溴丁烷的制備、正丁醚的制備、乙酸乙酰乙酯的制備、生物堿的提取等。訓(xùn)練學(xué)生正確地組裝儀器和使用儀器,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,這些合成實(shí)驗(yàn)時間較長,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),簡單高效地分離出產(chǎn)物,要求步驟正確、操作規(guī)范,如果學(xué)生實(shí)驗(yàn)順利,能合成出來的產(chǎn)物分離較純凈,產(chǎn)率高,學(xué)生的成就感很高,興趣也就來了。也可以讓學(xué)生合成出日常生活中的物質(zhì),如肥皂等,學(xué)生親手合成出和商場買回來一樣的東西,很興奮,感覺到實(shí)驗(yàn)有用武之地,不是書上那些空洞的知識。還可以選擇教師的科研課題,只要實(shí)驗(yàn)條件要求不是很高,又不危險,讓學(xué)生合成出新物質(zhì),學(xué)生們的成就感就更強(qiáng)。第二,有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的路線多樣性,如果說有機(jī)合成的理論課是一門藝術(shù),那么有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)就是藝術(shù)品。給定具體的產(chǎn)物,可以從不同的原料經(jīng)過不同的合成步驟合成出產(chǎn)物,指導(dǎo)教師先給出不同的合成路線,讓學(xué)生選擇其中一條路線,自己連接儀器裝置,人的大腦喜歡多樣性,有些學(xué)生就會想出更多的合成路線,方案可行的話,讓學(xué)生現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生的想法合理可行,會非常高興,甚至不敢相信他們自己能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟;如果不具備操作可行性的話,和學(xué)生一起分析原因,學(xué)生還是樂意接受的。第三,隨著科技的進(jìn)步,出現(xiàn)了新技術(shù)、新方法和新手段,要及時引入到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中[5]。讓學(xué)生有與時俱進(jìn)的感覺,新方法比傳統(tǒng)的方法簡單容易操作,比如合成產(chǎn)物的分離和檢測,有很多新的方法。如果實(shí)驗(yàn)條件允許,就采用新的方法,書上的舊的方法就不要使用,要讓學(xué)生跟上時代的腳步;如果一些舊的方法遲早要淘汰,指導(dǎo)教師要盡力更換,即使不能購買新儀器,也要向?qū)W生說明新儀器的用法及優(yōu)點(diǎn),學(xué)生有印象,以后繼續(xù)深造或工作中遇到時,不至于茫然不知。
2.3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力和初步的創(chuàng)新能力,指導(dǎo)教師給出實(shí)驗(yàn)名稱,讓學(xué)生查閱與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識內(nèi)容和相關(guān)的文獻(xiàn),學(xué)生對已有的文獻(xiàn)資料進(jìn)行閱讀、分析、評價之后,設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)步驟,列舉出實(shí)驗(yàn)所需要的藥品和試劑。然后讓學(xué)生上交設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)指導(dǎo)教師評閱后,總體上合理可行的方案,讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是檢測學(xué)生們設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案的合理可行性最好的方法,同時也能糾正有些不合理的地方,最后讓學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報告。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)沒有具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下,學(xué)生們獨(dú)立解決問題,擬出的實(shí)驗(yàn)方案可以是借鑒文獻(xiàn)上的,也可以在舊的實(shí)驗(yàn)方法上進(jìn)行改進(jìn),初步地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,然后在實(shí)驗(yàn)室里檢驗(yàn)方案的合理性和可行性。如果學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能夠在實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行,學(xué)生很有成就感,就會對實(shí)驗(yàn)充滿好奇,并樂意探索實(shí)驗(yàn)。
3合理的考核體系
考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可忽視的環(huán)節(jié),通過考核可以調(diào)動學(xué)生的積極性,促進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量的提高[5]。以往的考核方式一般是平時成績70%,期末成績30%。平時成績主要看實(shí)驗(yàn)報告,有些同學(xué)寫得認(rèn)真就會得到好的成績,而指導(dǎo)教師并不知道該生實(shí)驗(yàn)操作如何,更嚴(yán)重的是,有的實(shí)驗(yàn)報告是抄襲的,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是偽造的,學(xué)生主要精力放在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報告上,不在意如何去做實(shí)驗(yàn),就無法提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生有如此的想法主要責(zé)任在指導(dǎo)教師,因?yàn)榭己嗽u定成績的方法太狹隘,讓學(xué)生有空可鉆。最后一個實(shí)驗(yàn)指定為期末考核實(shí)驗(yàn),學(xué)生認(rèn)為只要做好最后一個實(shí)驗(yàn)就會有個好成績,這樣也無法提高學(xué)生的興趣。針對以上的不足,經(jīng)過不斷地摸索,建立相對公正合理的評價體系:平時成績70%和期末成績30%。平時成績包括實(shí)驗(yàn)成績70%和實(shí)驗(yàn)報告成績30%,基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告20%、實(shí)驗(yàn)操作40%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果30%、實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生習(xí)慣10%,每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束及時給出實(shí)驗(yàn)成績。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)成績包括文獻(xiàn)查閱20%、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30%、實(shí)驗(yàn)操作30%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10%、實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生習(xí)慣10%,實(shí)驗(yàn)結(jié)束給出成績,避免了只重實(shí)驗(yàn)結(jié)果輕視實(shí)驗(yàn)過程。期末成績考核包括筆試40%和操作60%,筆試采取閉卷,考查實(shí)驗(yàn)室安全知識、儀器的操作方法、實(shí)驗(yàn)操作易錯地方等,操作考核上學(xué)期基礎(chǔ)操作性實(shí)驗(yàn)多,重在考核操作的規(guī)范方面。
篇3
基金項(xiàng)目:本文系國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:GZ208017)、江蘇省高校自然基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:TZ208012)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)16-0133-02
隨著社會的日益進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對人才的要求也上升到一個新的層面。在知識更新如此快捷的經(jīng)濟(jì)時代,社會需要更多的具有創(chuàng)新意識和開拓精神的科技性人才,而完備的教育體制是提供此類儲備人才的唯一渠道。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動手能力,極大地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,必須有效地改變以往的以知識接受為主的應(yīng)試教育,倡導(dǎo)一種更適合培養(yǎng)學(xué)生的有效的教育體制。將研究性學(xué)習(xí)融入到教學(xué)中和不斷開展教學(xué)改革的倡導(dǎo)就是在這樣的背景下展開的,國家開始對各個學(xué)習(xí)階段、各類課程進(jìn)行教學(xué)改革,教學(xué)改革的宗旨是全面提高學(xué)生的素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
一、開設(shè)有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)的意義
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要分為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn),而有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)主要是為了擴(kuò)大對學(xué)生綜合能力的訓(xùn)練及體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展趨勢的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,也是為了加強(qiáng)化學(xué)合成及綜合分析手段的運(yùn)用等開設(shè)的實(shí)踐性課程。有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)是把基礎(chǔ)化學(xué)的理論知識、多種實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法加以歸納、分析、相互滲透的一種有效的實(shí)驗(yàn)形式,它是在學(xué)生對基礎(chǔ)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有一定了解的前提下,通過講授式、啟發(fā)式、討論式與實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,訓(xùn)練學(xué)生使用現(xiàn)代儀器和實(shí)驗(yàn)方法研究有機(jī)合成反應(yīng),在半微量或微量的規(guī)模下,合成、分離和鑒定某些有機(jī)化合物,以及利用一些常見的著名有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行多步驟合成等。[1]
有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)的目的是全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識,本實(shí)驗(yàn)課程是向畢業(yè)論文過渡的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程作為集中實(shí)踐性環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的重要途徑。對于深化學(xué)生的專業(yè)知識,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力及提高學(xué)生分析、解決問題的綜合能力,全面推進(jìn)素質(zhì)教育,有著特別重要的意義。
另外,本課程具有實(shí)驗(yàn)技能的綜合性、實(shí)驗(yàn)操作的獨(dú)立性、實(shí)驗(yàn)過程的可思考性等特點(diǎn),在該實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,要求學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線,獨(dú)立解決實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題,改變了以前做實(shí)驗(yàn)完全依靠教師的被動局面,充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,挖掘了學(xué)生的潛力。有利于拓寬學(xué)生的知識面,使學(xué)生了解和學(xué)習(xí)到學(xué)科前沿領(lǐng)域的新知識與先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的科學(xué)研究興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。有利于學(xué)生把所學(xué)的知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,讓學(xué)生有“學(xué)以致用”的感覺,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
二、有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革的必要性
開展研究性實(shí)踐教學(xué)是大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的根本要求,如何充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的作用,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為各類實(shí)踐教學(xué)必須思考的重要問題。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不僅離不開課堂上理論知識的傳授,還必須借助實(shí)踐教學(xué)并且需要強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。因此,實(shí)踐教學(xué)效果的好壞對于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)有著重要的影響。一般大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)絕大多數(shù)仍停留在“知識驗(yàn)證”的層面上,傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式不利于學(xué)生的知識創(chuàng)新,不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng),必須進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)方法的改革。
有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)立的宗旨是使學(xué)生在完成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,實(shí)施開放式教學(xué),促進(jìn)學(xué)生知識、能力、思維和素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,都是實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備好所需的實(shí)驗(yàn)用品,教師在實(shí)驗(yàn)課開始之前詳細(xì)的講解并演示,學(xué)生再依樣將每個步驟重復(fù)一遍,這樣的應(yīng)試教育完全不能激發(fā)學(xué)生的興趣,無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想是化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅是為了傳授化學(xué)知識、驗(yàn)證化學(xué)理論、掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能,而應(yīng)該是更重視能力和素質(zhì)的培養(yǎng),通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識和科學(xué)思維。[2]為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變,打破舊實(shí)驗(yàn)體系,構(gòu)建新實(shí)驗(yàn)體系,有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)從根本上改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念,作為集中實(shí)踐環(huán)節(jié)展開教學(xué)。有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)在教學(xué)方面進(jìn)行了積極的探索與教學(xué)改革實(shí)踐,重點(diǎn)是對實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和手段、教學(xué)管理等進(jìn)行了一體化的設(shè)計(jì)與改革,實(shí)施了研究性實(shí)踐教學(xué)。[2]
