引入逆向思维和设计理念的有机合成实验教学改革——以基于逆合成分析法的肉桂酸合成为例

以经典有机化学实验项目——肉桂酸的合成为例,介绍在有机合成实验教学中引入逆向思维的教学设计,经改进后,实验融入了丰富的思政元素,逆向推理思维模式的引入,避免了“照方抓药”式的实验教学;学生通过探究多条合成路线构建目标分子,进一步加深了对有机合成内涵的理解;本项目融入了三项诺贝尔化学奖成果,确保了教学内容的前沿性和先进性。

Wittig反应实验的绿色化改进

传统的有机化学实验教学中,大多侧重实验技能的训练,设置实验内容时对实验安全性、经典性和可重复性等因素考虑较多,而对反应的绿色化、新方法和新技能等重视程度不够。为此,经典的有机反应也需要不断改进,本文将需要在大量有机溶剂中进行的传统Wittig反应改进为无溶剂的固相研磨反应,使得合成方法更加简单、绿色、安全和高效。设计合成了3个不同推拉型(D-π-A)二苯乙烯结构分子,优化了反应条件,测定了它们的光谱性质,并对其进行比较,讨论其构性关系,不仅引入绿色化学理念,而且对知识进行扩展,增加了实验的新颖性、探索性和趣味性,提升了学生创新能力。

烯烃的可调控区域选择性7-endo或6-exo碘环化有机综合实验设计

该文将科研成果“烯烃的可调控区域选择性7-endo或6-exo碘环化反应”设计转化为有机综合教学实验。考察了溶剂、温度、碱以及气体氛围对反应选择性和实验结果的影响。这种对相同实验进行对比研究的有机合成方法学策略,不仅能够使学生实践科研有机合成实验的基本过程,调动学生的学习积极性,培养科研创新能力和综合实践能力,还很好地实现了教学实验与科研实验的结合。

电化学促进对溴乙苯的硫氰基化反应

将本科生国家级大学生创新训练计划项目(电催化苄位硫氰基化反应研究)的研究成果转化为本科新创有机化学实验。有机电合成具有绿色、可控、反应易放大等优势,近年来成为有机合成研究的热点领域,然而电化学促进的有机反应尚未在本科有机化学实验教学中予以推广。本实验使用易得的异硫氰酸三甲基硅酯,在室温下实现了电化学促进对溴乙苯的直接硫氰基化。通过将“国创项目”科研成果引入本科有机化学实验教学,引导学生树立创新意识和“绿色合成”理念。

综合有机化学实验:三唑并嘧啶类化合物的合成与表征

以3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、溴化苄和乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯(EMME)为原料,经过亲核取代反应、缩合反应和水解反应,制备出含羧基及硫醚结构单元的三唑并嘧啶类化合物,并对产物进行结构表征分析。实验操作涉及加热回流、TLC(薄层层析色谱)检测、抽滤和重结晶等,有利于提高学生有机化合物多步合成及波谱解析能力。三唑嘧啶类化合物广泛存在于天然产物和药物中,学习该类化合物的合成不仅能通过实验内容了解社会需求,而且能结合前沿成果及课堂讲授的理论知识,提升实验内容的教学质量,取得良好的教学效果。

工学一体背景下的《精细有机合成实验》教学探索

基于创建地方应用型高水平大学、产学研融合的办学目标和应用化学专业培养目标,我们针对《精细有机合成实验》课程实验内容与企业生产脱钩、工艺设计环节较少、安全环保意识淡薄等问题,进行更新实验内容、融合生产实例、增强工艺设计和强化安全环保意识等教学探索,以期提高《精细有机合成实验》教学质量,培养高素质应用型人才,更好地服务于地方区域经济发展。

红色和近红外发光染料的微量合成及其发光性能的测定

通过几十毫克级别的微量反应,在相同的反应条件下,分别合成了两种同时具有光致发光和化学发光性能的功能染料。红色的染料具有红光发光性能,而蓝色染料具有近红外发光性能。通过紫外光谱仪和荧光光谱仪测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和化学发光光谱。本实验通过薄层色谱监测了反应的进程,并用制备薄层色谱板分离纯化了产品,尽量减少染料合成可能带来的污染。采用红色和绿色激光笔分别照射染料的溶液和含有染料的薄膜,可以直观观察到光致发光现象。绿色激光可以被红色染料吸收,通过光致发光现象转化为红光。而红色激光可以被近红外发光染料直接转化为近红外发光。在化学发光体系中,两种染料分别发出了明亮的红光和近红外光。本实验将光功能材料引入本科教学实验中,不仅锻炼了学生微量有机合成和分离的技术,更能激发学生的好奇心,增强实验的趣味性。

