有機合成設(shè)計全文(5篇)

【摘要】科研平臺擁有非常優(yōu)越的實驗條件和資源，可以為有機化學(xué)實驗教學(xué)提供有力的支持。通過將科研平臺中的科研成果、科研設(shè)備、科研人員以及科研場地融入有機化學(xué)實驗教學(xué)中，可以自主設(shè)計綜合性的實驗項目，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，積極參與到有機化學(xué)實驗中，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】科研平臺；有機化學(xué)實驗；教學(xué)改革

1科研平臺融入有機化學(xué)實驗教學(xué)的必要性

自從華為芯片事件發(fā)生以后，國內(nèi)芯片制造能力的短板被徹底展現(xiàn)出來，雖然華為可以設(shè)計出全球最頂尖的芯片產(chǎn)品，但并不具備芯片制造能力。因此，在國際競爭越來越激烈的當下，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力的人才迫在眉睫。有機化學(xué)實驗是我校藥學(xué)專業(yè)和制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)實驗課程，其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，結(jié)合綜合設(shè)計性的實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維。學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象、分析和解決實驗中遇到的問題，可以培養(yǎng)他們實事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴謹細致的科學(xué)作風以及良好的實驗工作習慣，為以后的學(xué)習、工作和科研打下扎實的基礎(chǔ)。除此之外，有機化學(xué)實驗的教學(xué)目的在于驗證、鞏固和運用課堂講授的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的實踐能力。然而，有機化學(xué)實驗教學(xué)存在一定的弊端，如教學(xué)內(nèi)容單一陳舊、教學(xué)方法簡單、教學(xué)資源缺乏等，導(dǎo)致學(xué)生趨于被動，實踐能力較差，“依葫蘆畫瓢”的方式完成整個實驗，缺乏思考和創(chuàng)新[1]。錢偉長院士曾說：“大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻，教學(xué)沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育”[2]。因此，如何將科研與有機化學(xué)實驗教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)專業(yè)人才是我們教學(xué)改革的重點之一。科研平臺是高?？蒲泄ぷ髡叩闹饕嚨兀哂邢冗M的儀器設(shè)備、優(yōu)秀的學(xué)術(shù)團隊、濃厚的學(xué)術(shù)氛圍、前沿的學(xué)術(shù)研究、充足的研究經(jīng)費以及靈活的開放時間[3]。因此，科研平臺比傳統(tǒng)的教學(xué)實驗室更具優(yōu)勢，如果將科研平臺融入有機化學(xué)實驗教學(xué)中，可以豐富學(xué)生的專業(yè)知識，了解學(xué)科前沿，提高創(chuàng)新能力和實踐能力。我校藥學(xué)院擁有一個獨立的科研機構(gòu)，即創(chuàng)新靶向藥物國際研究院，現(xiàn)有科研實驗室面積6100平米，科研儀器價值4300余萬。目前，該研究院擁有激酶類創(chuàng)新藥物重慶市重點實驗室和創(chuàng)新靶向藥物重慶市工程實驗室兩個市級重點科研平臺、國家級科研平臺創(chuàng)新靶向藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心。該科研平臺現(xiàn)有科研人員約30人，另以首席科學(xué)家方式聘有海外藥物研發(fā)知名專家6人。那么如何將科研平臺融入有機化學(xué)實驗教學(xué)中，是我們教學(xué)工作者所關(guān)注的重點。