三、實(shí)施正確的教學(xué)方式,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性
在推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,首先要明確材料在21世紀(jì)的重要地位,包括材料科學(xué)與社會的關(guān)系,對社會發(fā)展的重要影響;化學(xué)正向其他學(xué)科滲透和衍生,對科技、生活領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。實(shí)際上,讓學(xué)生理解化學(xué)與社會的關(guān)系,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中素質(zhì)教育的重要組成部分。讓學(xué)生了解前沿的新興學(xué)科,可以幫助學(xué)生拓寬學(xué)習(xí)視野。有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施研究性實(shí)踐教學(xué),將有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)中各類加熱、冷卻、干燥、攪拌、過濾、萃取、常壓蒸餾、減壓蒸餾和柱色譜分離等操作內(nèi)容通過錄像、動畫等形式直觀的演示出來,寓教于樂,不僅增加了教學(xué)的權(quán)威性和規(guī)范性,還使簡單的、枯燥的講述變得更為生動、形象、立體、活潑,加深了學(xué)生的印象,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教為主體的模式,學(xué)生沒有自主創(chuàng)新意識,也沒有主觀能動性。教師應(yīng)該本著服務(wù)學(xué)生的教學(xué)思想,突出學(xué)生的主體地位,在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)能引導(dǎo)學(xué)生主動參與的教學(xué)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,不斷培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。
研究性實(shí)踐教學(xué)將“研究性學(xué)習(xí)”引入到實(shí)驗(yàn)課堂,實(shí)施正確的教學(xué)方式。[3]學(xué)生在該實(shí)踐環(huán)節(jié)中是按照發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的模式來進(jìn)行實(shí)踐。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn),獲得與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的信息,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)路線,形成學(xué)習(xí)報告、進(jìn)行交流。對比傳統(tǒng)的應(yīng)試教育,這種學(xué)習(xí)方式更具有吸引力,更能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。
在實(shí)驗(yàn)前,給學(xué)生提供查找資料的方法,讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線,明確實(shí)驗(yàn)步驟,理解每步反應(yīng)所涉及到的機(jī)理和實(shí)驗(yàn)原理,將實(shí)驗(yàn)每一步中所用的儀器、藥品和溶劑詳細(xì)記錄與標(biāo)明,并查閱所用到的物品的物性和毒性,將自己對實(shí)驗(yàn)了解的部分清晰的寫在預(yù)習(xí)報告上。充分的預(yù)習(xí)可以幫助學(xué)生詳細(xì)的了解實(shí)驗(yàn)的具體過程,在查閱資料和記錄預(yù)習(xí)報告的過程中,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和解決具體問題的能力。實(shí)驗(yàn)過程中,給學(xué)生提供充分的動手機(jī)會,從而培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和獨(dú)立工作的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報告。除了基本的必做實(shí)驗(yàn)外,還可以配合學(xué)生的興趣安排不同的選做實(shí)驗(yàn),以調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和能動性。從預(yù)習(xí)的獨(dú)立思考到實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際操作,再到處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)客觀,都培養(yǎng)了學(xué)生“研究性學(xué)習(xí)”的學(xué)習(xí)模式,有效地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。
“研究性學(xué)習(xí)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)習(xí),其中充滿了樂趣也極富挑戰(zhàn)性。學(xué)生必須親自去做,才能夠體會到該“如何做”。通過這種拓展學(xué)習(xí),學(xué)生的各項(xiàng)技能和能力都將得到最大程度的發(fā)展,創(chuàng)新意識也會在其中得到提高,進(jìn)而提高學(xué)生的自我教育能力。在有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)課上開展“研究性學(xué)習(xí)”,可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、開拓能力以及學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等。
四、改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考核方式,提高創(chuàng)新能力
有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)計(jì)劃中的一個集中實(shí)踐環(huán)節(jié),是檢驗(yàn)學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力的環(huán)節(jié)。在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)之后,學(xué)生已具備了一定的實(shí)驗(yàn)基本技能和專業(yè)知識,其觀察能力、理解能力以及動手能力都有了一定的提高。在此前提下,開設(shè)了有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn),它不同于一些認(rèn)識性的生產(chǎn)實(shí)習(xí),也與一般的實(shí)驗(yàn)課程有很大的區(qū)別。它主要包含研究型、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),通過該集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),可以幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固現(xiàn)有知識,并通過自發(fā)學(xué)習(xí)、自我教育開拓視野,更深層次地將理論和實(shí)踐聯(lián)系起來。
為了提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)他們觀察、分析和解決實(shí)際問題的能力,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力,必須對原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。[4]考慮到學(xué)生的興趣各異,安排不同的選做實(shí)驗(yàn)。例如,在有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)課程中,安排了一個選做實(shí)驗(yàn)是“顏料黃的制備”。顏料黃的化學(xué)名稱是1,1'-[(6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二亞氨基]雙蒽醌,C37H21N5O4,外觀為橙色粉末,不溶于水和乙醇。顏料黃為酰胺類蒽醌還原染料,學(xué)生根據(jù)所查閱的資料,找到了幾種制備方法。它可以用三聚氯氰作為?;瘎cα-氨基蒽醌衍生物作用制得。還可以由2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪與1-氯蒽醌反應(yīng)制備。同時,學(xué)生通過對試劑的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪很難購買,最后通過對實(shí)驗(yàn)方法的查閱,2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪可由苯甲腈和雙氰胺在氫氧化鈉和丁醇的條件下反應(yīng)制得。通過對這個實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、調(diào)研、資料的查閱,啟發(fā)了學(xué)生合理安排實(shí)驗(yàn)路線和試劑藥品。另外,顏料黃與人們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān),主要用于棉、黏膠、維/棉混紡織物的染色和印花,還可以用作有機(jī)染料。這類還原染料使得光敏脆損性變小,且對纖維素具有良好的親和力。分散性、勻染性好,耐氯漂、濕處理牢度高。顏料黃在堿性保險粉還原液中為紫色;在酸性保險粉還原液中為暗橙色;在濃硫酸中為黃色??梢怨膭顚W(xué)生用自己制備的顏料對棉質(zhì)的布料在不同的介質(zhì)中進(jìn)行染色,并觀察布料最終的顏色,練習(xí)顏料黃在不同介質(zhì)下的著色機(jī)理。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排合理且貼近生活,激發(fā)學(xué)生對自己專業(yè)的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的能力,提高學(xué)生對理論貫穿到實(shí)際的能力和綜合分析能力,進(jìn)而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革非常重要,對考核方式的完善也勢在必行。合理的考核體系有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,有利于激勵學(xué)生的積極性,還可以及時正確的反應(yīng)該課程制定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否合理、學(xué)生對該課程的掌握是否達(dá)標(biāo)??紤]到本課程的特殊性,在考核方式上也進(jìn)行了不斷的調(diào)整和完善。實(shí)驗(yàn)的總成績包括以下三部分:預(yù)習(xí)報告的成績、實(shí)驗(yàn)操作的成績和實(shí)驗(yàn)報告成績。其中預(yù)習(xí)報告的成績占50%,這部分主要包括實(shí)驗(yàn)路線設(shè)計(jì)是否合理、實(shí)驗(yàn)步驟是否正確、對實(shí)驗(yàn)原理是否清楚、是否詳細(xì)例舉了實(shí)驗(yàn)所用的儀器藥品等,主要考察學(xué)生獨(dú)立思考的能力、主觀能動性和創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)操作成績占30%,這部分主要包括考勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)際操作能力等,主要考察了學(xué)生的動手能力和獨(dú)立處理問題的能力;實(shí)驗(yàn)報告成績占20%,這部分主要包括實(shí)驗(yàn)報告書寫的條理性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否合理可信等,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,更有效地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。
開設(shè)研究型、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時,教師只適當(dāng)加以指導(dǎo),學(xué)生在掌握了查閱文獻(xiàn)的技能后,通過對文獻(xiàn)的查閱,獲得所做實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)信息,包括原物料的物理化學(xué)特性,查閱總結(jié)所有實(shí)驗(yàn)方案的資料,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)路線,了解實(shí)驗(yàn)的目的,每個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,匯總實(shí)驗(yàn)所需的簡單儀器裝置和藥品,并能設(shè)計(jì)初步的實(shí)驗(yàn)裝置,寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟及每個步驟的注意事項(xiàng),完成每個實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報告。這樣學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時就可以有據(jù)可查,不會盲從搭建反應(yīng)裝置,是帶著疑問來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。學(xué)生對每個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備,提高了學(xué)生獨(dú)立思考的能力;對每個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和對所學(xué)知識的靈活運(yùn)用,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力,逐漸培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)和創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)習(xí)慣,為學(xué)生進(jìn)一步深造和后續(xù)高層次人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
五、結(jié)語
有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)是化學(xué)類專業(yè)高年級學(xué)生的必修實(shí)驗(yàn)課,也是一個重要的向畢業(yè)論文過渡的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革和探索是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程,它是一種全新的教學(xué)模式,與課堂上的講授以及實(shí)驗(yàn)性教學(xué)相比,有較大的變化。實(shí)踐性教學(xué)需要更新教學(xué)思想,融入新的教學(xué)理念,教師只有改革自己的學(xué)習(xí)方式、轉(zhuǎn)變教育觀念,讓研究性學(xué)習(xí)融入到實(shí)踐教學(xué)課堂、實(shí)現(xiàn)科學(xué)教學(xué),才能真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索力度,完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使學(xué)生對有機(jī)合成綜合實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到全方位的鍛煉。通過改進(jìn)實(shí)踐性教學(xué)方法、更新實(shí)踐內(nèi)容、完善考核制度,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)和創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度,為培養(yǎng)高層次人才奠定基礎(chǔ)。總之,實(shí)踐性教學(xué)需要在實(shí)踐過程中進(jìn)行不斷探索,才能形成一種科學(xué)、合理、有效的實(shí)踐性教學(xué)模式。
參考文獻(xiàn):
[1]謝英娜.綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].廣州化工,2010,38(7):272-273.
篇4
跨入新世紀(jì),隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改革開放的不斷深入,我國的有機(jī)化學(xué)已不再是限于少數(shù)領(lǐng)域,現(xiàn)在正在做大量有特色的工作,而且還有很多令人矚目的新創(chuàng)造,尤其在金屬參與的有機(jī)合成方法學(xué)、不對稱催化與不對稱合成以及生物活性天然產(chǎn)物的全合成等方面。但是作為一個發(fā)展中的有機(jī)化學(xué)大國,我們的有機(jī)化學(xué)也正在向其他的領(lǐng)域進(jìn)軍,從經(jīng)典的物理有機(jī)化學(xué)到計(jì)算化學(xué)、分子識別、超分子化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、有機(jī)材料化學(xué)乃至更廣受矚目的綠色化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)都可以領(lǐng)略到前進(jìn)的步伐?;谶@種狀況,回顧與展望有機(jī)合成化學(xué)具有重大意義。
