环境类专业有机化学课程思政探索与实践

大学有机化学是一门基础课,除化学相关专业学生外,医学、药学、生物、材料、环境、石油与天然气乃至刑侦专业的学生都会学习有机化学。经过数百年的积累加上近代科学技术的突飞猛进的发展,有机化学内涵极为丰富,为开展课程思政提供了大量的案例。对环境类专业学生来说,有机化学是学习后续专业课的基础。开展环境类专业学生的课程思政时,要充分考虑学生的专业背景,深入挖掘有机化学课程中与环境类专业相关的思政元素,实现思政元素的专业化和特色化。在教授知识的同时润物细无声地融入思政元素,让学生意识到有机化学在今后学习和工作中的基础性作用。真正达到德育与智育的统一,落实立德树人根本任务。

N-取代苯基-卤代邻羟基苄胺的合成、表征及抑菌活性

通过卤代水杨醛与取代芳胺缩合、NaBH4还原,合成了15种N-取代苯基-卤代邻羟基苄胺化合物,其中14种未见报道.化合物的结构经IR,1HNMR,MS与元素分析表征确证.抑菌测试表明,在质量浓度为0.05%时,化合物对白色念珠菌的抑菌率高达100%,具有强抑菌活性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有一定的抑菌活性.该类化合物对不同菌株的抑菌活性具有明显的选择性和特异性,是一类极具潜力的抗真菌化合物.构效分析表明,胺基苯环上取代基的类型对化合物抑菌活性有重要影响,引入F,Cl等卤原子,能显著增强化合物的抑菌活性,而引入NO2,OCH3等强吸、供电基团,能显著降低其抑菌活性;邻羟基苯环上引入卤原子的类型和数量对化合物抑菌活性有一定影响,5-溴代化合物比5-氯代化合物、3,5-二溴代化合物对大肠杆菌的抑菌活性更高.

3-取代硫基-5-(1-羟基苯基)-4H-1,2,4-三唑类化合物的合成及抑菌活性

依据邻羟基二苯醚及三唑类化合物的抗菌特性及生物活性叠加原理,将邻羟苯基和1,2,4-三唑分子片断有机结合,设计合成了12个新型3-取代硫基-5-(1-羟基苯基)-4H-1,2,4-三唑类化合物.首先,水杨酸甲酯与水合肼反应生成水杨酰肼,水杨酰肼再与硫氰酸铵和盐酸反应,生成5-(1-羟基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-硫酮(3),最后在碱性条件下化合物3与取代苯乙酮、氯苄和碘甲烷发生烷基化反应生成目标化合物,化合物结构经1H NMR及IR等表征确认.抑菌测试结果表明,当化合物质量分数为0.01%时,目标化合物对白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌率高达90%,具有强抑菌活性;对金黄色葡萄球菌的抑菌率高达80%,具有一定的抑菌活性.

新型1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑类化合物的合成、抗菌活性及与FabⅠ作用的分子模拟

以3-芳基/烷基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑为原料,经过环化和糖化反应,设计合成了10个未见报道的化合物3-芳基/烷基-6-S-2',3',4',6'-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑(3a^3j),其结构经核磁共振波谱、高分辨质谱和红外光谱确认.生物活性测试表明,所有化合物均对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和白色念株菌表现出一定的抗菌活性,其中化合物3c对4种测试菌株的最小抑菌浓度(MIC)最低,且接近于氟康唑的参照数据,具有较强的抗菌活性.利用Auto Dock 4.0程序研究了目标化合物3a^3j与大肠杆菌FabⅠ受体蛋白分子的相互作用和结合自由能变化规律.

新型S(N)-β-D-葡萄糖苷-4-N-(取代邻羟苯基)亚胺基-5-(4-甲基-1,2,3-噻二唑)-1,2,4-三唑的合成及生物活性

在KOH/acetone体系中,4-N-(取代邻羟苯基)亚胺基-5-(4-甲基-1,2,3-噻二唑)-1,2,4-三唑-3-硫酮(3a～3d)与溴-α-D-四乙酰葡萄糖发生Kenigs-Knorr反应,合成了8个未见报道的S(N)-β-D-乙酰葡萄糖苷,其结构经1H NMR、13C NMR、红外光谱及元素分析等确定.目标化合物的生物活性测试结果表明,它们对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和大肠杆菌均显示了较好的抑菌活性,其效果接近或优于对照药物三氯生和氟康唑的抑菌效能.其中,化合物2-N-(2',3',4',6'-O-四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)-4-N-(3,5-二溴邻羟苯基)亚胺基-5-(4-甲基-1,2,3-噻二唑)-1,2,4-三唑-3-硫酮(4d)及3-S-(2',3',4',6'-O-四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖硫基)-4-N-(3,5-二溴邻羟苯基)亚胺基-5-(4-甲基-1,2,3-噻二唑)-1,2,4-三唑(5d)具有较强的抑菌活性.

