有機合成設計全文(5篇)

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

【關鍵詞】科研平臺；有機化學實驗；教學改革

1科研平臺融入有機化學實驗教學的必要性

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。有機化學實驗是我校藥學專業(yè)和制藥工程專業(yè)的基礎實驗課程，其教學目的是培養(yǎng)學生的基本操作技能，結(jié)合綜合設計性的實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學生的科研思維。學生通過觀察實驗現(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態(tài)度、嚴謹細致的科學作風以及良好的實驗工作習慣，為以后的學習、工作和科研打下扎實的基礎。除此之外，有機化學實驗的教學目的在于驗證、鞏固和運用課堂講授的理論知識，培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的實踐能力。然而，有機化學實驗教學存在一定的弊端，如教學內(nèi)容單一陳舊、教學方法簡單、教學資源缺乏等，導致學生趨于被動，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：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學沒有科研做底蘊，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實驗教學相結(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)人才是我們教學改革的重點之一?？蒲衅脚_是高校科研工作者的主要陣地，具有先進的儀器設備、優(yōu)秀的學術(shù)團隊、濃厚的學術(shù)氛圍、前沿的學術(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)的教學實驗室更具優(yōu)勢，如果將科研平臺融入有機化學實驗教學中，可以豐富學生的專業(yè)知識，了解學科前沿，提高創(chuàng)新能力和實踐能力。我校藥學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實驗教學中，是我們教學工作者所關注的重點。

2科研平臺融入有機化學實驗教學的途徑

2.1科研成果轉(zhuǎn)化為有機化學實驗教學項目

我校藥學院開設的有機化學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練學生的基本操作技能，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，相互沒有關聯(lián)，讓學生“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，將會誤導學生養(yǎng)成不良的實驗習慣和科學態(tài)度。如果我們將科研平臺中與有機化學專業(yè)相關的論文和項目成果轉(zhuǎn)化成實驗教學項目，則可以解決傳統(tǒng)實驗教學的弊端?；谖倚Ｋ帉W院現(xiàn)有的科研平臺，將其科研人員分為有機合成方法學、藥物化學以及分子生物學三個方向。其中，有機合成方法學的科研成果可以運用到有機化學實驗教學。以筆者發(fā)表在AdvancedSynthesis&Catalysis上的科研成果（多樣性導向合成功能化的咪唑并吡啶衍生物）為例，將其轉(zhuǎn)化成有機化學實驗課程，供學生們選修。首先，明確該論文成果轉(zhuǎn)化成學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儀，可以將反應的時間縮短到10-20min，反應的后處理都是常規(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)化成學生實驗項目的方案設計。我們將論文成果分成兩大部分：第一部分為學生實踐操作，如圖1（a）所示；第二部分為學生思考探究部分，如圖1（b）所示。在第一部分的基礎有機實驗中，將原料1、2、3加入反應瓶，然后加入溶劑，利用微波反應儀合成目標化合物4，過程簡單，容易操作。然而，該實驗設計的目的在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，反應條件的篩選方法和操作是該實驗的重心。將學生分為成五個小組，第一小組承擔反應溶劑的篩選工作，第二小組承擔反應溫度的篩選工作，第三小組承擔反應時間的篩選工作，第四小組承擔反應催化劑的篩選工作，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，小組中的每一個學生都要制定2-3個不同的反應條件，并完成相應的實驗操作。為了拓展該實驗項目的應用性，我們設計了圖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，訓練學生對理論知識的綜合運用，進一步激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。

有機化學實驗是化學化工專業(yè)一門基礎實驗課程，通過實驗教學，訓練學生的實驗操作技能，可加強學生對理論知識的理解、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。然而，傳統(tǒng)的教學模式是以教師、課堂、教材為中心，學生學習興趣不大，實驗過程中是“照方抓藥”、“依葫蘆畫瓢”敷衍了事[1]。為了提高有機化學實驗教學質(zhì)量，充分發(fā)揮實驗教學在培養(yǎng)學生創(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的親身經(jīng)歷，對有機化學實驗教學模式進行了探索，并且在實踐中不斷完善。

1注重學生興趣的培養(yǎng)

俗話說：興趣是最好的老師，興趣是學生積極主動做實驗的源動力，是使學生由“要我做實驗”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙鰧嶒灐钡年P鍵所在。我們從以下三方面培養(yǎng)學生的興趣。首先，喚起學生的學習興趣。學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，但學生自己感覺不到，告訴學生，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。這樣學生對有機化學實驗有種強烈的好奇，想去實驗室里試試。其次，加深學生的學習興趣。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，給學生留下獨立思考的空間，發(fā)揮學生的想象力[2]。學生遇到問題時，不要急于告訴答案，在指導教師的引導下，盡量讓學生自己解決問題，培養(yǎng)學生獨立思考、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，學生感覺是給老師做實驗或者是重復書上的內(nèi)容，就不會投入精力做實驗，敷衍了事，學生會對實驗失去了興趣。最后，延續(xù)學生的學習興趣，及時地評價非常重要。學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，指導教師要在第一時間給予充分的肯定，鼓勵學生科學合理地思考問題，不對的地方，說明原因。學生很在意指導教師對他們的想法和行動的看法，如果我們不準學生想或是忽略學生的想法，慢慢地學生不敢想，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，要跟學生說明清楚?？傊?，在安全可行的前提下，鼓勵學生動手動腦，讓學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性實驗?；A性實驗在過去、現(xiàn)在和將來都是實驗教學的根本，是必須扎扎實實做好的一件事情，沒有基礎或基礎不牢，就談不上綜合，更談不上創(chuàng)新[3]。基礎性實驗要求學生熟練掌握化學實驗的基本操作、常規(guī)儀器操作方法及基本理論等[4]。有機化學實驗涉及基礎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習過，比如重結(jié)晶，對這個實驗指導教師要說明清楚不同點：是操作方法使用范圍擴大，不是簡單地重復以前的實驗。無論是第一次接觸到的還是在以前基礎上進一步學習的基礎性實驗，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，損壞儀器設備?；A性實驗是培養(yǎng)學生良好實驗行為的關鍵所在，也為后面的綜合性實驗和設計性實驗打下堅實的基礎。