1 有機(jī)合成化學(xué)的回顧
自從有機(jī)化學(xué)成為一門學(xué)科以來,人們了解了分子的結(jié)構(gòu)、性能,合成出各種各樣有用的化工產(chǎn)品,這種根據(jù)一定的結(jié)構(gòu)建立有機(jī)分子的手段,稱為有機(jī)合成。有機(jī)合成化學(xué)是研究用化學(xué)、物理或生物方法合成有機(jī)化合物的科學(xué)??傮w上看,有機(jī)合成涉及各種各樣的單元反應(yīng),包括碳—碳鍵和碳—雜原子鍵的形成或斷裂以及官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換和除去。據(jù)統(tǒng)計(jì),有機(jī)化學(xué)反應(yīng)目前已超過3000個,其中廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成的有200多個,而且還不斷有新的合成反應(yīng)問世。這是有機(jī)合成方法學(xué)的問題,是有機(jī)合成的基礎(chǔ)。另一方面是將這些反應(yīng)和方法結(jié)合起來,以比較簡單的分子為原料進(jìn)行天然的或設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子的合成。迄今為止,已知的有機(jī)化合物已超過2000萬個,其中絕大多數(shù)是通過有機(jī)合成獲得的。進(jìn)行有機(jī)合成時,合成路線及策略的合理而巧妙的設(shè)計(jì)以及合成方法的高效性、選擇性、原子經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的綜合效益至關(guān)重要。
回顧有機(jī)合成化學(xué)的發(fā)展,首先應(yīng)提及的是在1902-2005年共97次Nobel化學(xué)獎中,約有25項(xiàng)是固有機(jī)合成領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)而獲獎,可見有機(jī)合成在化學(xué)和眾多科學(xué)發(fā)展中占有極其重要的地位。它們涉及有機(jī)合成最重要的三個方面:一是天然產(chǎn)物的研究和復(fù)雜有機(jī)物的合成;二是重要類型反應(yīng)或方法學(xué)的研究;三是有機(jī)合成的重要概念和理論。
最近三四十年有機(jī)合成得到了從未有過的飛速發(fā)展,呈現(xiàn)了多彩繽紛的新面貌,取得了許多令人矚目的重大成就。此外還有幾個方面值得特別指出:傳統(tǒng)有機(jī)合成和有機(jī)化工正由資源能源耗費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的狀況逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色合成和潔凈工藝;有機(jī)合成化學(xué)正滲透和深入于其他學(xué)科中,特別是對生命科學(xué)和材料科學(xué)的巨大促進(jìn);高選擇性合成,特別是不對稱催化合成取得很大的進(jìn)展,許多有廣泛應(yīng)用價值的新反應(yīng)和新方法相繼問世;組合化學(xué)、多樣性導(dǎo)向的合成(diversity-oricntcd synthesis,DOS)、正向合成分析(forward-synthetic analysis)、高通量自動化合成技術(shù)提供了迅速達(dá)到分子多樣性的捷徑,為新藥、生物活性物質(zhì)、精細(xì)化學(xué)品和特種功能材料的研發(fā)提供更有力的工具;利用微生物、天然酶和人工酶進(jìn)行選擇性催化合成日益受到重視;超聲波、激光、微波等技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用于化學(xué)合成反應(yīng),多種非共價鍵作用力,如氫鍵、靜電力、疏水作用、π-π相互作用等,在構(gòu)筑高級有序超分子新結(jié)構(gòu)方面已取得許多重要成果;眾多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含多個手性中心的天然或設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子的成功合成,進(jìn)一步展示了有機(jī)合成化學(xué)巨大的創(chuàng)造魅力以及科學(xué)-藝術(shù)的完美結(jié)合。??舅鼐褪瞧袢斯ず铣色@得的具有最大相對分子質(zhì)量和最多手性中心的次生代謝產(chǎn)物。我們今天的生活,幾乎離不開有機(jī)物了。
2 有機(jī)合成化學(xué)的展望
有機(jī)合成化學(xué)發(fā)展至今,可以說已達(dá)到了十分成熟、精致、高超的學(xué)術(shù)境界。但是,它在許多方面還不能很好地滿足不斷提高的科技發(fā)展和人類需求。有機(jī)合成離綠色合成或理想合成(理想合成的定義是斯坦福大學(xué)P.A.Wender教授于1996年提出的,它是指用簡單、安全、環(huán)境友好、資源有效的操作,快速、定量地把價廉、易得的起始原料轉(zhuǎn)化為天然或設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子)還有很大的差距,不少合成方法就高效性、選擇性、原于經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好、簡便實(shí)用的綜合效益還較低;如何更有效利用N2、O2、H20、C02、SO2、CH4以及農(nóng)副產(chǎn)業(yè)廢棄的大量生物質(zhì),使之轉(zhuǎn)化為更有用的有機(jī)物,還有大量工作要做;就合成反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性考慮,許多有機(jī)合成反應(yīng),包括獲得Nobel獎的Grignard反應(yīng)、Wittig反應(yīng),原子利用率都很低;再舉一個簡單產(chǎn)品為例,由苯或苯酚制備鄰苯二酚,至今還沒有合成效率高,特別是選擇性局的較好的一種生產(chǎn)方法。
回顧有機(jī)合成化學(xué),不難發(fā)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)方法到基礎(chǔ)理論都有了巨大的進(jìn)展,顯示出蓬勃發(fā)展的強(qiáng)勁勢頭和活力。世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機(jī)化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、醫(yī)藥、生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)、石油化工、交通、環(huán)境科學(xué)等與人類生活密切相關(guān)的行業(yè)中,直接或間接地為人類提供了大量的必需品。與此同時,人們也面對著天然的和合成的大量有機(jī)物對生態(tài)、環(huán)境、人體的影響問題。展望未來,有機(jī)合成化學(xué)將使人類優(yōu)化使用有機(jī)物和有機(jī)反應(yīng)過程,有機(jī)化學(xué)將會得到更迅速的發(fā)展。
當(dāng)前,和諧社會發(fā)展的需求致使現(xiàn)代有機(jī)合成的發(fā)展趨勢產(chǎn)生了變化,從傳統(tǒng)的方式向高選擇性、原子經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)環(huán)境的方向發(fā)展。這些發(fā)展方向都需要先進(jìn)的合成工藝,即不能使用繁瑣的反應(yīng)步驟,控制污染物的排放量,選擇高效的催化劑和潔凈的反應(yīng)介質(zhì),如離子液為介質(zhì)的有機(jī)反應(yīng)等。
但是我們相信,面對社會可持續(xù)發(fā)展提出的高需求和新挑戰(zhàn),通過一代代有機(jī)化學(xué)工作者的艱苦努力和不懈創(chuàng)新,有機(jī)合成化學(xué)必將進(jìn)一步發(fā)展和完善,也必將繼續(xù)為人類美好的未來做出更大的貢獻(xiàn)。
綜上所述,自尿素合成以來,有機(jī)合成化學(xué)經(jīng)歷了巨大發(fā)展,產(chǎn)生了許多新反應(yīng)、新概念、新方法和新技術(shù),推動了有機(jī)化學(xué)迅速發(fā)展,構(gòu)筑了豐富多彩分子世界,推動了與之相關(guān)的眾多基礎(chǔ)學(xué)科,交叉學(xué)科和應(yīng)用行業(yè)的產(chǎn)生與發(fā)展,為人類進(jìn)步和生活質(zhì)量提高做出了巨大貢獻(xiàn),我們要相信通過不懈努力,有機(jī)合成化學(xué)將會不斷完善與發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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篇5
基本操作實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),它可以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能,提高學(xué)生的動手能力。對于基本操作實(shí)驗(yàn),首先,培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,如實(shí)驗(yàn)的安全和注意事項(xiàng)、熟悉常規(guī)儀器的使用、化學(xué)藥品的性質(zhì)等。其次,讓學(xué)生學(xué)會有機(jī)化合物物理常數(shù)的測定,如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率等。最后,掌握有機(jī)物分離提純方法。
2.組織驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
有機(jī)物性質(zhì)實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證有機(jī)物的特性,讓學(xué)生掌握官能團(tuán)的性質(zhì)及鑒定方法,從而加深對理論知識的理解。但由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),只是“照方抓藥”,因此可根據(jù)有機(jī)物的類別,選取代表性實(shí)驗(yàn)來做,壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的數(shù)目。還可根據(jù)需要,在有的實(shí)驗(yàn)中選取部分,重新組合一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
3.開設(shè)“系列化”有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
所謂“系列化”有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),根據(jù)教材內(nèi)容,將多個實(shí)驗(yàn)合并成一組大實(shí)驗(yàn)。使前一次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品成為下一次實(shí)驗(yàn)的原料。“系列化”合成實(shí)驗(yàn),只最初一次投入原料,減少了藥品用量,降低了成本,減少了污染,保護(hù)了環(huán)境。同時激發(fā)了學(xué)生的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。
4.開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),即由教師根據(jù)學(xué)生掌握知識的情況提出課題,由學(xué)生去查閱相關(guān)文獻(xiàn),設(shè)計(jì)出合成路線、裝置圖及實(shí)驗(yàn)方案。師生共同討論,制訂出可行的實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立實(shí)驗(yàn),教師給予相應(yīng)的指導(dǎo)。學(xué)生通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),鞏固了課堂知識,訓(xùn)練了綜合操作技能,培養(yǎng)了獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用知識的能力,也提高了創(chuàng)新能力。
5.參與教師科研課題,提離學(xué)生的科研能力。
讓學(xué)生參與教師的科研課題,承擔(dān)其中某一個子課題,在教師的指導(dǎo)下,完成課題,井寫出科研論文。學(xué)生通過參與教師的科研課題,一方面,對教師來說,提高了工作效率,另一方面,對學(xué)生來說,學(xué)生在完成課題的過程中,學(xué)到了科研方法,提高了科研能力,為將來進(jìn)行科研工作打下了基礎(chǔ)。
二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中,應(yīng)多采用啟發(fā)式、討論式、研究式等以學(xué)生為主體的教學(xué)模式,做到精講多練,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
1.采用討論式教學(xué),激發(fā)學(xué)生積極探索。
討論式教學(xué),是學(xué)生在課前充分預(yù)習(xí)和查閱資料后,在實(shí)驗(yàn)前由教師對實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵、實(shí)驗(yàn)操作的技巧、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等提出問題,由學(xué)生討論,教師總結(jié)的一種方法。它可以發(fā)展學(xué)生的思維,讓學(xué)生自己探索,發(fā)現(xiàn)問題,尋找規(guī)律,總結(jié)和提高。如做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時,教師提前將重組后的實(shí)驗(yàn)方案給學(xué)生,實(shí)驗(yàn)課時由學(xué)生講解,教師提問,學(xué)生討論,然后總結(jié),可收到較好的效果。
2.采用研究式教學(xué)法,提離學(xué)生研究和創(chuàng)新能力。
學(xué)生參與教師的科研課題,即采用了研究式教學(xué)法,學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,查閱文獻(xiàn),制訂實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn),提交實(shí)驗(yàn)記錄和科研論文。實(shí)踐證明,學(xué)生參與的積極性很高,井能較好地完成研究任務(wù),動手能力、研究能力和創(chuàng)新能力得到了提高。
積極開展研究型,創(chuàng)新性教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式的學(xué)習(xí),是我一直追求的做法。欲開展研究型教學(xué),則應(yīng)在學(xué)生已經(jīng)在本門課程的相關(guān)學(xué)習(xí)中,掌握了一定的基礎(chǔ)知識后進(jìn)行。譬如在學(xué)習(xí)分子重排過程的親核重排或是在有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的討論中,均是先由教師提出問題,然后讓學(xué)生根據(jù)逆向思維的準(zhǔn)則提出合理的分子重排機(jī)制或合理的反應(yīng)機(jī)理。通過多種對比,篩選最后確定最為合理的重排機(jī)制或反應(yīng)機(jī)理。通過這種訓(xùn)練后學(xué)生的研究性思維便會悄然形成。同時,學(xué)生的自學(xué)潛能,分析問題與解決問題的能力會得到極大的提升。從老師自身的教學(xué)體會也自然地感受到,有機(jī)化學(xué)后半部的較深與較難的內(nèi)容體系會在這種教學(xué)模式下,輕松地實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)的突出與難點(diǎn)的突破,最后復(fù)習(xí)起來也就無須費(fèi)什么精力了。學(xué)生也覺得有機(jī)化學(xué)越學(xué)越有味。
三、理論與實(shí)踐的和諧,互動式的實(shí)踐教學(xué)
篇6
2基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的意義
(1)訓(xùn)練學(xué)生動手操作及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科,單獨(dú)以老師為主體的理論教學(xué)無法將整個有機(jī)化學(xué)知識點(diǎn)融會貫通,而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)就為學(xué)生提供了動手操作的機(jī)會,解決了學(xué)生上課時對不明白知識點(diǎn)的困惑。例如,在學(xué)習(xí)有機(jī)物萃取時,很多學(xué)生在理論課時對萃取的過程以及注意事項(xiàng)都是死記硬背,而實(shí)驗(yàn)課時學(xué)生通過自己的獨(dú)立完成或者協(xié)作完成,將會徹底領(lǐng)悟到萃取的原理,并掌握分液漏斗的正確使用方法。有機(jī)化學(xué)同時也是一門實(shí)用性非常強(qiáng)的學(xué)科,例如阿司匹林的制取,阿司匹林是一種解熱鎮(zhèn)痛藥,在人類的藥物發(fā)展史中有著不可替代的地位,對此藥物進(jìn)行合成可以使學(xué)生明白有機(jī)合成的重要性,同時也能對重結(jié)晶提純法進(jìn)行鞏固。