新型1,2,3-三唑类化合物的合成及抗菌构效关系

根据活性基团拼接原理,以4-取代-苯胺为原料,经重氮化、关环和缩合反应合成了17个化合物1-(4-取代苯基)-5-取代苯基亚氨基-4-取代-1,2,3-三唑(7a～7c和13a～13d)和1-(4-取代苯基)-5-取代苄基氨基-4-取代-1,2,3-三唑(5a～5c,10a～10c和14a～14d),其中化合物5a～5c,7b,7c,10a,10c,13b～13d和14b～14c为新化合物,对所制备化合物的结构进行了表征.生物活性测试结果表明,所有化合物均表现出一定的抑菌活性,对大肠杆菌的抑菌活性均优于氟康唑;化合物7a和10c对金黄色葡萄球菌的抑制活性明显优于氟康唑;而化合物13a和13d则对白色念球菌表现出良好的抑制活性,与三氯生相当.

纳米SnO_2的制备条件及其光催化活性

以 Sn Cl4· 5 H2 O为原料 ,采用水解沉淀法制备了粒度均匀的纳米 Sn O2 ,并用 IR、XRD、SEM、TEM和 BET等手段进行了表征。以二甲基二氯乙烯基磷酸酯 (DDVP)稀释液为模拟废水 ,考察了 Sn O2 的光催化分解活性。结果表明 ,所得 Sn O2 · n H2 O经 680℃焙烧后仍为金红石型 ,粒径约 8nm左右 ,其表面积为5 4.186m2 / g。Sn Cl4浓度为 5 .71× 10 -2 m ol/ L,水解温度为 3℃ ,p H=5 ,焙烧温度为 680℃条件是制备 Sn O2的最佳条件。在所得纳米 Sn O2 存在下 DDVP经 3 0 0 W高压汞灯光照 3 0 m in后 ,降解率可达 18.3 2 %。

SnO2@TiO2纳米粒子的光催化性能

以纳米SnO2·nH2O胶体粒子为基质,采用活性层包覆法制备出复合光催化剂SnO2@TiO2.用其对有机磷农药DDVP的稀释液进行降解,并用SEM、TEM、XRD、BET和XPS等手段进行了表征.结果表明:SnO2@TiO2粒径在12nm左右,比表面积为72.27m2g,由锐钛型TiO2与金红石型SnO2组成,光催化活性明显优于单一的SnO2、TiO2.其最佳用量为3.0gL,并且可重复使用.添加剂H2O2、Fe3+的最佳浓度分别为1.65mmolL和0.5mmolL.

N-[(1-芳基-3-苯基-吡唑-4-基)次甲基]-2-羟基苯甲酰肼类衍生物的合成、表征及抑菌活性

依据生物活性叠加原理,以邻羟苯基和苯基吡唑为分子核心,构建了6种未见报道的N-[(1-芳基-3-苯基-吡唑-4-基)次甲基]-2-羟基苯甲酰肼衍生物.以芳胺为原料,经重氮化、还原、与苯乙酮缩合及Vilsmeier-Haack反应制得1-芳基-3-苯基-4-甲酰基吡唑,再与水杨酰肼反应制得目标化合物,其结构经IR,1HNMR和元素分析等验证.探讨了制备中间体(3a～3f)的反应机理,结果表明,1位芳环上取代基对关环反应有显著影响,供电基有利于关环反应的进行,吸电基则恰恰相反.抗菌活性测试表明,质量分数为0.01%的化合物对大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率高达100%,有极强的抑菌活性,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达70%以上,有一定的抑菌活性,是一类极具潜力的抗真菌和抗革兰氏阴性菌的化合物.构效分析结果表明,1位芳基中引入Cl和Br等卤原子,能显著增强化合物的抑菌活性,而引入NO2和CH3基团,则会降低其抑菌活性.