2科研平臺融入有機化學(xué)實驗教學(xué)的途徑

2.1科研成果轉(zhuǎn)化為有機化學(xué)實驗教學(xué)項目

我校藥學(xué)院開設(shè)的有機化學(xué)實驗課程包含的實驗項目有基本的操作實驗如熔點的測定、色譜分離等，有機合成實驗如二苯亞甲基丙酮的制備等。這些實驗項目主要是訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，以驗證性的實驗為主，缺乏思考和創(chuàng)新[4]。每個實驗項目都是單獨存在，相互沒有關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生“畫地為牢”，不能掙脫束縛。在一些藥物的合成中，很少可以一步反應(yīng)完成得到目標產(chǎn)品，所以，連續(xù)的合成實驗才具有實用性。另外，傳統(tǒng)的有機合成實驗教學(xué)如乙酸乙酯的制備、肉桂酸的制備等，只需要按部就班地操作，拿到產(chǎn)品就可以了，忽略對于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)表征。這樣一來，將會誤導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成不良的實驗習慣和科學(xué)態(tài)度。如果我們將科研平臺中與有機化學(xué)專業(yè)相關(guān)的論文和項目成果轉(zhuǎn)化成實驗教學(xué)項目，則可以解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)的弊端。基于我校藥學(xué)院現(xiàn)有的科研平臺，將其科研人員分為有機合成方法學(xué)、藥物化學(xué)以及分子生物學(xué)三個方向。其中，有機合成方法學(xué)的科研成果可以運用到有機化學(xué)實驗教學(xué)。以筆者發(fā)表在AdvancedSynthesis&Catalysis上的科研成果（多樣性導(dǎo)向合成功能化的咪唑并吡啶衍生物）為例，將其轉(zhuǎn)化成有機化學(xué)實驗課程，供學(xué)生們選修。首先，明確該論文成果轉(zhuǎn)化成學(xué)生實驗項目的可行性。該成果不需要過渡金屬催化劑，避免了重金屬污染，借助科研平臺中的微波反應(yīng)儀，可以將反應(yīng)的時間縮短到10-20min，反應(yīng)的后處理都是常規(guī)的操作，因此，該實驗項目具備可行性。接下來，確定該論文成果轉(zhuǎn)化成學(xué)生實驗項目的方案設(shè)計。我們將論文成果分成兩大部分：第一部分為學(xué)生實踐操作，如圖1（a）所示；第二部分為學(xué)生思考探究部分，如圖1（b）所示。在第一部分的基礎(chǔ)有機實驗中，將原料1、2、3加入反應(yīng)瓶，然后加入溶劑，利用微波反應(yīng)儀合成目標化合物4，過程簡單，容易操作。然而，該實驗設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，反應(yīng)條件的篩選方法和操作是該實驗的重心。將學(xué)生分為成五個小組，第一小組承擔反應(yīng)溶劑的篩選工作，第二小組承擔反應(yīng)溫度的篩選工作，第三小組承擔反應(yīng)時間的篩選工作，第四小組承擔反應(yīng)催化劑的篩選工作，第五小組承擔底物拓展的研究工作。每一個小組依次進行實驗，小組中的每一個學(xué)生都要制定2-3個不同的反應(yīng)條件，并完成相應(yīng)的實驗操作。為了拓展該實驗項目的應(yīng)用性，我們設(shè)計了圖1（b）所示的思考探究內(nèi)容，目標化合物5可以通過化合物7經(jīng)中間體6合成，而化合物7是化合物4的衍生。通過逆合成分析，訓(xùn)練學(xué)生對理論知識的綜合運用，進一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

有機化學(xué)實驗是化學(xué)化工專業(yè)一門基礎(chǔ)實驗課程，通過實驗教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作技能，可加強學(xué)生對理論知識的理解、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師、課堂、教材為中心，學(xué)生學(xué)習興趣不大，實驗過程中是“照方抓藥”、“依葫蘆畫瓢”敷衍了事[1]。為了提高有機化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，充分發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力作用，從課程自身性質(zhì)和專業(yè)特點出發(fā)，結(jié)合作者從事有機合成實驗和有機實驗教學(xué)的親身經(jīng)歷，對有機化學(xué)實驗教學(xué)模式進行了探索，并且在實踐中不斷完善。

1注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)

俗話說：興趣是最好的老師，興趣是學(xué)生積極主動做實驗的源動力，是使學(xué)生由“要我做實驗”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙鰧嶒灐钡年P(guān)鍵所在。我們從以下三方面培養(yǎng)學(xué)生的興趣。首先，喚起學(xué)生的學(xué)習興趣。學(xué)生知道世界上有機化合物最多，很多日常用品是從實驗室里合成出來的，但學(xué)生自己感覺不到，告訴學(xué)生，到有機實驗室，可以合成出日常生活中的物質(zhì)，例如：洗滌用品肥皂、阿司匹林藥物，從茶葉中提取出煙堿等。這樣學(xué)生對有機化學(xué)實驗有種強烈的好奇，想去實驗室里試試。其次，加深學(xué)生的學(xué)習興趣。在有機合成實驗中盡量不要把實驗步驟講解過細、要求過死，給學(xué)生留下獨立思考的空間，發(fā)揮學(xué)生的想象力[2]。學(xué)生遇到問題時，不要急于告訴答案，在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，盡量讓學(xué)生自己解決問題，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題解決問題的能力?？偸嵌及唇處熞?guī)定的或教材上的實驗步驟做，學(xué)生感覺是給老師做實驗或者是重復(fù)書上的內(nèi)容，就不會投入精力做實驗，敷衍了事，學(xué)生會對實驗失去了興趣。最后，延續(xù)學(xué)生的學(xué)習興趣，及時地評價非常重要。學(xué)生在實驗操作中有所創(chuàng)新，比如好的想法和更好的解決問題的方法，指導(dǎo)教師要在第一時間給予充分的肯定，鼓勵學(xué)生科學(xué)合理地思考問題，不對的地方，說明原因。學(xué)生很在意指導(dǎo)教師對他們的想法和行動的看法，如果我們不準學(xué)生想或是忽略學(xué)生的想法，慢慢地學(xué)生不敢想，也不愿想，做實驗就是敷衍了事。更重要的一點，就是實驗報告的批改，一定要及時認真，對于做的好的，特別是有創(chuàng)意的地方，一定要肯定，給予好的成績，做的不好的，要跟學(xué)生說明清楚?？傊诎踩尚械那疤嵯?，鼓勵學(xué)生動手動腦，讓學(xué)生在實踐中摸索才能培養(yǎng)出興趣。