(2)訓(xùn)練學(xué)生科研思維與專研精神。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)由于其操作性強(qiáng)、專業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn),對學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了考驗(yàn),同時也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維與專研精神。諸多著名的化學(xué)家如居里夫人、門捷列夫等,他們之所以能夠取得如此大的成就,就是憑借實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練帶給他們的科研思路以及實(shí)驗(yàn)成果。本科階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)要注重的是實(shí)驗(yàn)的熱情,因此將他們的熱情鼓舞起來后,他們才能夠真正投入到專研當(dāng)中。
(3)為學(xué)生步入未來工作崗位打基礎(chǔ)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)專業(yè)相關(guān)人才進(jìn)入未來工作崗位的必要條件,只有掌握基本操作的技能才能夠勝任工作崗位的需求。我國大學(xué)生越來越多,就業(yè)形勢越來越嚴(yán)峻,市場和人才培養(yǎng)方向的脫節(jié)主要原因就是學(xué)生操作技能差,理論考試都能得高分,而一到具體應(yīng)用就措手不及。然而,對于那些不從事化學(xué)相關(guān)專業(yè)工作的專業(yè)來說,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn),對未來工作崗位相關(guān)的知識都是一種重要的鋪墊。
3目前基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題
(1)實(shí)驗(yàn)方法落后、實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容一般是那些已經(jīng)完成被認(rèn)可的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)雖然很經(jīng)典,但由于實(shí)驗(yàn)方法落后導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)耗時長、操作繁瑣,有的實(shí)驗(yàn)要6個小時以上才能結(jié)束,這使得一些本來對有機(jī)化學(xué)感興趣的同學(xué)望而卻步。而實(shí)際上有機(jī)化學(xué)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)手段也不斷在進(jìn)步,采用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法可大大縮短實(shí)驗(yàn)時間,這非常有助于提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。另外,我國諸多高校在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上都存在著設(shè)備過于老舊的問題,很多實(shí)驗(yàn)無法開展下去的重要原因就是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的短缺,一般都是幾個學(xué)生用一個實(shí)驗(yàn)臺或者一臺操作儀器。在實(shí)驗(yàn)方法上,除了傳統(tǒng)的基本內(nèi)容外,沒有將社會上用的新技術(shù)引進(jìn)去,學(xué)生不知道學(xué)完后用在哪里,自然無法激發(fā)他們的熱情。而很多現(xiàn)代社會根本用不到的理論仍體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教材上,這不僅耗費(fèi)了學(xué)生和老師的寶貴時間,同時也不利于學(xué)生適應(yīng)未來的工作。
(2)實(shí)驗(yàn)過程中存在安全隱患。實(shí)驗(yàn)的安全患包括三個方面:①我國目前很多高校在實(shí)驗(yàn)室安全方面都存在一定的隱患,例如缺乏實(shí)驗(yàn)安全操作柜,實(shí)驗(yàn)試劑過期或者不合格等現(xiàn)象屢屢出現(xiàn)。②一些有機(jī)實(shí)驗(yàn)本身存在安全患,比如乙酰乙酸乙酯的制備,該實(shí)驗(yàn)要使用鈉砂,金屬鈉遇水即燃,在熱熔鈉塊并震蕩使之變成砂粒的過程中,如果操作不當(dāng),鈉會從瓶子里噴出來,非常危險。而事實(shí)上筆者在從事這么多年的有機(jī)合成研究過程中從未使用過鈉砂。③在實(shí)驗(yàn)操作過程中很多學(xué)生都缺乏安全意識,沒有帶口罩和眼罩,一旦發(fā)生意外事件如試劑噴射到眼里,或者身上,則無法進(jìn)行有效及時的處理。
4對基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教學(xué)的看法
(1)明確基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。目前我國基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在諸多問題的重要原因,就是沒有真正明確其實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。我國大學(xué)現(xiàn)在開展的是素質(zhì)教育而不是二十年前的精英教育,因此將過多的要求投放在學(xué)生身上,將會導(dǎo)致他們厭學(xué)或者恐懼。有很多學(xué)生還沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就被那些高難度的要求嚇得退卻,不能激發(fā)他們的實(shí)驗(yàn)熱情、鉆研熱情。筆者認(rèn)為,本科階段的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要目的應(yīng)該是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,只有他們有學(xué)習(xí)的熱情與渴望,才可能進(jìn)一步地鉆研,也才可能克服怕苦怕累的思想。
(2)因地制宜制定本科教學(xué)的培養(yǎng)策略。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該采取針對不同的學(xué)生采取不同的策略,對于化學(xué)專業(yè)的同學(xué)和相關(guān)專業(yè)的同學(xué)應(yīng)該制定不同的目標(biāo),不能一概而論,否則有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課將對那些基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)少的同學(xué)產(chǎn)生很大的負(fù)擔(dān)。本科教育注重的是素質(zhì)教育,因此著重在于培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)熱情,只有奠定熱情的基礎(chǔ)上,才能夠進(jìn)一步地實(shí)驗(yàn)和攻讀研究生。
5改革基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略
(1)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念與目標(biāo)。本科階段的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)其本質(zhì)上的問題是教學(xué)理念與目標(biāo)的偏差。因此,教育部門應(yīng)該徹底改革現(xiàn)有的教育體制,不能將二十年前的目標(biāo)與理念用于現(xiàn)在。制定的理念與目標(biāo)應(yīng)該結(jié)合學(xué)生和學(xué)校的實(shí)際,同時也應(yīng)該結(jié)合社會市場的需求。筆者認(rèn)為本科階段基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念與目標(biāo)應(yīng)該是:著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情,提升素質(zhì)教育。
(2)根據(jù)社會需求,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)備?,F(xiàn)階段我國本科有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)不能與時俱進(jìn),沒有跟上社會需求的潮流。因此,應(yīng)該引進(jìn)那些社會工作中需要的實(shí)驗(yàn)、刪除那些社會不需求或者用不到的實(shí)驗(yàn),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的前提就是要有充足的資金購買實(shí)驗(yàn)設(shè)備,因此可以采用和企業(yè)聯(lián)合辦學(xué)的策略,由企業(yè)投資引進(jìn)設(shè)備,同時企業(yè)排除專門人士進(jìn)行指導(dǎo),帶領(lǐng)學(xué)生參觀公司,只有了解到所學(xué)知識的有用性,才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,同時也為學(xué)生的就業(yè)帶來了保障。同時也要盡量使用現(xiàn)代的有機(jī)合成方法和手段,增加實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性,還可以找一些現(xiàn)象明顯、容易成功、能顯著提升學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn),以替換危險、氣味大的實(shí)驗(yàn)。
(3)分階段教學(xué)的培養(yǎng)方案。在本科階段主要分為以下三個階段培養(yǎng)策略:首先,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,可以是老師帶領(lǐng)學(xué)生參觀化學(xué)應(yīng)用公司或者大型科研院所,也可以是老師通過簡單的實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生動手的熱情。其次,對那些有實(shí)驗(yàn)操作熱情的同學(xué),可以引進(jìn)到老師的科研隊(duì)伍中,開拓學(xué)生的視野,同時也提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作以及鉆研的能力。最后,結(jié)合同學(xué)自身的情況,給出不同的建議。例如對那些具有刻苦鉆研精神的同學(xué),可以將其作為保研的對象,對于那些實(shí)際操作能力強(qiáng)的同學(xué),可以將其推薦到合作的企業(yè)當(dāng)中去。
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所謂綠色化學(xué),是在1991年由美國化學(xué)會(ACS)提出,并在世界上得到廣泛的認(rèn)同。其核心內(nèi)容是在化學(xué)反應(yīng)的過程中利用化學(xué)原理從源頭上盡可能地減少和消除多于副產(chǎn)物對環(huán)境的影響,以期達(dá)到使反應(yīng)物中的原子完全轉(zhuǎn)化為要求的生成物,實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的“零”排放。實(shí)驗(yàn)綠色化的改革和研究,不經(jīng)有利于從經(jīng)濟(jì)上更好的節(jié)約資源,更對環(huán)境有著深遠(yuǎn)的影響。
1 教學(xué)過程中不斷滲透綠色化學(xué)的理念
每年我國各大中專學(xué)校中所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)室污染物,已成為我國環(huán)境污染的一個重要的來源。而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)又是實(shí)驗(yàn)室污染中的一個重點(diǎn),有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開課對象主要針對化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生,他們在離開學(xué)校進(jìn)去社會后,在各自的工作崗位上都將起到重要的作用,所以在學(xué)習(xí)專業(yè)技能的同時,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的“綠色化學(xué)”觀念,有利于從源頭上消除污染,使化學(xué)和環(huán)境能夠協(xié)調(diào)發(fā)展。在每一次的實(shí)驗(yàn)之前,要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容,通過查閱文獻(xiàn)等方法深化學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的了解,明確在實(shí)驗(yàn)過程中所要接觸到的各種藥品的指數(shù)、毒性、對環(huán)境會造成的影響等,并且了解相關(guān)的防護(hù)措施;實(shí)驗(yàn)過程中,通過對實(shí)驗(yàn)藥品的實(shí)際接觸,進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)過程對環(huán)境和實(shí)驗(yàn)人員安全的影響;試驗(yàn)后,培養(yǎng)正確的實(shí)驗(yàn)室“三廢”處理觀念,杜絕亂丟亂放的習(xí)慣。在整個實(shí)驗(yàn)過程中,遵循5R原則,培養(yǎng)學(xué)生用綠色化學(xué)的眼光來適應(yīng)新形勢下的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),從而帶動整個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的“綠色化”,最終實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)向新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。
2 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的“綠色化”
2.1 現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中存在的問題
通讀各版的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教材將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成了三個部分:有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、有機(jī)化合物的合成、有機(jī)化合物的性質(zhì)。通常各學(xué)校在選擇有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時會兼顧這三者,讓學(xué)生在這三方面都有所練習(xí)。由于傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中用到了大量的有毒有害化學(xué)試劑,并且每次實(shí)驗(yàn)都是孤立的,彼此之間沒有聯(lián)系,這樣會造成實(shí)驗(yàn)藥品的大量重復(fù)性浪費(fèi),實(shí)驗(yàn)生成物沒有辦法處理,這些都會對環(huán)境造成污染,不符合綠色化學(xué)的理念。
2.2 針對問題所作的改進(jìn)
2.2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,替換有害試劑
針對傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中用到了大量的有毒有害化學(xué)試劑,在選擇實(shí)驗(yàn)時教師應(yīng)該有意識的選擇那些對環(huán)境和人體傷害較小的實(shí)驗(yàn),盡量在學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到所需知識技能的基礎(chǔ)上,利用常規(guī)試劑代替有毒試劑來完成實(shí)驗(yàn)。例如:在做環(huán)己烯制備的實(shí)驗(yàn)時,用濃磷酸代替濃硫酸作為催化劑使醇脫水或鹵代烴在醇鈉作用下脫鹵化氫來制備烯烴,不僅可以避開濃硫酸的強(qiáng)腐蝕性,并且由于理算的氧化性小,有機(jī)物碳化少,實(shí)驗(yàn)速率可控。而濃硫酸還原后生成二氧化硫,對環(huán)境造成污染,在實(shí)驗(yàn)過程中速率過快會造成大量氣泡,堵塞反應(yīng)瓶。
2.2.2 增加綜合性實(shí)驗(yàn),減少藥品的重復(fù)浪費(fèi)
教師在進(jìn)行試驗(yàn)挑選和實(shí)驗(yàn)順序的編排時,應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將實(shí)驗(yàn)連續(xù)化、綜合化,使前一次實(shí)驗(yàn)所生成的產(chǎn)物用于下一個實(shí)驗(yàn)中,從而在實(shí)驗(yàn)過程中節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品,減少試驗(yàn)所產(chǎn)生的“三廢” 例如,“環(huán)己烯的制備”實(shí)驗(yàn)中,在制備環(huán)己烯的過程中,同時可以進(jìn)行分餾、蒸餾、萃取、干燥、沸點(diǎn)的測定等基本操作,并且可用產(chǎn)品環(huán)己烯作為“烯烴性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”的試樣。在水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)中,用橘皮等天然植物為原料代替課本上的甲苯等燈有機(jī)化合物開設(shè)《從天然植物中提取植物油》的實(shí)驗(yàn)來完成水蒸氣蒸餾的基本操作,同樣可以在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r,避免污染環(huán)境[劉晟波、趙鑫、虞春妹、王紅霞 大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化探究 中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊 2009 No.25]。通過這樣的教學(xué),可以提高學(xué)生的動手能力以及思考和質(zhì)疑等能力,較之傳統(tǒng)的教師講授,學(xué)生被動進(jìn)行試驗(yàn)的模式,更有利于培養(yǎng)新形勢要求的探究性人才。另一方面,這種教學(xué)方式也可以減少實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)以及“三廢”的產(chǎn)生,從經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境保護(hù)兩方面達(dá)到雙贏。