N-邻羟苄基氨基酸的合成、表征及抑菌活性

将水杨醛、溴代水杨醛及二溴代水杨醛分别与4种L-α-氨基酸进行缩合反应生成相应席夫碱,不经分离直接加硼氢化钠将其还原制得N-邻羟苄基氨基酸类化合物(3)。化合物的结构经IR、1H NMR和元素分析测试技术表征确认。测得化合物3在质量分数为0.05%时,对金黄色葡萄球菌的抑菌率为100%,对白色念珠菌有较强的抑菌活性,对大肠杆菌有一定的抑菌活性。氨基酸的碳链R的结构是影响化合物抑菌活性的关键因素,不同烷基R对白色念珠菌和大肠杆菌抑菌活性增强的顺序为CH(CH3)2>CH3,CH2CH(CH3)2>H,苯环上引入溴原子对目标化合物的抑菌活性影响不明显。

5-溴-2-羟基苯甲酰基取代芳醛腙的合成、表征及抑菌活性

以水杨酸甲酯为原料,先经溴化反应制得5-溴水杨酸甲酯,再经肼解反应制得5-溴-2-羟基苯甲酰肼,再与取代芳香醛缩合反应,制得7种5-溴-2-羟基苯甲酰基取代芳醛腙,其中3种为新化合物。化合物的结构经IR、1H NMR、MS与元素分析测试技术表征确证。抑菌测试表明,该类化合物对不同菌株的抑菌活性具有明显的选择性;在质量浓度为0.05%时,上述化合物对白色念珠菌、枯草芽孢杆菌的抑菌率高达100%,具有强抑菌活性,是一类极具潜力的抗真菌、抗革兰氏阳性菌的化合物。5-溴-2-羟基苯基-3,′5′-二溴-2-羟基苯甲醛腙的抗菌活性接近广谱高效杀菌剂三氯生。构效分析表明,化合物的抑菌活性与Ar环及其取代基性质有关,引入呋喃环、Ar环邻、对位引入—OH、—OCH3等供电基容易导致化合物抑菌活性降低,Ar环的间位引入C l、B r等卤素原子能够提高化合物的抑菌活性。

卤代邻羟苄基谷氨酸(酯)的合成、表征及抑菌活性

分别用氯代水杨醛、溴代水杨醛与L-谷氨酸及其酯反应,制得水杨醛缩谷氨酸类席夫碱(Ⅱ),经硼氢化钠还原制得邻羟苄基取代谷氨酸及其酯(Ⅲ),化合物的结构经IR、1H NMR、MS与元素分析表征确认。测试表明,在质量浓度为0.05%时,卤代邻羟苄基谷氨酸对大肠杆菌具有高的抑菌活性,抑菌率高达97%,对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果较差,但其甲酯化产物卤代邻羟苄基谷氨酸甲酯对白色念珠菌具有高的抑菌活性,抑菌率高达100%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果较差,说明该类衍生物对菌株的抑杀作用具有明显的专一性和特异性,氯代邻羟苄基谷氨酸甲酯、溴代邻羟苄基谷氨酸甲酯是白色念珠菌的优良抗菌化合物。

N-(5氯--2羟-基苄基)氨基酸衍生物及其金属配合物的合成、表征及抑菌活性

以N-(5-氯-2羟-基苄基)氨基酸及其酯为配体,在室温下以水和甲醇为溶剂,采用分步法,以1∶1的摩尔比将配体与金属离子在弱碱性条件下混合,合成了20种未见报道的N-(5氯--2羟-基苄基)氨基酸类金属配合物。用核磁、红外和紫外光谱技术对其结构进行了表征。证明在配合物中配体N-(5氯--2羟-基苄基)氨基酸的羟基、胺基和羧基均参与了配位。抑菌测试表明,N-(5氯--2羟-基苄基)氨基酸类金属配合物的抑菌活性普遍高于其配体,尤其对白色念珠菌的抑菌效果更为明显,均高达100%。对N-(5氯--2羟-基苄基)席夫碱氨基酸酯的合成方法进行了优化,得到了较佳的合成工艺条件。

氯代邻羟基二苯醚类化合物的合成工艺

氯代邻羟基二苯醚类化合物被广泛用作杀菌剂、医药及日化、卫生用品等的抗菌成分.目前,该类化合物主要通过氯代邻氨基二苯醚重氮化水解反应制得,由于制备过程伴有分子内关环副反应,导致产品收率和质量很低.文中对影响氯代邻氨基二苯醚重氮化水解反应的主要因素和工艺条件进行了系统研究,结果表明,取代基对氯代邻氨基二苯醚重氮盐的水解和分子内关环反应的选择性有重要影响,金属离子对分子内关环反应有显著催化作用,制备氯代邻羟基二苯醚的较佳工艺条件为:重氮化硫酸质量分数为95%～98%;水解硫酸质量分数为74%～78%;重氮化温度为55～60℃;水解温度为160～175℃.

