适合于应用化学专业一个综合性实验方案的设计——2-巯基吡啶-N-氧化物的合成与应用

介绍了适合于应用化学专业的一个综合性实验方案的设计:2-巯基吡啶-N-氧化物及其衍生物的合成与应用。该实验具有实验内容的复合性、实验方法的多元性和实验结果未知性等特点,有利于激发学生学习的主动性和学习兴趣,有利于培养学生的综合实践和创新意识。

2-烯基苯并噻唑衍生物的合成与表征综合实验

设计了2-烯基苯并[d]噻唑衍生物的合成与表征综合实验。实验主要包括:通过亲核取代反应、炔烃的氢化反应、Niegish偶联反应合成2-(1-戊烯基)-6-氟苯并[d]噻唑化合物;并运用核磁共振(NMR)技术(1HNMR,13CNMR),紫外光谱和质谱研究其结构。通过该综合实验,学生可以比较完整、系统地了解有机合成的主要步骤与有机化合物的表征方法,并且通过分析NMR谱图和质谱,理解核磁共振技术和质谱在有机合成中确定未知物的重要作用。教学实践中表明,该综合试验取得了较好的教学效果。

电化学检测SARS-CoV-2的无机及分析化学综合教学实验

实验将熵驱动DNA链置换和SARS-CoV-2检测等前沿科研引入到本科化学专业实验教学中。在热力学熵驱动下,SARS-CoV-2的靶标核酸与电极上双链固定探针上的Toehold区域结合并引发链置换反应,将一条亚甲基蓝修饰的信号探针从电极表面上置换下来,使得电流信号减弱。根据电流信号强度变化与SARS-CoV-2靶标核酸浓度的关系,实现对SARS-CoV-2简单、低成本及强特异性的检测。实验综合应用无机及分析化学基础知识,实验操作难度适中,内容新颖,开阔学生学术视野的同时掌握科学系统的研究方法。

桦木酸磺酰胺衍生物类小分子Omicron融合抑制剂的综合性实验设计

新冠病毒刺突蛋白的S2介导了病毒与宿主细胞的膜融合过程,其氨基酸酸序列在Omicron等变异株中均高度保守,可作为开发新型抗新冠病毒药物的重要靶点。基于此前沿热点课题,该文设计了一类以桦木酸磺酰胺皂苷衍生物为结构骨架的新型小分子Omicron融合抑制剂的综合性实验。以马铃薯三糖桦木酸皂苷1为苗头化合物,利用生物电子等排体原理及基于结构的药物设计方法(SBDD)设计并合成了三个马铃薯三糖桦木酸磺酰胺衍生物T-1、T-2、T-3,利用NMR及HRESIMs对其进行结构表征,并基于S/HIV模型测试了其在细胞水平对Omicron等多种新冠病毒变异株的抑制活性。在此基础上,综合利用表面等离子共振SPR、免疫共沉淀(Co-PI)、细胞-细胞融合实验、分子对接等实验得出该类皂苷分子能够嵌入S1/S2亚基交界处空腔、稳定S蛋白融合前的构象从而抑制病毒入胞,进而表现出广谱抗新冠病毒活性的结论。

研究型化工综合教学实验设计与探索

结合当前环境问题及科研热点,设计了一个由科研课题转化成的化工综合实验-低浓度甲烷催化燃烧综合实验。该实验涵盖CeO_2-MnO_x催化剂的制备、表征及催化性能测试等内容。通过该实验项目学生可掌握X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、固定床反应器及气相色谱在线分析检测的工作原理及操作技能;了解均匀沉淀法、水热法制备催化剂的操作过程及主要特点。强化了学生的基础知识和实验技能,全面提高了学生的综合能力。而且,将科研的思维方法和技能融入到实验教学中,增加了实验教学的趣味性、探索性和研究性,激发了学生的科研热情和创新意识。

板钛矿TiO_(2)/Cu_(2)O 异质结光催化CO_(2) 还原的综合性化学实验设计与教学实践

设计了板钛矿TiO_(2)(B-TiO_(2))/Cu_(2)O复合材料在光催化CO_(2)还原应用方面的综合性实验。分别合成了板钛矿TiO_(2)(B-TiO_(2))、Cu_(2)O及其B-TiO_(2)-Cu_(2)O复合材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对材料的组成、结构和光学性质进行分析,通过气相色谱法对复合材料光催化CO_(2)还原性能进行了定性定量分析,并且研究了B-TiO_(2)与Cu_(2)O界面p-n异质结的形成对光催化CO_(2)还原活性的促进作用。该综合性实验课与科学前沿紧密及社会生活紧密结合,激发了学生对实验探索的兴趣,锻炼了学生的文献调研和动手实践能力,可作为大学本科生应用化学三年级的综合实验教学内容,为毕业论文的教学工作开展奠定了基础。

综合创新实验“电催化还原二氧化碳”的教学探索

为探索应用化学专业产教融合的教学方式,构建以培养应用能力为导向的多层次实践教学体系。本文以国内外前沿的电化学课题为基础,设计了一个电化学还原二氧化碳本科生创新实验并将其融入到课堂教学中,这将有助于提高应用化学专业学生的实践能力,从而为化工行业输出大量专业性人才。实验内容包括催化原理学习,产物选择性和生成速率分析,操作条件对产物影响机制理解。该实验不仅可以提升学生的工程实践能力,培养学生的团队合作精神,还可以充分激发和调动学生学习的积极性、主动性和创新性。