3 引入新技術(shù),對試驗(yàn)方法進(jìn)行改革
科技發(fā)展日新月異,將新型的科技成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的重大進(jìn)步,同時也是必然結(jié)果。新技術(shù)的的引入,使得有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以在常量、半微量和微量實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行選擇,擺脫傳統(tǒng)試驗(yàn)方法中只有常量的單一行為。另外,微波實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)等多種新型技術(shù)也為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了新的途徑。
3.1 微波、超聲波、電化學(xué)等新技術(shù)的作用
近年來,微波、超聲波、電化學(xué)和綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)、生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)等新興技術(shù)不斷涌現(xiàn),并且逐漸被應(yīng)用于有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,通過這些手段的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)其在有機(jī)合成中記者重要的作用,例如加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)率、減少能耗、減小對環(huán)境的污染等。因此,引入新的技術(shù)不僅可以使學(xué)生接觸到新的技術(shù),而且可以簡化有機(jī)合成的步驟和試劑用量,減少實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的有害物質(zhì),從而達(dá)到綠色有機(jī)化學(xué)的目標(biāo)。
3.2 減量實(shí)驗(yàn)所用試劑,推行微量、半微量、常量相結(jié)合的試驗(yàn)方法
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有大量的合成及性質(zhì)實(shí)驗(yàn),如果按照教材中所要求的常量來進(jìn)行試驗(yàn),需要大量的試劑,同時會帶來大量的廢液、廢渣和廢氣,產(chǎn)生成本過高、環(huán)境污染等問題。所以,在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中推行減量法就顯得尤為重要。在做性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時,利用點(diǎn)滴板代替課本上要求的試管,將所用試劑的量減少到常量的1/10到1/1000,不僅節(jié)約試劑,同時也可以使現(xiàn)象更加明顯。在有機(jī)合成的過程中,同樣可以利用微量或半微量的方法進(jìn)行,例如[黃丹,范崇光論有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化 實(shí)驗(yàn)室研究與探索2001年10月第20卷 第5期]微量法制備環(huán)己烯比常量制備所用的原料和試劑要減少97.5%和95%,反應(yīng)時間縮短了37.5%,實(shí)驗(yàn)時間縮短為原來的1/2。
3.3 利用計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,有一部分實(shí)驗(yàn)會涉及到劇毒或在實(shí)驗(yàn)過程中具有高風(fēng)險,但是這部分實(shí)驗(yàn)又相對比較重要,這時可以通過錄像或是應(yīng)用計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)來完成這些實(shí)驗(yàn),一方面達(dá)到了教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)目標(biāo)所要求的內(nèi)容;另一方面,降低了實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險,減少了污染,提高了學(xué)習(xí)效率。(下轉(zhuǎn)第256頁)
(上接第136頁)4 實(shí)驗(yàn)室“三廢”的處理
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中和反應(yīng)完成后會產(chǎn)生大量的廢氣、廢液和廢渣,在每次實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的的廢液分類處理,將廢酸或者廢堿回收,由實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行中和處理,使廢液的pH值達(dá)到6~8之后再排放到下水道中。其余廢液也應(yīng)相應(yīng)的進(jìn)行處理之后再排放。對于有機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的廢氣應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝通風(fēng)裝置,確保實(shí)驗(yàn)室學(xué)生和工作人員的安全,對于可以利用的氣體應(yīng)利用回收裝置進(jìn)行回收。廢渣的處理與其他廢物一樣,如果可以再次利用應(yīng)回收以便下次循環(huán)利用,不能再次利用的應(yīng)進(jìn)行無害化處理或存放在相應(yīng)位置,等待相關(guān)部門的專業(yè)處理。
5 結(jié)束語
綜上所述,綠色化學(xué)具有很強(qiáng)的時代順應(yīng)性,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中教師利用綠色化學(xué)的原理,將綠色化學(xué)的理念滲透到實(shí)驗(yàn)的各個方面,有意識的培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。但是,目前由于國內(nèi)各大學(xué)的教育投資并不相同,在各大學(xué)全面的實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度還很大,還需要各位教師的共同努力,在自我范圍從自己做起,從小事做起。引領(lǐng)學(xué)生不斷開發(fā)綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]黃丹,范崇光.論有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2001,20(5):33-34.
[2]劉晟波,趙鑫,等.大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化探究[J].中國科教創(chuàng)意導(dǎo)刊,2009,25:26-27.
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篇8
1必修的基礎(chǔ)有機(jī)實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革
基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括基本知識、基本原理、基本操作,以及有機(jī)合成、產(chǎn)物的分離和純化、產(chǎn)品質(zhì)量分析與表征等內(nèi)容。按我校提出的“三三制”教學(xué)改革要求,不斷更新教學(xué)內(nèi)容,注重有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的前沿性、交叉融合性、應(yīng)用性、趣味性、環(huán)保性[5]及實(shí)驗(yàn)手段的現(xiàn)代化,在改造、更新、優(yōu)化組合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時,循序漸進(jìn)地將實(shí)驗(yàn)規(guī)模由常量向小量、半微量[6]、微量轉(zhuǎn)化,并將現(xiàn)代儀器分析技術(shù)與有機(jī)合成、分離純化技術(shù)結(jié)合,按基礎(chǔ)訓(xùn)練—綜合訓(xùn)練—半探索型實(shí)驗(yàn)三個層次進(jìn)行推進(jìn)。
1.1.1全面開放現(xiàn)代大型分析儀器將現(xiàn)代儀器分析技術(shù)全面引入基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開放實(shí)驗(yàn)教學(xué),使有機(jī)合成、分離純化、結(jié)構(gòu)表征及質(zhì)量分析有機(jī)結(jié)合,進(jìn)一步鞏固、強(qiáng)化基本操作訓(xùn)練,使學(xué)生獲得試劑處理、有機(jī)合成、分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定和質(zhì)量分析五位一體的綜合訓(xùn)練,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和水平,促進(jìn)教學(xué)相長。學(xué)生通過使用UV、IR、1HNMR、GC、GC-MS、HPLC等儀器來鑒定、表征自制的產(chǎn)品,對產(chǎn)品不僅有量的概念,而且有質(zhì)的把握,能夠較全面地認(rèn)識一個化合物的性質(zhì),有助于誘導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散性思維,喚起他們進(jìn)一步提高有機(jī)合成技術(shù)及進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的意識[7-11]。
1.1.2開設(shè)研究型教學(xué)實(shí)驗(yàn)1)引入有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。如將手性聯(lián)萘酚的制備及表征引入基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生接觸有機(jī)化學(xué)的新成果、新知識、新設(shè)備、新方法。學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),了解光學(xué)純聯(lián)萘酚目前在不對稱催化合成中的應(yīng)用及國內(nèi)外的研究進(jìn)展,拓寬學(xué)生的視野,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并將此課題作為開放實(shí)驗(yàn)讓感興趣的學(xué)生進(jìn)一步深入研究,如用毛細(xì)管電泳拆分聯(lián)萘酚及其衍生物,與手性HPLC拆分方法進(jìn)行比較;將手性聯(lián)萘酚作為催化劑研究扁桃酸的不對稱合成等。要求學(xué)生從查閱文獻(xiàn)到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再到最后遞交論文均獨(dú)立完成,其中有的試劑可幾人合作制備,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性及團(tuán)隊(duì)精神,全面訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研素質(zhì)。2)開放式實(shí)驗(yàn)操作考試。大二學(xué)年第二學(xué)期末,對學(xué)生的考核方式由原先的筆試改為全開放式實(shí)驗(yàn)操作考核,主要考查學(xué)生近一年中所學(xué)理論知識與實(shí)驗(yàn)技能全面融會貫通、靈活應(yīng)用的能力,有機(jī)基礎(chǔ)和現(xiàn)代儀器分析等綜合操作技能,以及分析問題和解決問題的能力等。3)改進(jìn)經(jīng)典的合成實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)化學(xué)綠色化。如苯甲酸乙酯的合成常用濃硫酸作催化劑,腐蝕性大,副反應(yīng)多,使用不安全,廢液污染環(huán)境。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生分別采用不同的催化劑如對甲苯磺酸等及不同的反應(yīng)方式如磁力攪拌和不攪拌等,并與濃硫酸催化酯化進(jìn)行對比。了解實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重要性和可行性,學(xué)會改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法、技術(shù)和思路。
1.1.3將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與有機(jī)學(xué)科前沿相結(jié)合與學(xué)科教師緊密合作,將科研成果向教學(xué)轉(zhuǎn)化,開發(fā)新的教學(xué)實(shí)驗(yàn),如將過渡金屬催化偶聯(lián)反應(yīng)(Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng))應(yīng)用于2016年全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽和教學(xué)實(shí)驗(yàn)中[12-13]。每學(xué)期定期邀請有機(jī)學(xué)科教師,特別是“青千”“優(yōu)青”教授進(jìn)行學(xué)科前沿講座,向?qū)W生介紹最新的有機(jī)化學(xué)研究進(jìn)展,激發(fā)他們參與科研的熱情。此外,還引入對學(xué)生身邊常見的天然產(chǎn)物的研究,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生學(xué)習(xí)源動力。例如,辣椒紅色素的提取、分離及鑒定;從茶葉中分離咖啡因[14];將超聲波、微波等新技術(shù)引入傳統(tǒng)合成實(shí)驗(yàn),如用微波法合成聯(lián)萘酚,用超聲波法合成三苯甲醇[15],縮短實(shí)驗(yàn)時間,提高實(shí)驗(yàn)效率;引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識,變廢為寶,凈化環(huán)境,增強(qiáng)環(huán)保意識,如利用廢聚酯飲料瓶制備對苯二甲酸[16]等。
1.2教學(xué)方法改革
不斷改進(jìn)教學(xué)方法,由原來“一講課二巡視”的傳統(tǒng)教學(xué)方法轉(zhuǎn)變成“一扶二送三放手”的教學(xué)方法。在第一學(xué)期基本操作、簡單合成及儀器分析實(shí)驗(yàn)階段,以教師講授為主,通過示范操作、電視錄像、雙向互動式多媒體演示講解等,將連儀器都不認(rèn)識的學(xué)生扶上馬,第二學(xué)期再送一程,一個月后以學(xué)生為主,教師為輔,放手讓學(xué)生自己走,教師主要針對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程的質(zhì)疑進(jìn)行引導(dǎo)。學(xué)生進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室即可開始實(shí)驗(yàn)操作,并可隨時與教師或其他學(xué)生進(jìn)行討論。這樣可以提高學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量和效果,提高學(xué)生的自學(xué)能力和互助精神,增加學(xué)生實(shí)際動手操作時間。教師可對動手能力差的學(xué)生進(jìn)行反復(fù)指導(dǎo)和幫助,使每個學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)都能有所啟發(fā)、有所收獲。同時,嘗試改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報告格式,要求學(xué)生將部分實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報告寫成小論文,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,擴(kuò)大知識面,提高對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析總結(jié)及書面表達(dá)能力。
2選修的開放實(shí)驗(yàn)
為了使學(xué)生在掌握基本操作技術(shù)和知識的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退?,激發(fā)求知欲,培養(yǎng)獨(dú)立思考并運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,應(yīng)為學(xué)生提供個性發(fā)展、提升創(chuàng)新能力的場所和條件。多年來,除利用雙休日、學(xué)生平時的空余時間、寒暑假進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)外,還專門開辟了有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)園地,展示學(xué)生的開放實(shí)驗(yàn)論文,為學(xué)生相互間的學(xué)習(xí)、研究、討論、交流提供方便。
2.1確定開放實(shí)驗(yàn)課題