影响脑死亡患者家属器官捐献心理因素的Meta整合

目的系统整合影响脑死亡患者家属器官捐献心理因素的质性研究,为医护人员对家属进行适当的心理干预提供参考依据。方法检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献数据库、PubMed、Web of science、Embase、Cochrane Library、Medline数据库中有关影响脑死亡患者家属器官捐献心理因素的质性研究,检索时限为建库至2023年9月,使用JBI循环卫生保健中心的质性研究评价工具(2016版)对纳入的文献进行质量评价,采用Meta整合方法对结果进行整合。结果共纳入8篇文献,提炼出52个研究结果,归纳成8个新类别,综合合成4个整合结果:同意捐献器官的原因;存在矛盾心理以及负性情绪;积极情绪和促进因素;渴望相关信息支持,期望家人和社会的支持。结论器官捐献者家属在决策过程中会经历一个复杂的心理体验,医护人员应重点关注器官捐献者家属的心理变化,为器官捐献者家属提供针对性的心理护理。

简捷有效的实验设计方法——单纯型搜索法

介绍了一种用于实验设计有效的最优化方法——单纯型搜索法，并给出了其在有机合成中的应用。

引入研究成果 开设微波化学实验

微波促进藜芦醛合成用作本科化学教学实验,已经4年,约600余学生参与。反应时间仅3～5分钟,平均收率为83%。此工作首次表明,将一些成熟的微波化学合成反应移植到教学中,可满足大批量学生实验要求,可解决师生超时问题。而且操作简单,污染少,符合绿色化学实验要求。特别是使学生切身体会到用新技术对反应带来的重大变化,扩大了学生的知识面。

有机化学实验教学改革的尝试

有机化学实验的核心是合成与分离。在深化实验教学改革中 ,基本操作训练的基础上 ,增设了综合性较强的“序列合成”与“色谱及多组分分离”两大板块实验 。

开展半微量多步骤综合型有机合成实验教学提高学生创新能力

文章结合在教学改革实践中实施半微量多步骤综合型有机合成实验的教学经验,阐述了在本科生基础有机化学实验教学中开展半微量多步骤综合型有机合成实验的必要性、可行性,以及对学生创新思维培养和创新能力提高的重要性。

研究性与系统性相结合的有机合成实验教学实践

为了培养学生的创新能力和实践能力,使学生较全面地掌握有机合成实验理论知识和实验技能,开展了有机合成实验研究性和系统性结合的教学探索和实践。在课程建设和教学过程中,贯彻以学生为主体的教学改革思路与方法。从教学内容和模式、授课方式、考核方式等多个教学环节进行探索研究,科教融合,结合实际课堂教学,倡导启发式教学方法。研究型教学模式的实施有效地调动了学生自主研究性学习的积极性,有利于提高学生的综合实践能力,促进实验教学与科学研究的衔接。

肉桂酸合成方法的改进

对基础有机化学实验中的肉桂酸合成实验进行了改进,改用NaF/K2CO3。作为催化剂,产率明显提高,并确定了用混合催化剂进行肉桂酸合成的最佳条件。即半微量实验中苯甲醛0.03mol,醋酸酐0.08mol,物质的量比比为1∶2的氟化钠和碳酸钾混合催化剂4.5g,回流40min后进行水蒸气蒸馏。在此条件下,可得到肉桂酸的产量为3.4g,产率为77.3%。

有机化学实验课上的细节教学——以合成乙酰苯胺为例

以合成乙酰苯胺为例说明细节教学对于有机化学实验取得预期效果的重要性。首先将学生分组，采用不同的方法进行教学，然后将学生的实验结果进行对比分析；结果表明细节教学与学生实验的正确操作直接相关。归纳、解析了学生在乙酰苯胺合成实验中的常见问题，并对教师教学时应强调和指导的要点提出了建议。

微型化有机合成实验的实践

A system of experimental manipulation was established and employed in analysis, reaction monitor and purity assessby using thin film chromatography, thus making the scale of organic synthesis reduced to milligram level. The results werefound satisfactory as shown by being practiced by students.

有机化学实验教学改革初探

在分析传统有机化学实验教学不足的基础上,对有机化学实验的教学内容及课程体系进行了有益的改革与探索。

合成乙酸乙酯方法的研究

讨论了合成乙酸乙酯的几种方法。通过几种不同的方法来合成同一个目标化合物,不仅能使学生熟悉制备这类化合物的实验操作技能,而且能使学生开阔思路。该实验可以使各组成员之间互动更加频繁,并且能够增加实验的趣味性。

药学/中药学本科阿司匹林制备实验的改革探索

为培养学生实验的自主设计和综合实验操作能力,以阿司匹林的制备和纯化为例,开展了针对药学/中药学专业本科生的自主设计实验。实验以小组为单位,实验前学生自己查阅文献,设计实验方案,制作幻灯片进行开题报告,教员指导完善方案。实验后针对具体的实验过程和结果进行分析,最后进行总结和讨论,以论文的形式完成实验报告。

化学专业科研创新训练的探索与实践

培养大学生的创新和科研能力,已成为当前有机化学实验教学体系的重要组成部分之一。以新型香豆素衍生物的合成为例,开展了大学生的科研创新训练。实践表明,通过对化合物的设计路线、合成步骤、结构表征及性质研究等方面的探索与实践,激发了学生的学习兴趣,启迪了学生的创新思维,培养了学生分析和解决问题的能力,提高了学生的创新实践能力及综合素质。