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化學有機合成應用范文1
引言
化學實驗過程中，特別是有機化學實驗中，因為加快反應進程，縮短反應時間，或者使反應更加徹底，往往需要對反應過程進行加熱。傳統的基于酒精燈的石棉加熱、坩堝加熱、水浴加熱等方式，因為對流擾動的存在，可能使得加熱過程對反應過程帶來不必要的擾動。所以，上世紀八十年代末以來，微波加熱在分析化學和有機化學中逐漸興起。
一、需求分析
本文需要設計一個微波加熱設備，用于分析化學和有機合成，可以進行基本的皂化反應、萃取反應、中和反應、食品分析、生物制樣等操作。儀器可以設置微波功率、目標加熱溫度、加熱時間等參數，可以對以上設置進行斷電保存和策略管理。設備的加熱部分有效容積可以滿足一般實驗室的試驗空間需要，以鐵架高度計算，目前的有機化學鐵架的高度為550cm和450mm兩種，為了保證微波照射時鐵架尖端與金屬反射殼之間不發生放電反應，其安全保護距離為150mm。建議采用450mm鐵架的反映下，容器內高度應該至少為600mm。容器內的深度及寬度應該滿足振蕩器和會轉盤的放置，本文設定不小于300mm。
二、總體設計
系統加熱倉高度600mm，深度300mm，寬度300mm，內部反射板采用1.2mm鋁鎂合金板，外部殼體高度720mm，深度380mm，寬度520mm，材質采用1.2mm彩鋼板。內部骨架采用20×2mm扁鋼焊接而成。內殼采用無縫焊接法，經過打磨后涂納米反射漆，增加其對微波的反射率，且應確保其反射內部沒有突出物和連接螺栓，內殼采用焊接在外壁上的栓接點與框架栓接，外部殼體采用分體設計，與框架逐一栓接。微波管采用2M219JE522高壓微波管，回轉扇驅動方式為42通道步進電機42BYG250C。
控制方式上，采用5.3寸觸摸彩色電容屏控制，輸入電源為220AVC電源，使用專門設計的電源分配器，輸出127V進入高壓微波管，5V進入SCM系統、溫度采集系統和步進電機控制系統，12V進入到光電耦合器隔離的高壓控制模塊。SCM選擇基于ARM7核心的全志A20系統。
三、硬件選型
家用微波加熱灶具的設計因為對于溫度要求不高，所以常使用主動定時算法進行加熱，主動定時算法根據既定的時間控制法，可以使用較小的計算能力實現相應的功能。甚至部分家用設備采用全電磁控制即可實現功能。但是，化學反應往往要求反應容器的溫度控制在±0.5℃以內，所以，必須采用被動溫控算法，通過可以放置在溶液中的溫控探頭進行溫度條件監測。探頭需要較好的防水、防酸、防堿、防輻射的封裝方式，為了方便起見，探頭使用電阻式測試棒，使用三種不同的方式進行封裝。探頭使用屏蔽雙絞線從殼體預留孔中穿入反射殼外，穿孔位置使用樹脂套管對尖端進行保護。使用STM32F407VET6芯片對溫度模擬量進行數字化預處理，使用UCN5832EP對以上數據進行鎖存。回轉扇的驅動方式采用扭矩為0.55NM的42BYG250C。由于本文設備是一個單輸入雙輸出模式，所以不設置復合總線，使用PA口接收溫度傳感器數據，使用PD口驅動回轉扇電機。因為回轉扇驅動僅需要8位并行數據，所以，可以在PD口32位數據中分出2位同步控制高壓微波頭。高壓微波頭前置采用A-HCPL-2631耦合器控制的12V電壓控制的70TPS16TO247可控硅控制。
采用10ms的響應速度，系統每10ms需要處理溫度數據32位。在LINUX操作系統的動態內存管理模式下，系統用于處理該數據且進行輸出的CPU周期約為148個。運行在800MHz下的A20平臺，完全可以在完成系統顯示任務和網絡交互任務的前提下完成此處理任務，系統冗余度高于99%。
四、算法設計
1.算法策略
采用模糊控制的原理，可以根據溫度的目標方向和溫度的變化速度得到控制策略。形成一個單輸入單輸出算法模型。