由于有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)面向的是二年級的本科生,因此開放實(shí)驗(yàn)的核心問題是確立難度適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課題。首先要廣泛收集教師、社會和企業(yè)的科研課題以及需要更新實(shí)驗(yàn)的課題,每學(xué)期從中選擇涉及有機(jī)化學(xué)、生命科學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、商品檢測、功能材料等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域中的研究課題,作為開放實(shí)驗(yàn)課題。這些課題兼具綜合性、實(shí)用性、趣味性和研究性,內(nèi)涵豐富,外延寬闊,又有一定難度和深度,使學(xué)生看起來既新鮮有趣又富有挑戰(zhàn)性。每次課題“菜單”一經(jīng)公布,就會立即引起熱烈反響,學(xué)生會踴躍報名選擇自己最感興趣的課題。此外,還提倡學(xué)生自帶課題。
2.2實(shí)施方法
學(xué)生選好課題后,首先需要查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備藥品儀器、配制試劑,然后要具體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究并撰寫論文等,整個過程均由學(xué)生自行完成。這種方式能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,全面鍛煉實(shí)驗(yàn)工作能力和團(tuán)隊(duì)精神,拓寬專業(yè)視野,使他們能夠較早接觸有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展前沿,得到更多的實(shí)驗(yàn)技能和科研素質(zhì)方面的訓(xùn)練。每天有兩位指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)審查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在確保安全的前提下,他們會盡量尊重學(xué)生的設(shè)計(jì)方案,并參與實(shí)驗(yàn)討論,盡可能地為學(xué)生提供方便。選擇教師在研課題的學(xué)生,將進(jìn)入教師實(shí)驗(yàn)室,由負(fù)責(zé)的教師進(jìn)行指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)完成后,每人需遞交相關(guān)論文。
2.3實(shí)施效果
篇9
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)的對象大多是大學(xué)生,他們將來都是國家的棟梁之才,將在各個崗位上發(fā)揮著重要作用,因此學(xué)生環(huán)保意識的培養(yǎng)顯得尤為重要。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重向?qū)W生灌輸“綠色化”觀念,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保概念和可持續(xù)發(fā)展意識,將綠色化貫穿于試驗(yàn)始終,讓學(xué)生切身體會,關(guān)心廢物的產(chǎn)生及相應(yīng)的處理方法,并將綠色環(huán)保意識、環(huán)保責(zé)任保留到今后的工作中,從源頭上阻止污染,維護(hù)化學(xué)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新
更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,篩選和開發(fā)具有環(huán)保性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,盡量避免或減少有毒試劑的使用,而用一些常規(guī)的無污染的試劑來代替,從而降低環(huán)境污染。
2.1整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,開設(shè)綜合性多步合成實(shí)驗(yàn)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,大部分是合成試驗(yàn)。現(xiàn)有的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,各自考查了1個有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型。實(shí)踐表明,可根據(jù)教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將多個實(shí)驗(yàn)整合成1組大實(shí)驗(yàn),這1組大實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的投料,只在第1步的實(shí)驗(yàn)中投放,而后的幾步實(shí)驗(yàn)都是利用自己上一步實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品繼續(xù)使用。由于上一個實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物就是下一個實(shí)驗(yàn)的原料,一旦上一步合成實(shí)驗(yàn)失敗,則下一個實(shí)驗(yàn)就無法進(jìn)行,所以必須保證每一步合成都成功,才能得到最終想要的目標(biāo)產(chǎn)物。這種多步驟實(shí)驗(yàn)要求更高,更利于訓(xùn)練學(xué)生的操作技能,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和耐心細(xì)致的工作習(xí)慣。而在多步驟有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,因每個學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)率和產(chǎn)量都不同,他們必須根據(jù)實(shí)際合成產(chǎn)品的多少來確定下次實(shí)驗(yàn)中各反應(yīng)物的用量和配比,因此學(xué)生必須參閱有關(guān)資料,綜合運(yùn)用所學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理和方法,找出最佳反應(yīng)條件,并寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。通過這種復(fù)雜的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握各類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理、各種官能團(tuán)之間轉(zhuǎn)化的方法,從而全面了解有機(jī)化合物的內(nèi)在關(guān)系。經(jīng)過這樣嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練,學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ρ貙⒋蟠筇岣?。此外開設(shè)綜合性多步合成實(shí)驗(yàn)減少了藥品經(jīng)費(fèi)的開支,減少了回收產(chǎn)品量,從而也降低了產(chǎn)品給環(huán)境所帶來的負(fù)面影響,符合綠色化試驗(yàn)的教學(xué)要求。
2.2常量、小量、微量實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合“微型化學(xué)試驗(yàn)”是近20年來發(fā)展很快的一種化學(xué)試驗(yàn)新方法,新技術(shù),被譽(yù)為“化學(xué)試驗(yàn)的革命”。時至今日,化學(xué)實(shí)驗(yàn)小型化,微型化的趨勢已成為化學(xué)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的試劑大多毒性大,且易燃、易爆、易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)微型化后,實(shí)驗(yàn)試劑的用量為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾分之一到幾十分之一,有的甚至能節(jié)約到90以上。這樣不但節(jié)約了試劑,提高了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全性,反應(yīng)時間也有很大程度的縮短,而且也極大地減少了潛在環(huán)境污染,且可以最大限度地完成教學(xué)大綱的內(nèi)容和要求,使學(xué)生在有限的時間內(nèi)學(xué)習(xí)和掌握更多的實(shí)驗(yàn)操作技能。然而大多數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段未經(jīng)過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,如果直接進(jìn)入微量實(shí)驗(yàn),容易造成實(shí)驗(yàn)失敗,將使學(xué)生產(chǎn)生畏懼情緒。考慮到學(xué)生的起點(diǎn),與中學(xué)教學(xué)的銜接,以及后面系列實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)等因素,開展常量—小量—微量有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)漸進(jìn)法教學(xué)有利于學(xué)生由易到難、循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能和各種試驗(yàn)技術(shù),可以彌補(bǔ)學(xué)生對常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器缺乏認(rèn)識的不足,克服一開始就進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致的跨度過大的缺陷,使學(xué)生對常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)有概括的了解和比較,有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,規(guī)范化的操作及動手能力,有利于提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。微量試驗(yàn)所用試劑用量小,環(huán)境污染小,其安全性和低成本更有利于進(jìn)行設(shè)計(jì)性和開放性試驗(yàn),符合試驗(yàn)的綠色化教學(xué)的要求。
3實(shí)驗(yàn)方法、手段的更新
3.1引進(jìn)微波、超聲波等實(shí)驗(yàn)新技術(shù)微波作為一種新型能源形式可用于許多有機(jī)反應(yīng),微波作用下的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)速率比傳統(tǒng)加熱技術(shù)快數(shù)倍甚至數(shù)千倍[9]。在2006年德國召開的IUPAC(國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會)第一屆綠色化學(xué)會議中,微波化學(xué)就是其中的重要一項(xiàng)議題[10]。微波反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和,操作方便,時間短,節(jié)能,高效,環(huán)保,試劑用量少等諸多優(yōu)點(diǎn),引入微波技術(shù)是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”的一個重要手段。超聲波可引發(fā)、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng),可使反應(yīng)時間縮短,反應(yīng)速度加快,使許多以往不能進(jìn)行的反應(yīng)能順利進(jìn)行,超聲技術(shù)的引入,無疑也為有機(jī)化學(xué)反應(yīng)減少環(huán)境污染提供了一條切實(shí)可行的途徑。
3.2引進(jìn)多媒體等圖像技術(shù)多媒體集文字、圖形、影像、聲音于一體,再加上與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,使其成為最具潛力的教學(xué)方法和模式之一。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué),是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢。將那些污染很重,目前還無法通過改進(jìn)而減少污染實(shí)現(xiàn)綠色化的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),通過網(wǎng)絡(luò)、多媒體等形式將實(shí)驗(yàn)過程展示在屏幕上,將試驗(yàn)過程通過動畫的形式一步步展現(xiàn)出來,讓學(xué)生有一個直觀的認(rèn)識,也可讓學(xué)生參與動畫的制作過程,拓展學(xué)生的知識面。
3.3合理安排實(shí)驗(yàn)順序,實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科實(shí)驗(yàn)的對接有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有合成實(shí)驗(yàn)也有性質(zhì)測定實(shí)驗(yàn),可以通過合理安排實(shí)驗(yàn)順序,把合成的樣品再來做熔點(diǎn)、沸點(diǎn)測定等性質(zhì)實(shí)驗(yàn),減少藥品浪費(fèi)??梢詫⒂袡C(jī)實(shí)驗(yàn)與儀器分析實(shí)驗(yàn)對接,將學(xué)生有機(jī)實(shí)驗(yàn)中合成的樣品,拿到儀器分析中做紅外光譜、色譜、核磁共振、差熱等分析測試,既達(dá)到了儀器分析的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模矙z測了學(xué)生所合成的樣品的純度等數(shù)據(jù),使學(xué)生了解了從合成到分析的全過程,增加了興趣,同時也節(jié)約了資源,減少了環(huán)境的污染。
4實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用,避免廢棄物對環(huán)境的污染
篇10
1.2實(shí)驗(yàn)藥品、儀器
1)藥品聚己內(nèi)酯1000(PCL1000,分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);二羥甲基丙酸(DMPA,分析純,天津市化學(xué)試劑廠);三乙胺(TEA,分析純,天津市博迪化工有限公司);甲苯二異氰酸酯(TDI,分析純,廣州昊毅化工科技有限公司);丙酮(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑廠);二月桂酸二丁基錫(DBTDL,分析純,天津市富宇精細(xì)化工有限公司);HDI三聚體固化劑(分析純,煙臺萬華聚氨酯股份有限公司);N2(99.999)。
2)儀器三口燒瓶、油浴加熱鍋、機(jī)械攪拌裝置、循環(huán)水真空泵、離心分離機(jī)、分析天平、微量注射器(100μL)、移液管(1mL)。激光粒度儀(MalvernZetasizerNanoS),檢測聚氨酯分散體的平均粒徑大小及其分布。紅外光譜儀(JASCOFT-IR430),檢測聚氨酯漆膜的結(jié)構(gòu)。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1)水性聚氨酯分散體的合成準(zhǔn)確稱量PCL10001.0g和一定質(zhì)量的DMPA(其質(zhì)量占原料總質(zhì)量的6),裝入帶有機(jī)械攪拌裝置的三口燒瓶中,在N2保護(hù)下加熱到60℃,體系充分混合、溶解后,按n(NCO)/n(OH)=1.3,用移液管向體系內(nèi)加入一定質(zhì)量的TDI,并加入催化劑DBTDL1~2滴,反應(yīng)時間0.5h;待升溫至75℃反應(yīng)時間4.5h,反應(yīng)過程中,適時加入丙酮降黏;降溫至45℃,用微量注射器加入與DMPA等摩爾的TEA,攪拌30min。將三口燒瓶置于冰浴中,向體系內(nèi)加適量水(按不同的固含量設(shè)計(jì)確定)乳化15min,真空抽除丙酮,制成固含量為25~45的乳液,即聚氨酯分散體。其合成過程。
2)雙組分水性聚氨酯漆膜的制備向聚氨酯分散體中加入占其質(zhì)量30的HDI三聚體固化劑,加入適量去離子水或溶劑調(diào)節(jié)乳液黏度,攪拌均勻,即得到雙組分水性聚氨酯乳液。用玻璃棒滾涂的方法將此乳液涂在聚四氟乙烯板上,待漆膜表干后置于60oC烘箱中干燥48h,得到雙組分水性聚氨酯漆膜。用FT-IR測試漆膜結(jié)構(gòu)。
1.4聚氨酯分散體外觀及穩(wěn)定性的評價
將聚氨酯分散體在室溫下靜置,觀察乳液分散均勻程度以及有無沉淀、結(jié)塊、凝膠等現(xiàn)象。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法采用離心機(jī)加速沉降模擬乳液貯存的穩(wěn)定性:在離心機(jī)中以3000r/min轉(zhuǎn)速離心沉降,15min后若乳液無沉淀,則認(rèn)為貯存穩(wěn)定期達(dá)180d。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
典型的激光粒度儀測試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著固含量的增大,乳液中分子濃度越大,相互碰撞的概率增大,乳液的粒徑呈明顯增大趨勢。為了得到穩(wěn)定的乳液,固含量控制在40以下比較合適。
3需要思考或討論的問題
1)查閱文獻(xiàn),了解聚氨酯涂料的種類、合成方法、應(yīng)用領(lǐng)域及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
2)合成聚氨酯分散體的過程中,為何要嚴(yán)格控制溫度?