2不同類型的實驗要求

2.1基本操作性實驗

在當前強調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新人才、加強綜合性實驗的同時，不要忘記和淡化基礎(chǔ)性實驗。基礎(chǔ)性實驗在過去、現(xiàn)在和將來都是實驗教學(xué)的根本，是必須扎扎實實做好的一件事情，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)性實驗要求學(xué)生熟練掌握化學(xué)實驗的基本操作、常規(guī)儀器操作方法及基本理論等[4]。有機化學(xué)實驗涉及基礎(chǔ)性實驗有熔點的測定、蒸餾和沸點的測定、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。其中有些實驗在無機實驗中學(xué)習過，比如重結(jié)晶，對這個實驗指導(dǎo)教師要說明清楚不同點：是操作方法使用范圍擴大，不是簡單地重復(fù)以前的實驗。無論是第一次接觸到的還是在以前基礎(chǔ)上進一步學(xué)習的基礎(chǔ)性實驗，一定要求嚴謹規(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，否則容易造成實驗事故，損壞儀器設(shè)備?；A(chǔ)性實驗是培養(yǎng)學(xué)生良好實驗行為的關(guān)鍵所在，也為后面的綜合性實驗和設(shè)計性實驗打下堅實的基礎(chǔ)。

2.2綜合性實驗

摘要：基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。通過多年來對有機實驗教學(xué)的總結(jié)積累和逐步改革，構(gòu)建了基元操作實驗、多步合成實驗、半探索型實驗等循序漸進的三層次教學(xué)體系，有利于培養(yǎng)的學(xué)生動手能力，豐富學(xué)生的知識體系，提高他們學(xué)習的主動性、積極性及解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：有機化學(xué)實驗；實驗教學(xué)；教學(xué)改革

有機化學(xué)是研究有機物質(zhì)的來源與組成、合成與表征、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、反應(yīng)與轉(zhuǎn)化及其作用機理的科學(xué)，是創(chuàng)造新物質(zhì)的重要學(xué)科之一。有機化學(xué)基于實驗，有機基礎(chǔ)實驗課程是有機化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。有機化學(xué)基礎(chǔ)實驗是化學(xué)、生物、環(huán)境、醫(yī)學(xué)和材料等相關(guān)專業(yè)重要的基礎(chǔ)實驗課，其教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量息息相關(guān)。合理高效的有機基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系，對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、優(yōu)化并擴展知識結(jié)構(gòu)、掌握實驗技能具有至關(guān)重要的作用。多年來，我校有機實驗教學(xué)團隊在實驗項目選擇、教學(xué)大綱制定和教材建設(shè)等方面堅持以學(xué)生為本，以能力培養(yǎng)為核心，逐步構(gòu)建了基元操作實驗、多步合成實驗、半探索型實驗等循序漸進的三層次教學(xué)體系。對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式和開放實驗不斷探索和改革，將對學(xué)生素質(zhì)、知識和能力的培養(yǎng)貫穿于整個有機化學(xué)實驗教學(xué)中，取得了預(yù)期的教學(xué)成效[1-4]。

1必修的基礎(chǔ)有機實驗

1.1實驗內(nèi)容改革

基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗主要包括基本知識、基本原理、基本操作，以及有機合成、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，注重有機化學(xué)實驗內(nèi)容的前沿性、交叉融合性、應(yīng)用性、趣味性、環(huán)保性[5]及實驗手段的現(xiàn)代化，在改造、更新、優(yōu)化組合實驗內(nèi)容的同時，循序漸進地將實驗規(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—半探索型實驗三個層次進行推進。

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)有機化學(xué)實驗教學(xué)和開放實驗教學(xué)，使有機合成、分離純化、結(jié)構(gòu)表征及質(zhì)量分析有機結(jié)合，進一步鞏固、強化基本操作訓(xùn)練，使學(xué)生獲得試劑處理、有機合成、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)生的實驗技能和水平，促進教學(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，喚起他們進一步提高有機合成技術(shù)及進行創(chuàng)新實踐的意識[7-11]。