1.1讀取溫度數據。
1.2檢驗溫度數據（）與預設溫度（）之差。
1.3檢驗溫度的變化速度。
1.4采用模糊算法（見表1）確定執行策略。
1.5向執行部件輸出策略。
2.軟件輔助功能
結合SQLite，將常見試驗的加熱時間和加熱溫度進行保存，特別支持分段策略的方式和溫度斜率的控制方式。分段加熱是指在試驗開始后的不同時間點上執行不同的目標溫度，而斜率加熱是分段加熱的一種特定形式，也就是使用分段加熱功能對溫度曲線進行微分整理，使得溫度可以在較長的時間內持續升高或者持續降溫。
五、結束語
綜上，通過模糊控制法和A20強大計算能力的支持，本文系統可以實現較為復雜的溫度控制，且在加熱過程中規避了基于酒精燈加熱的受熱不均勻帶來的對流現象對于有機反應的擾動。特別是在皂化反應等需要靜置的有機反應中，本文系統會表現出更強的優勢。本文系統可以用于有機化學和分析化學等高精度實驗室化學反應的輔助處理，且其硬件成本較低，給軟件的科技附加值留出了較大的空間。所以，本文系統可以針對A20系統和LINUX系統進行較大程度的延伸開發。
參考文獻：
化學有機合成應用范文2
有機化學教學在中學化學教學別重要，其分值約占高考化學總分25%左右，特別是有機合成和推斷題這類綜合性的大題，其信息容量大，綜合性強并且這些試題主要涉及新材料、高分子化合物、藥物、香料等的合成。是一類既考查學生雙基又考查學生學科素養的題型。了解這一類型高考試題的出題特點和規律，掌握這一類型題的解題方法與技巧，以期為提高課堂教學的有效性和備考的針對性提供有益的借鑒。
二、有機合成題備考策略
1.有機合成試題?？贾R點
近幾年的高考有機合成題大都以信息題的形式出現，考查的內容以高中所學的主干知識為主體，稍加一些大學知識的改進。涵蓋的知識點有重要官能團，比如鹵素原子、碳碳雙鍵（三鍵）、羥基、醛基、羧基、酯基以及結構簡式、分子式、同分異構體的書寫、化學方程式的書寫、核磁共振氫譜確定結構等，這些知識點常以官能團的引入、官能團的消去、官能團的轉換為載體，考查學生對機化學基本概念、基本理論、學科主干知識和綜合能力考查。
2.有機合成試題常考反應類型
主要包括烯烴、炔烴的加成反應、芳香烴的取代反應、鹵代烴的消去與取代反應、醇的催化氧化反應、羧酸的取代反應、酯的水解反應、加聚與縮聚反應。特別是近幾年的有機合成題常會呈現新的反應類型，包括有機人名反應（Wittig反應、Cannizzaro反應、），大學有機反應（羥醛縮合），特殊的有機試劑（格氏試劑）。這類高考有機合成題的新視角其特點是起點高落點低，雖然形式新穎但還是注重考查學生的雙基和綜合能力。
三、有機合成題解題策略和技巧
根據高中化學《考試大綱》和對相關的高考化學試題分析，筆者認為，要想提升學生的有機化學試題解題效率，需要掌握充分的基礎知識，然后再靈活運用，采取正確的解題思路。
1.正、逆思維相結合，突破解題瓶頸
所謂正向思維，就是人們在創造性思維活動中，沿襲某些常規去分析問題，按事物發展的進程進行思考、推測，是一種從已知到未知，通過已知來揭示事物本質的思維方法。而對于有機推斷題來說，就是按照有機物的性質和已知的反應條件，順著有機合成或有機一系列反應的步驟依次推出未知有機物的過程。這種思維方式避免了只憑經驗或盲目無序地解題。例如2013年四川高考有機推斷題：
重點考查學生思維的敏捷性和靈活性，對學生的信息獲取和加工能力提出較高要求。反應1～3可以利用正向思維進行解題，反應物為不對稱烯烴與HBr發生加成反應時產物有兩種，分別是，反應2的條件為NaOH水溶液，可推知該反應為鹵代烴的水解產物為醇。根據前一問A可能的結構可知B也有兩種結構伯醇或者仲醇，根據的結構特點可知B屬于飽和一元伯醇，其結構簡式為。但是反應4～6正向思維很難推知C的結構，利用逆向思維推理會降低解題難度。由G的結構為五元環狀內酯逆推可知F既含羥基又含羧基，F中的羥基是通過與H2加成得到的，可推知E中含有醛基。逆合成分析可知E的結構為β-羥基醛，可推知反應4為羥醛縮合。再根據反應5的特點為酯的水解逆推C的結構中含有酯基，這樣物質C的結構根據逆向分析順利得出，降低解題難度。