3)n(NCO)/n(OH)的比值過大或者過小對結(jié)果有什么影響?
4)用激光粒度儀測量粒徑時,有哪些注意事項(xiàng)?
5)紅外光譜測試的基本原理和方法
篇11
1 整合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,為了節(jié)省時間,我們刪除了“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般知識”這個項(xiàng)目,將實(shí)驗(yàn)室安全知識、報告的書寫、工具書的使用、常用儀器的使用與維護(hù)等內(nèi)容嵌入了“熔點(diǎn)的測定”實(shí)驗(yàn)中。合并了有較多共同之處的基本操作,如“蒸餾”與“分餾”實(shí)驗(yàn)。為幫助學(xué)生深刻理解各個基本操作的用途,提高學(xué)生學(xué)習(xí)基本操作實(shí)驗(yàn)的興趣,將一些基本操作融入天然產(chǎn)物的提取實(shí)驗(yàn)中,如薄層色譜與菠菜色素的提取、水蒸氣蒸餾與檸檬烯的提取。將一些基本操作實(shí)驗(yàn)融入有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,如溴乙烷的制備及折光率的測定、乙酰苯胺的制備與重結(jié)晶提純。將性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融入了有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生合成、提純產(chǎn)品之后,再檢驗(yàn)其純度、試驗(yàn)其化學(xué)性質(zhì),并與同類化合物進(jìn)行比較。這樣,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前就必須認(rèn)真預(yù)習(xí),根據(jù)已學(xué)知識設(shè)計(jì)、鑒別、鑒定實(shí)驗(yàn)方案。這樣的“融合”與“調(diào)整”,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且培養(yǎng)了他們將實(shí)驗(yàn)與理論知識相結(jié)合地分析和解決實(shí)際問題的能力。我校有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(60學(xué)時)內(nèi)容編排見表1。
2 增強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)
在最近幾年的教學(xué)中,在學(xué)生掌握了基本操作和簡單合成的基礎(chǔ)上,我們將綜合實(shí)驗(yàn)由原來的8學(xué)時增加到了16~20學(xué)時。其主要包括2個方面的內(nèi)容:一是將有機(jī)物的合成、分離提純、純度檢驗(yàn)與鑒定等內(nèi)容結(jié)合在一起的綜合性實(shí)驗(yàn),如呋喃甲醇與呋喃甲酸的合成、提純、檢驗(yàn),阿斯匹林的制備、提純、檢驗(yàn)、鑒定;二是多步合成實(shí)驗(yàn),如抗菌藥物對氨基苯磺酰胺的合成,合成路線為乙酰苯胺對乙酰胺基苯磺酰氯對乙酰胺基苯磺酰胺對氨基苯磺酰胺,反應(yīng)分3步,涉及保護(hù)、導(dǎo)向和脫保護(hù)等基本內(nèi)容。又如植物生長調(diào)節(jié)劑2,4二氯苯氧乙酸的制備,合成路線為苯酚苯氧乙酸對氯苯氧乙酸2,4二氯苯氧乙酸,涉及混醚的制備、芳環(huán)的鹵化。通過這些綜合實(shí)驗(yàn)的開設(shè),既加強(qiáng)了基本操作的訓(xùn)練,又加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的聯(lián)系,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度[1]。
3 增開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
近兩年在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后階段,我們增開了8~12學(xué)時的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),主要包括以下內(nèi)容:一是綜合性、創(chuàng)新性合成實(shí)驗(yàn)。如胺基苯甲酸肉桂酯的合成,2環(huán)己氧基乙醇的合成等。教師只提示反應(yīng)原理和任務(wù)要求,學(xué)生自己查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、裝置,經(jīng)師生共同討論制定可行的實(shí)驗(yàn)方案,然后學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),寫出實(shí)驗(yàn)報告,最后教師總結(jié)、點(diǎn)評。二是符合綠色化學(xué)思想的實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、試劑等的改進(jìn)。如已二酸和環(huán)已酮的合成實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材采用的HNO3、Na2CrO4/H2SO4、KMnO4氧化法存在污染大、時間長的缺點(diǎn),可鼓勵學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),對氧化劑進(jìn)行改進(jìn);又如溴乙烷的制備和咖啡因的提取實(shí)驗(yàn)中,可鼓勵學(xué)生對實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)。三是實(shí)驗(yàn)條件的研究。如乙酸乙酯的制備,可引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出反應(yīng)物的投料比、溫度和催化劑種類對產(chǎn)率影響的實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)分組討論后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),最后對比分析各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果,找到最佳反應(yīng)條件。四是已知有機(jī)混合物的分離、提純與鑒定或未知化合物的鑒別。如苯甲醚、苯甲醇、苯甲酸、苯酚的分離、提純與鑒定,綜合利用了萃取、重結(jié)晶、蒸餾、熔點(diǎn)測定等操作技術(shù)。通過增開設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn),由于這種實(shí)驗(yàn)沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,給學(xué)生提供了獨(dú)立動腦、動手的機(jī)會,充分發(fā)揮了其主動性、積極性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)了他們的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
4 增加應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)
為提高學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,讓學(xué)生明確化學(xué)與生活的密切關(guān)系,我們增加了一些應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。主要包括一些天然產(chǎn)物的提取和一些藥物、農(nóng)藥及香料的合成。如從橙皮中提取檸檬烯、從菠菜中提取色素、從茶葉中提取咖啡因、黃蓮素的提取、阿斯匹林的合成、氨基苯磺酰胺的合成、2,4二氯苯氧乙酸的合成等。并結(jié)合這些物質(zhì)在生活中的實(shí)際應(yīng)用,讓學(xué)生明白有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅非常有趣而且“有用”,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情。
5 引入最新研究成果
教學(xué)內(nèi)容直接反映教學(xué)目的和人才培養(yǎng)目標(biāo),是教育創(chuàng)新的核心。為確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性與科學(xué)性,我們及時向?qū)W生傳授有機(jī)化學(xué)發(fā)展的新成果、新技術(shù)、新方法。如在利用濃硫酸和苯胺制備對氨基苯磺酸的實(shí)驗(yàn)中,它在常法下加熱反應(yīng)需要幾個小時,而用微波10 min左右便能完成,使學(xué)生深刻體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研前沿緊密結(jié)合的重要性。在超聲法合成苯甲酸的實(shí)驗(yàn)中,苯甲醇與高錳酸鉀在超聲波作用下,常溫下就能反應(yīng),時間大大縮短,產(chǎn)率有所提高。我們還開設(shè)了維生素B1催化的苯偶姻反應(yīng),引入安息香縮合反應(yīng)的綠色工藝,避免了經(jīng)典反應(yīng)體系中有毒氰化物的使用。
6 滲透綠色化學(xué)思想
隨著綠色化學(xué)的提出,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境保護(hù)問題越來越受到人們的關(guān)注。因此必須精選和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將綠色化學(xué)的理念和內(nèi)容滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中[2]。主要體現(xiàn)在以下3個方面:一是盡量減少有毒、有腐蝕性、易燃、易揮發(fā)試劑的使用。如在常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)中,我們選擇無毒的乙醇作原料,且可反復(fù)回收利用;在水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)中,我們選用橙皮代替苯胺或甲苯為原料,既訓(xùn)練了學(xué)生水蒸氣蒸餾的操作,又讓學(xué)生掌握了一種天然產(chǎn)物的提取方法,還避免了有毒試劑的使用。二是開設(shè)“微型實(shí)驗(yàn)”。我們?yōu)閷W(xué)生配備了云南大學(xué)研制的便攜式微型玻璃實(shí)驗(yàn)儀器。近幾年來,我們嘗試著將藥品用量改為原教材的1/2、1/3、1/5,甚至1/10,設(shè)計(jì)了小量、半微量和微量合成實(shí)驗(yàn),這樣既節(jié)約了時間與經(jīng)費(fèi),又從源頭上減少了污染物的生成。三是加強(qiáng)溶劑和產(chǎn)物的回收再利用。如乙酰苯胺制備后做重結(jié)晶提純,溴乙烷制備后測定其折光率。還有一些多步合成實(shí)驗(yàn),前一步的產(chǎn)品作為后一步的原料,也可避免浪費(fèi)與污染。對每次實(shí)驗(yàn)所用到的溶劑、浴液以及所制得的產(chǎn)品,能回收的我們都要求回收再利用。
7 建立教學(xué)反饋機(jī)制
開設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可能存在諸多不足,如試劑昂貴、有惡臭氣排放、污染嚴(yán)重、耗時長、產(chǎn)率低等。為此,我們建立了較為合理的反饋機(jī)制。具體做法如下:一是學(xué)習(xí)反思,讓學(xué)生在每個實(shí)驗(yàn)后寫出課后反思,從中實(shí)現(xiàn)信息客觀有效的反饋,以便教師及時改正實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題。二是教學(xué)反思,教師在每次實(shí)驗(yàn)后也及時總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的成功與不足,并尋找對策加以完善。三是進(jìn)行教學(xué)成本跟蹤,盡量采用經(jīng)濟(jì)環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方案。如在已二酸的合成實(shí)驗(yàn)中,前幾年我們選用的是硝酸氧化,后來意識到污染嚴(yán)重,對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),改用環(huán)已酮為原料、H2O2為氧化劑進(jìn)行合成。后為了節(jié)省學(xué)時,便于訓(xùn)練學(xué)生重結(jié)晶提純操作,我們又用乙酰苯胺的合成取代了該實(shí)驗(yàn)。又如前幾年我們開設(shè)有格氏試劑和三苯甲醇的制備,因無條件使用氮?dú)獗Wo(hù),故產(chǎn)率往往較低,甚至有少數(shù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗,后來我們用苯乙酮的制備替換了該實(shí)驗(yàn)。
篇12
Transesterification reaction Catalyzed by Iodine
WANG Chunjie, LI Xiaomeng, JIA Linguo, YANG Pengkun
(Chemistry Department of Zhoukou Normal University, Zhoukou, He'nan 466000)
Abstract Iodine-catalyzed and acid-catalyzed transesterification reaction were studied using ethyl acetate with alcohols In the paper. The results was disclosed that iodine was an efficient catalyst for ester-exchange reactions, the reaction activity of alcohol increased in order of tertiary alcohol, secondary alcohol, Primary alcohol, The experimental results are preliminary analyzed.