2.2綜合性實驗

摘要：基礎有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分。通過多年來對有機實驗教學的總結(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體系，有利于培養(yǎng)的學生動手能力，豐富學生的知識體系，提高他們學習的主動性、積極性及解決問題的能力。

關鍵詞：有機化學實驗；實驗教學；教學改革

有機化學是研究有機物質(zhì)的來源與組成、合成與表征、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、反應與轉(zhuǎn)化及其作用機理的科學，是創(chuàng)造新物質(zhì)的重要學科之一。有機化學基于實驗，有機基礎實驗課程是有機化學教學的重要組成部分。有機化學基礎實驗是化學、生物、環(huán)境、醫(yī)學和材料等相關專業(yè)重要的基礎實驗課，其教學質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量息息相關。合理高效的有機基礎實驗教學體系，對于培養(yǎng)學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重要的作用。多年來，我校有機實驗教學團隊在實驗項目選擇、教學大綱制定和教材建設等方面堅持以學生為本，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體系。對教學內(nèi)容、教學方法、考核方式和開放實驗不斷探索和改革，將對學生素質(zhì)、知識和能力的培養(yǎng)貫穿于整個有機化學實驗教學中，取得了預期的教學成效[1-4]。

1必修的基礎有機實驗

1.1實驗內(nèi)容改革

基礎有機化學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”教學改革要求，不斷更新教學內(nèi)容，注重有機化學實驗內(nèi)容的前沿性、交叉融合性、應用性、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，按基礎訓練—綜合訓練—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)全面引入基礎有機化學實驗教學和開放實驗教學，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、強化基本操作訓練，使學生獲得試劑處理、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練，提高學生的實驗技能和水平，促進教學相長。學生通過使用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)，有助于誘導學生的發(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：有機化學實驗是化學等相關專業(yè)的必修課，其教學目的是使學生掌握有機化學實驗的基本技能，學會正確選擇有機化學實驗的合成、分離、提純的方法。通過實驗，培養(yǎng)學生觀察現(xiàn)象，分析問題和解決問題的能力。同時也是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、實事求是的工作作風、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的實驗操作習慣的一個重要環(huán)節(jié)。文章對有機化學實驗教學方法的探討具有重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：有機化學實驗；教學方法；培養(yǎng)

0引言

有機化學實驗是四大基礎化學實驗之一，是化學等專業(yè)的重要課程。通過學習有機化學實驗，學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。然而，有機化學實驗的教學方式一直以來都是以教師講授為主，學生通過實驗課本的步驟“依樣畫葫蘆”。這種教學方式可以提高實驗技能，但也抑制了學生的主動學習意識及想象力，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，實驗教學毫無意義。如此一來造成了學生在學習過程中出現(xiàn)懶散、思維不活躍、缺乏興趣等現(xiàn)象。這樣的培養(yǎng)很難達到預期的效果，很可能在學校養(yǎng)成的習慣會影響其工作崗位的創(chuàng)新發(fā)展。

1實驗教學內(nèi)容的精練

為了使學生能夠全面發(fā)展，因此，很多學校增開許多新課程，并且大部分只是學一點皮毛，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，疲于應付，可能引起學生厭學情緒，很難達到預期教學效果。以往的有機化學實驗教學中，經(jīng)典性實驗多(簡單的蒸餾、萃取、重結(jié)晶)，研究型、設計型實驗少(合成加提取)，反映學科前沿的實驗少，很少能拓寬學生的知識面和處理問題的能力，這些很難適用現(xiàn)代實驗教學和培養(yǎng)人才的要求。針對這種情況，有必要對實驗教學內(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)、有機合成和設計實驗三個方面。并在實驗教學大綱中適當增加綜合性與設計性實驗。教師讓學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)與設計型實驗的教學，可以使學生在往后做實驗時，利用已學知識來解決問題，這大大的提高了實驗課程的教學質(zhì)量[1,2]。

2實驗教學方法的改進

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

關鍵詞：綠色化學；有機化學；應用實踐

隨著綠色理念的盛行，綠色教育事業(yè)也相繼出現(xiàn)。有機化學在實驗過程中通常會應用很多的有害試劑，為了避免化學實驗過程對環(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理念在有機化學教學中的應用。

1綠色化學理念價值

1.1綠色化學理念

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

1.2核心價值