2.多向思維，打破解題閉塞、單一的處境
所謂多向思維是求異思維最重要的形式，表現為思維不受點、線、面的限制，不局限于一種模式，既可以是從盡可能多的方面去思考同一個問題，也可以從同一思維起點出發，讓思路呈輻射狀，形成諸多系列。而對于有機推斷題來說，就是學生在做有機推斷題時，從多個方面去思考，進而能找出解決有機推斷題的兩種或幾種突破口。
四、有機推斷題復習備考的啟示
1.構建知識網絡，理解反應機理
有機化學的特點是內容繁雜，知識點瑣碎，若不加以整理歸納，學生學起來比較吃力，且難以掌握。因此在平時的復習備考中應緊緊圍繞《考試大綱》說明，緊扣教材，對各章節知識點引導學生進行歸納總結，以烴和烴的衍生物為主線，根據各類物質的性質，總結歸納出各類物質間的相互轉化的關系，構建知識網絡圖。而有機化學研究的核心是“構性相依”，對有機物參與化學反應時的斷鍵方式的研究是有機化學的本質。所以在復習備考時要指導學生對考綱要求的重點反應進行機理分析，理解有機化學變化的基本規律。
2.注重思維能力的培養，提升學生的信息素養
高考《考試大綱》明確提出：“化學科試題旨在測試考生對中學化學基礎知識、基本技能的掌握情況和所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力……”其中思維能力的培養是核心。近幾年高考有機合成推斷題信息量大，要求學生具有很高的應變思維能力。因此，要從思維過程的各個環節培養學生對信息加工處理的策略，包括觀察、梳理、篩選、存儲、遷移、類比，提升學生的信息素養；從思維方式來看，要從多角度訓練思維的“互通”性，包橫向思維和縱向思維、正向思維和逆向思維；優化學生的解題思維，提升學生分析問題、解決問題的能力。
3.注重試題的應用性，強化學生的化學素養
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摘 要：傳統實驗教學中存在的問題高等教育改革研究的結果表明，在當前情況下，傳統的有機化學實驗教學確實存在一些問題[4]。重視程度不一致社會、高等學校、教師和學生對有機化學實驗課程的重視程度不一致。表現在于：社會和用人單位看中實驗教學和學生的應用能力，學校和教師重視培養學生的實踐能力，學生本人輕視甚至忽視實踐動手能力。從社會對人才的需求來看，有機化學實驗是很重要的，從事有機化工工作必須要能夠熟練的掌握有機化學實驗，并能夠通過實驗來判斷、分析和解決實際問題。
關鍵詞：有機化學實驗；教學改革；實驗教材
大學有機化學實驗是為化學、生物等相關專業的學生開設的一門重要的基礎實驗課，它擔負著幫助學生鞏固所學有機化學理論知識和幫助學生了解有機化學知識實際應用的雙重功能。此外，有機化學實驗還能夠起到鍛煉學生的動手能力和培養學生的創新精神的作用，并使學生得到從事科學研究和產品開發等實際工作所需要的基本技能訓練。
一、現有實驗教材的不足
近年來隨著科學技術的迅猛發展，大量的現代化儀器、新的方法引入到有機合成過程中，但全國大部分高校基礎有機實驗教學所采用的還是舊版的有機化學實驗教材。這些教材是根據有機化學理論課程的內在邏輯和有機化學技術體系的系統性而編寫的，具有全面性（包括了幾乎所有的有機反應類型和有機化學實驗所需的全部技巧）。再次，實驗與實驗之間缺乏聯系，這與實際化學過程（包括化工生產、科學研究）中產物的合成需要多步來完成的情況不符合。而相應帶來的主要問題有浪費藥品（每個實驗的原料都需購買）、環境污染（產品積累，必須向環境排放）、不利于學生實踐能力的提高和科研素養的培養。