摘要：為了探究綠色化學(xué)理念在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，從綠色化學(xué)理念的價值、綠色化學(xué)理念在實驗室建立、實驗內(nèi)容設(shè)計、綠色實驗技術(shù)等三個方面的應(yīng)用闡述。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；有機化學(xué)；應(yīng)用實踐

隨著綠色理念的盛行，綠色教育事業(yè)也相繼出現(xiàn)。有機化學(xué)在實驗過程中通常會應(yīng)用很多的有害試劑，為了避免化學(xué)實驗過程對環(huán)境的影響，提高對環(huán)境的重視度是非常有必要的。本文主要闡述綠色化學(xué)理念在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1綠色化學(xué)理念價值

1.1綠色化學(xué)理念

綠色化學(xué)是以生態(tài)環(huán)保為基礎(chǔ)發(fā)展方向的一項學(xué)科，其主要目的是降低化學(xué)實驗過程中的污染率，利用新型的清潔能源完成化學(xué)實驗或是化學(xué)實驗中資源的替換，降低污染排放量，達到環(huán)境友好型的化學(xué)實驗，實驗化學(xué)實驗的“0排放”。合理運用綠色化學(xué)理念可以有效改善有機化學(xué)實驗副反應(yīng)的生成以及污染物質(zhì)的排放。

1.2核心價值

摘要：有機化學(xué)實驗是化學(xué)等相關(guān)專業(yè)的必修課，其教學(xué)目的是使學(xué)生掌握有機化學(xué)實驗的基本技能，學(xué)會正確選擇有機化學(xué)實驗的合成、分離、提純的方法。通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象，分析問題和解決問題的能力。同時也是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、實事求是的工作作風、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的實驗操作習慣的一個重要環(huán)節(jié)。文章對有機化學(xué)實驗教學(xué)方法的探討具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：有機化學(xué)實驗；教學(xué)方法；培養(yǎng)

0引言

有機化學(xué)實驗是四大基礎(chǔ)化學(xué)實驗之一，是化學(xué)等專業(yè)的重要課程。通過學(xué)習有機化學(xué)實驗，學(xué)生可以掌握一定的實驗技能，為以后的實驗課或者科研工作打下基礎(chǔ)。然而，有機化學(xué)實驗的教學(xué)方式一直以來都是以教師講授為主，學(xué)生通過實驗課本的步驟“依樣畫葫蘆”。這種教學(xué)方式可以提高實驗技能，但也抑制了學(xué)生的主動學(xué)習意識及想象力，很難達到舉一反三的效果，這樣的培養(yǎng)使學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。此外，實驗授課內(nèi)容比較陳舊，所做的實驗需要教師演示試驗。實驗報告千奇百怪，實驗教學(xué)毫無意義。如此一來造成了學(xué)生在學(xué)習過程中出現(xiàn)懶散、思維不活躍、缺乏興趣等現(xiàn)象。這樣的培養(yǎng)很難達到預(yù)期的效果，很可能在學(xué)校養(yǎng)成的習慣會影響其工作崗位的創(chuàng)新發(fā)展。

1實驗教學(xué)內(nèi)容的精練

為了使學(xué)生能夠全面發(fā)展，因此，很多學(xué)校增開許多新課程，并且大部分只是學(xué)一點皮毛，新課的增多，必然使傳統(tǒng)專業(yè)的實驗課課時被壓縮。這樣的話，若是實驗內(nèi)容不改變，學(xué)生在課時少的情況下要完成較過去一樣多的實驗內(nèi)容，疲于應(yīng)付，可能引起學(xué)生厭學(xué)情緒，很難達到預(yù)期教學(xué)效果。以往的有機化學(xué)實驗教學(xué)中，經(jīng)典性實驗多(簡單的蒸餾、萃取、重結(jié)晶)，研究型、設(shè)計型實驗少(合成加提取)，反映學(xué)科前沿的實驗少，很少能拓寬學(xué)生的知識面和處理問題的能力，這些很難適用現(xiàn)代實驗教學(xué)和培養(yǎng)人才的要求。針對這種情況，有必要對實驗教學(xué)內(nèi)容進行改革。將實驗內(nèi)容分為有機化合物的提純(提純過程中可以做物理常數(shù)的測定)、有機合成和設(shè)計實驗三個方面。并在實驗教學(xué)大綱中適當增加綜合性與設(shè)計性實驗。教師讓學(xué)生課后時間查閱文獻，并通過文獻寫出自己的實驗方案，經(jīng)與教師討論同意后，方可開展實驗。通過對綜合型(有機合成)與設(shè)計型實驗的教學(xué)，可以使學(xué)生在往后做實驗時，利用已學(xué)知識來解決問題，這大大的提高了實驗課程的教學(xué)質(zhì)量[1,2]。

2實驗教學(xué)方法的改進