纳米xBaO·(0.35-x)Nd_2O_3·0.65TiO_2复合金属氧化物陶瓷的制备与介电性能

用柠檬酸盐法合成出组成为xBaO·( 0 35 x)Nd2 O3 ·0 6 5TiO2 复合氧化物 ,采用DTA TG ,IR ,XRD ,TEM进行物性表征。实验结果表明 :该复合氧化物的形成温度为 80 0℃ ,平均粒径为 30nm。在富TiO2 区 ,BaO/Nd2 O3 ≤0 4时 ,成瓷温度较宽 ( 1 2 80～ 1 36 0℃ ) 。

线上线下混合教学模式在《有机化学》的应用

有机化学讲授数量众多的有机化合物的结构和性质,涉及的化学反应错综复杂,学生对学习有机化学普遍有一种畏难情绪。传统的线下教学已不适应新形式下有机化学的教学要求。线上线下混合教学模式有利于弥补线上和线下教学各自的短板,有利于提高学生的积极性。本文阐述了线上线下混合式教学的优势,并提出线上线下混合教学模式在《有机化学》的具体实践方法,为有机化学教学提供新思路。

N-(5-氯-2-羟苄基)氨基酸酯的合成、表征及抑菌活性

以5-Cl水杨醛和L-苯丙氨酸、L-亮氨酸及L-甘氨酸的脂肪酸酯为原料,通过碱催化的席夫碱缩合反应,合成了6种N-(5-氯-2-羟苄基)席夫碱氨基酸酯及其还原产物N-(5-氯-2-羟苄基)氨基酸酯。化合物的结构及组成经过IR、1HNMR和元素分析测试技术进行了表征。合成的席夫碱及其还原产物对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌及真菌均有不同程度的抑制作用。质量分数为0.01%的N-(5-氯-2-羟苄基)席夫碱氨基酸酯对大肠杆菌的抑菌率达90%以上,而N-(5-氯-2-羟苄基)氨基酸酯对金黄色葡萄球菌的抑菌率也在90%以上,均为强抑菌活性,其中N-(5-氯-2-羟苄基)苯丙氨酸酯的抑菌率达98%以上。

N,N′-二(2-羟苄基)取代咪唑烷的合成、表征及抑菌活性

利用生物活性叠加原理,将"邻羟苯基"和"咪唑烷"分子片断有机结合,以水杨醛和乙二胺为起始原料,经缩合、NaBH4还原制得N,N′-二邻羟苄基乙二胺(2),进而与芳醛类化合物缩合关环,合成了8种N,N′-二(2-羟苄基)取代咪唑烷类化合物(3a^3h)。化合物的结构经1H NMR、IR、MS和元素分析等测试技术进行了表征。结果表明,水杨醛与乙二胺的缩合反应,可专一性地生成对称双缩席夫碱化合物(1);芳醛上的取代基对缩合关环反应有显著影响,邻、对位吸电基可使芳醛的羰基活化,有利于缩合关环反应的进行,邻、对位供电基可使芳醛的羰基钝化,不利于缩合关环反应进行。抑菌测试结果表明,质量分数为0.1%时,N,N′-二(2-羟苄基)取代咪唑烷化合物对不同菌株的抑菌活性具有明显的特异性,对白色念珠菌、大肠杆菌的抑菌率达100%。

从有机化学理论课谈在基础课中黑板教学和多媒体教学相结合的体会

针对有机化学理论课中,采用黑板教学和多媒体教学各自特点和存在的一些不足,在新的教学实践中进行了相结合的尝试。本文谈及了其中一些体会,与同行共享。

N-邻羟苯基氨基酸酯亚胺化合物的合成、表征及抑菌活性

以水杨醛与氨基酸酯为原料通过Schiff碱缩合反应合成了六种水杨醛缩氨基酸酯,并采用红外、核磁对其结构进行确认表征.生物活性测试表明,N-邻羟苯基亮氨酸酯对白色念株菌的抑菌活性最强,N-邻羟苯基苯丙氨酸酯对大肠杆菌的抑菌活性最强,N-邻羟苯基甘氨酸酯对金黄色葡萄球菌的抑菌活性最强.此结果说明,氨基酸酯结构的不同是导致抑菌活性不同的根本原因.