二、實驗內容的改革
針對有機實驗現有教材的不足以及現代科學技術對人才培養的要求，汕頭大學理學院化學系有機教研室開展有機化學實驗教學改革，主要就是根據實驗課的功能性和針對現行教材的弊病，建立一本新的實驗教材。
傳統的有機化學實驗一般分為基本操作、性質實驗和合成實驗三部分，其中較多時間花在基本操作和性質實驗上，不利于學生實踐能力的提高。新的實驗教學內容對原來的課程進行重組整合，采用新的三部分的教學體系：先進行強化基本操作的實驗，然后是多步驟的有機合成實驗，最后到綜合實驗。循序漸進，使學生的有機化學實驗技能和知識水平逐步提高。而以往教學內容安排較多的性質驗證實驗則集中成一次設計性的未知物鑒定實驗，這樣將單調的驗證性實驗變成探索性的設計實驗，既提高學生的學習興趣，又收到預期教學效果。
1.強化基本操作技能的訓練
基礎實驗可以訓練學生的基本操作技能，提高學生的動手能力，使其操作規范化，并養成良好的科學素養和實驗室工作習慣。這個部分主要分成：有機物物理性質測定，包括熔點、沸點、折光率等內容；有機物分離、純化技術，包括蒸餾、重結晶、升華、萃取等。而在實際的授課過程中，有機物分離純化和物理性質測定正好可以結合在一起來講授，如乙酰苯胺的重結晶及苯甲酸的升華產品，正好可以用來給學生訓練如何測定熔點，而工業酒精的蒸餾產物也可以進行沸點和折光率的測定訓練。通過這樣的有機結合，學生既提升了興趣，更強化了基本操作技能，為以后的合成實驗和綜合實驗打下良好的基礎。
2.多步驟的有機合成實驗
多步驟的有機合成實驗通過精心選擇實驗內容，體現完整性、綠色性、實踐性的特點。
1）完整性
編排的教材盡量涵蓋完整的有機化合物體系、反應類型和實驗技巧，這樣可以幫助學生對不同類型的化合物的制備和性質有足夠的了解此外，在實驗項目的選擇上，力求在保持實驗內容之間的邏輯關系和整體完備性的基礎上，加強各個實驗的獨立性，避免對相同實驗內容和技能的重復。
2）綠色性綠色性首先體現在微型化上，即在相同的實驗方法、操作技術下，采用小容量儀器，減少試劑用量進行試驗
微型化有機實驗具有安全、減少污染、節約實驗經費與時間等優點，是培養學生綠色環保觀念的成功途徑之一。其次，實驗項目的選擇上具有綠色性，把幾個實驗串成一個系列，前一個實驗的產物為下一個實驗的起始物。這樣既可以減少購買原料的支出，又可以避免產物積累、丟棄所帶來的環境污染。
3）實踐性
實踐性在于注重實驗與應用現實之間的相應性，包括實驗內容與化工生產實際之間的對應性和所訓練的技能與生產現實需要之間的對應性。從內容上看，實驗項目的選擇上引入應用性實驗。如從茶葉中提取咖啡因，它主要用作中樞神經興奮藥，而4-苯基-2-丁酮的制備，它具有止咳、祛痰的作用，可以作為治療劑。此外，所設計實驗步驟的連貫不僅加強所開設實驗之間的內部聯系，而且使實驗過程更接近生產和科學研究的實際情況。做這類多步驟的綜合性實驗訓練時，由于上個步驟的產物會直接影響下個步驟的反應成敗，所以學生在思想上更加高度重視，操作起來更加謹慎認真，出現問題也能及時分析，認真總結經驗教訓，一般都能達到滿意的效果。
3.綜合實驗
最后一個部分是綜合實驗環節，這個環節的特點就是在實驗中引入如核磁共振儀、質譜、傅立葉紅外光譜儀、紫外可見光譜儀等大型儀器來表征學生合成的產品。比如乙酰二茂鐵的制備實驗中，二茂鐵和乙酸酐的反應產物存在單?；碗p?；a物，還有沒有反應的二茂鐵？通過柱色譜分離后得到的不同顏色的溶液，如何來確定哪段溶液是自己所要的產物？這就需要儀器來進行
表征。
化學有機合成應用范文4
關鍵詞：精細有機合成技術；項目化教學；考核評價