Key words Iodine; Ethyl acetate; Tansesterification; Alcohol
酯是有機(jī)化學(xué)中重要的中間體,通常酯的合成是酸堿催化下酰鹵、羧酸酐或羧酸和醇反應(yīng)制備,但存在毒性、污染、多官能團(tuán)化合物的反應(yīng)選擇性較差以及副反應(yīng)等缺點(diǎn);①②酯交換作為一種溫和的合成酯的方法,但由于反應(yīng)可逆,難以高效反應(yīng),但各種酸性、堿性(包括胺類)催化劑、分子篩、酶類能對酯交換反應(yīng)起催化作用。③近年來碘作為一種溫和的Lewis酸催化劑在催化有機(jī)合成領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,④⑤⑥該類型的反應(yīng)具有條件溫和、易于操作、反應(yīng)的產(chǎn)率高或選擇性高、反應(yīng)過程穩(wěn)定、環(huán)境友好、原材料價廉易得等優(yōu)點(diǎn),對于綠色化學(xué)、合成化學(xué)以及新型催化反應(yīng)的研究具有重要的意義。
本文主要研究碘、酸作為催化劑,在其他實(shí)驗(yàn)條件相同情況下乙醇、正丙醇,異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、2-戊醇與乙酸乙酯反應(yīng)酯的收率。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)原理
1.2 儀器和試劑
DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市英峪高科儀器廠);電子分析天平(北京賽多利斯天平有限公司);MYB型調(diào)溫電熱套(鞏義市英峪高科儀器廠),傅里葉變換紅外光譜儀(Nicolet 6700);M-22有機(jī)合成制備儀等。
碘(中國醫(yī)藥公司北京采購供應(yīng)站);乙酸乙酯(中國派尼化學(xué)試劑廠);其他主要試劑均采購于天津試劑一廠,以上試劑均為分析純。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
在裝有磁力攪拌子、滴液漏斗和回流冷凝管的100mL的三頸瓶中加入0.2mol正丙醇和4滴硫酸或0.2g碘,在滴液漏斗中加入0.1mol乙酸乙酯。通冷凝水,調(diào)節(jié)集熱式恒溫磁力攪拌器,待溫度達(dá)到40℃時,開始滴加乙酸乙酯,維持反應(yīng)6h,再室溫攪拌3h。將反應(yīng)所得的粗產(chǎn)物分別用飽和的碳酸鈉,飽和氯化鈉,飽和氯化鈣洗滌,用無水硫酸鎂(1.5g)干燥過夜,對其常壓分餾,收集沸點(diǎn)100~103℃餾分。對產(chǎn)品進(jìn)行紅外表征,經(jīng)紅外分析產(chǎn)品為乙酸正丙酯。計(jì)算收率。
將0.2mol異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇換成0.2mol正丙醇重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,分餾后收集相應(yīng)沸點(diǎn)餾分,并對產(chǎn)品進(jìn)行紅外表征和紅外分析。經(jīng)過分析產(chǎn)品均為目標(biāo)產(chǎn)物。
2 結(jié)果與討論
2.1 催化劑對酯收率的影響
表1 催化劑對酯收率的影響
由表1可以可知,在相同條件下,以硫酸做催化劑的收率比碘做催化劑的收率稍低,碘作為Lewis酸,有利于酰氧鍵的斷裂,從而導(dǎo)致催化活性而生產(chǎn)新的酯,而質(zhì)子酸做催化劑有利于烷氧鍵的斷裂;酯交換合成酯相比較以相應(yīng)的酸和醇縮水合成酯⑦的收率要低,這可能因?yàn)轷ソ粨Q本身是可逆反應(yīng)。
2.2 醇的反應(yīng)活性
表2 醇對酯收率的影響
由表2可以可知,在碘的催化下,其他實(shí)驗(yàn)條件相同,伯醇與乙酸乙酯進(jìn)行酯交換的收率要稍高,而叔醇與乙酸乙酯進(jìn)行酯交換的收率最低。這與碘催化酯交換是酰氧鍵的斷裂有關(guān),醇中氧原子電子云密度越大,空間位阻越小越有利于酰氧鍵的斷裂,表2可知正丁醇和正丙醇與乙酸乙酯的反應(yīng)收率差別不大,而正丁醇和叔丙醇與乙酸乙酯的反應(yīng)收率差別很大,這與叔丁醇中氧原子空間位阻很大有關(guān)。在酸催化下叔醇、仲醇與乙酸乙酯的反應(yīng)收率也比伯醇低很多,可能是由于在酸催化下叔醇脫水所致。
3 結(jié)論
(1)碘作為一種溫和的催化劑,能有效地催化在酯交換反應(yīng),具有條件溫和、產(chǎn)率高、處理簡單等特點(diǎn),在酯交換合成酯方面有很大的應(yīng)用前景,我們也不斷進(jìn)行這方面的研究。(2)在碘的催化下,與相同的酯發(fā)生交換反應(yīng)時,伯醇的反應(yīng)活性優(yōu)于仲醇,叔醇的酯交換產(chǎn)率比較低。
基金項(xiàng)目:周口師范學(xué)院2013年實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目(K201328)
注釋
① Green T.W.Wuts P.G.M.Protective Groups in Organic Synthesis[M],3rded;Wiley:New York,1999.
② 邢其毅,徐瑞秋,周政,裴偉偉.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)[M].高等教育出版社,1994:592-593.
③ Otera J.Transesterification[J].Chem.Rev,1993(93):1449-1470.
④ 呂鐵梅,吳范宏.選擇性碘內(nèi)酯化反應(yīng)的研究進(jìn)展[M].有機(jī)化學(xué),2003.23(8):763-769.
篇13
對甲基-a-苯乙醇是一種重要的化工產(chǎn)品,在醫(yī)藥工業(yè)和化工制造業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。在藥物合成生產(chǎn)中,對甲基-a-苯乙醇是一種重要的藥物中間體,比如是合成藥物煙芐酯的重要原料。本實(shí)驗(yàn)采用鈀碳作催化劑,對4-甲基苯乙酮作低壓加氫合成對甲基-a-苯乙醇研究,同時鈀碳經(jīng)過處理可回收利用,清潔,污染少,成本相對較低。本文主要研究改變鈀碳催化劑用量、溶劑甲醇與4-甲基苯乙酮比例、氫氣壓強(qiáng)三個反應(yīng)條件對實(shí)驗(yàn)的影響,經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)制備得到的對甲基-a-苯乙醇純度可達(dá)98%,顯示了良好的應(yīng)用前景。
2 酮的催化加氫
酮和不飽和烴類似,在鈀碳、鉑、鎳等催化劑作用下,很容易還原為相應(yīng)的二級醇:
有些反應(yīng)需加壓、加溫,或用特殊催化劑進(jìn)行,最常用的溶劑為醇、酸等。同時應(yīng)注意以下副反應(yīng):
例如:苯乙酮加氫合成苯乙醇,采用Ni-Sn-B/SiO2作催化劑[1],實(shí)驗(yàn)方法為:在220ml不銹鋼高壓反應(yīng)釜中加入5.0ml苯乙酮、50ml乙醇及催化劑,密封后用氫氣置換內(nèi)空氣3次,加熱至釜溫80℃,充入氫氣至2.0Mpa并在反應(yīng)中保持恒定,開啟攪拌器至轉(zhuǎn)速1000r/min,同時開始記時,反應(yīng)過程中間歇取樣,產(chǎn)物以氣相色譜檢測。
2.1 試劑與反應(yīng)原理
對甲基苯乙酮
英文名:4-Methylacetophenone (Synonyms: p-methylacetophenone;1-Acetyl-4-methyl benzene; 1-Methyl-4-acetyl benzene; 4-Acetyltoluene; p-methylacetophenone; p-tolyl methyl ketone; Ethanone, 1-(4-methylphenyl)-; Methyl p-tolyl ketone;)
化學(xué)名:對甲基苯乙酮 分子量:134.1774 CAS:122-00-9 分子式:C9H10O
結(jié)構(gòu)式: 立體結(jié)構(gòu)圖:
理化性質(zhì):針狀結(jié)晶或淡黃色液體,mp22-24℃,用于有機(jī)合成,含 量:≥98%
沸點(diǎn):226℃ 密度:1.005g/cm3
對甲基-a-苯乙醇:
英文名:alpha,4-Dimethylbenzylalcohol (Synonyms: 1-(4-Methylphenyl)ethanol; Methyl p-tolyl carbinol;)
化學(xué)名:對甲基a-苯乙醇 分子量:136.1932 CAS:536-50-5 分子式:C9H12O
結(jié)構(gòu)式: 立體結(jié)構(gòu)圖:
理化性質(zhì):淡黃色粘稠液體,是重要的有機(jī)合成原料,含 量:≥98%。
沸點(diǎn):220℃ 密度:0.987g/cm3
2.2 反應(yīng)方程式
3 實(shí)驗(yàn)方案
3.1 反應(yīng)條件選擇
a 溶劑選擇:溶劑在加氫中起著重要作用,它影響著氫化速度,也影響反應(yīng)方向。這主要是因?yàn)槿軇┦勾呋瘎Ρ患託湮锏奈教匦园l(fā)生變化,從而改變了氫的吸附量。這可使催化劑分散的更好,有利于氣、液、固三相的接觸。低壓加氫常用的溶劑有:石油醚、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷和二惡烷、甲醇等。其活性順序與極性順序基本一致,極性大的溶劑加氫速度快。由于實(shí)驗(yàn)加氫生成物為液體且黏度較大,所以我們選擇極性大的甲醇作溶劑。(注:溶劑要不含其他雜質(zhì),否則對反應(yīng)有影響,易引起催化劑中毒)
b 催化劑選擇:目前5%鈀-碳是工業(yè)上廣泛采用的催化劑,它不需要高溫、高壓操作,一般在0.5Mpa以下即可加氫。在一般條件下不能進(jìn)行環(huán)加氫,鈀-碳催化劑已有商品出售它比較 穩(wěn)定,含50%水分的鈀-碳催化劑比直接干燥至分狀的催化劑活性要高些。經(jīng)過分析選擇鈀碳作催化劑。
3.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簽樘岣咿D(zhuǎn)化率、產(chǎn)品純度、收率等綜合指標(biāo)。擬定以下正交實(shí)驗(yàn)表:
1 確定因素水平表
2 選擇正交表及表頭設(shè)計(jì)選擇L9(34)正交表頭設(shè)計(jì)
3 確定實(shí)驗(yàn)方案(按正交表填表)
3.3 儀器及
3.4 實(shí)驗(yàn)簡易裝置圖
3.5 操作流程
首先,將所有儀器洗凈,再用去離子水趟洗,烘干;
每組實(shí)驗(yàn)取對甲基苯乙酮100ml加入高壓反應(yīng)釜,在按表3 L9(34)正交表取鈀碳和甲醇溶劑,同時按照正交設(shè)計(jì)條件實(shí)驗(yàn);蓋好BF-05玻璃反應(yīng)釜蓋,接通FMK-A型高壓釜控制器電源,開啟冷凝水,先用N2排空三次,再用H2排空三次,然后調(diào)節(jié)K1使H2為需要的壓強(qiáng),開啟攪拌,開始反應(yīng);
同時開始記時,反應(yīng)過程中間歇取樣,產(chǎn)物以氣相色譜檢測;
反應(yīng)完畢,先排空,取蓋,抽濾反應(yīng)液,將濾液減壓蒸餾,得到產(chǎn)品。
3.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
綜上章所述,根據(jù)本實(shí)驗(yàn)實(shí)際效果,按A2B2C2條件生產(chǎn),既提高純度、收率又節(jié)約了成本,得到A2B2C2是此實(shí)驗(yàn)研究出的最佳反應(yīng)條件。
通過對產(chǎn)品純度、收率、反應(yīng)速率的綜合數(shù)據(jù)分析,加上反應(yīng)條件的溫和程度分析,可以得到:采用鈀碳作催化劑研究4-甲基苯乙酮低壓加氫,可以降低反應(yīng)溫度,降低反應(yīng)壓強(qiáng),提高產(chǎn)品純度,在操作上減輕了工作強(qiáng)度,鈀碳可以回收利用。因此,認(rèn)為鈀碳是對甲基苯乙酮低壓加氫的理想催化劑,在工業(yè)上具有現(xiàn)實(shí)意義,及良好的發(fā)展前景。本文中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(A2B2C2是此實(shí)驗(yàn)研究出的最佳反應(yīng)條件)可以作為4-甲基苯乙酮低壓加氫中試及工業(yè)化生產(chǎn)的重要依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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2. 宛悍東,張曉昕,宗保寧編.苯甲酸加氫用鈀碳催化劑的制備、失活及再生研究.石油化工科學(xué)研究院報.2003年第9期,36-42。
3. 項(xiàng)曉青,朱兆璋,劉旦初編.把碳催化劑在硝基還原和碳碳雙鍵加氫反應(yīng)中的應(yīng)用.復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版),第36卷第1期,1997年2月。
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5. 邢其毅,徐瑞秋,周政編.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)(上冊).人民教育出版社,2000年8月,223-232。
6.大連工學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室編.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).人民教育出版社2002年3月,193-200。