《精細有機合成技術》是精細化學品生產技術專業的專業核心課程，是承擔學生職業核心能力培養的一門課程。本課程的教學內容是由十多個有機合成單元反應組成的，各個單元反應既相互獨立又相互聯系，也是一系列經典反應的抽象總結。傳統的教學方法是將這些反應的規律與特點全部灌輸給學生，然后安排期中、期末考試，進行理論知識的考核。這種傳統教學方法的弊端在于，課程的理論性較強、考核手段單一，實踐動手與理論脫節。如何有效地開展該課程的教學，一直是比較棘手的問題。
項目化教學具有項目載體、任務驅動、工學結合等特點，受到了國內外職業院校教師的普遍認可。為了解決上述問題，我們對《精細有機合成技術》課程開展了項目化教學的改革嘗試，取得了解決問題的一些思路和方法。我們在三年制高中后大專的精細化工0711、0721班的第4學期進行了項目化改革的初步嘗試。在項目化教學改革中，學生的基礎知識已經具備，通過設立一些教學項目，以完成項目的方式，達到實踐動手與理論知識的充分結合。這些項目主要是依據現實工作項目的具體過程分析而確定的，其主要特點是項目載體、任務驅動、學生主體、素質滲透、工學結合，學生各種能力的訓練、素質的培養、知識的運用全部體現在項目完成過程之中。教學方式的改變，同時也改變了考核的方式，由過去傳統的一份試卷決定學生學習成績的考核方法改為項目化的過程考核。那么，這種項目教學實施后的教學效果如何評價？學生學習的質量如何考核？項目化過程考核的過程是怎樣進行的？筆者從以下幾個方面進行了探索。
改造企業案例成為適合教學的項目
項目教學的特點之一就是項目載體，通過項目訓練實現學生知識的滲透、能力的掌握、素質的培養，因此，項目的選擇十分重要。在項目的選擇中不能單純為了做項目而找項目，為了將所學的知識與將來的工作結合在一起，我們尋找了一些企業案例，并將此作為學生的項目。這樣，既能讓學生從課本上學習到知識，又能夠將學習到的知識運用到工作中去，并能夠從所做的實驗中進行分析、總結，實現知識的提升，真正達到在做中學、在學中做的效果。如何尋找這些企業案例，并使這些案例能夠適應學校教學的現狀，就成為一項比較艱苦的需要花大力氣的工程。
由于企業案例與市場相關，也與企業的生產能力、經營狀態等有很大關系，所以不太適合直接作為學生的訓練項目。在將有關的案例作為項目時，就需要將所選擇的案例進行改造，使之成為適合教學和學習的項目。開發這些項目時，需要結合學校的師資、社會與化工企業的資源情況，首先確定精細化學品技術專業要求學生達到的職業技能、基本培養目標與核心技能目標。然后根據這些目標，由學校和企業共同組成專門人員負責從企業案例中尋找合適的項目、任務作為知識載體并由學校的教師最終開發成教學項目。所選項目必須是典型的，將其開發成教學項目后，要真正將知識與實踐結合在一起。
例如肉桂酸的合成是企業里一個很大的項目，因為肉桂酸是重要的有機合成工業中間體之一，廣泛用于醫藥、香料、塑料和感光樹脂等化工產品中。在選擇這個項目時，我們考慮了學校的實際情況，將合成過程安排在實驗室完成，同時要求學生通過大量查閱資料，進行理論上的放大，產生了很好的教學效果。
項目的編排要符合學生的認知規律
由于精細有機合成所涉及的內容過于廣泛，很難用一個項目涵蓋所有的知識點，所以在選擇項目時，應針對不同的知識點，選擇企業中有關的案例作為項目。為了達到所有知識點的融合，在針對不同單元反應設計了8個項目后，又設計了2個綜合項目，以求實現學生知識與能力的綜合訓練和提高。
教學項目在制定后，就需要按照從易到難、循序漸進的順序進行排列。只有這樣，才能夠培養學生學習的積極性，有利于學生在工廠內和學校的實習實訓基地學到盡可能多的知識，提高學習的效率。
筆者進行的第一個項目就是硝基苯的制備，這個實驗只要一步完成，實驗現象也比較明顯。在完成這個項目的過程時，學生反映利用以前所學的有機化學知識和文獻檢索知識，很容易找到有關的解決方案。在完成這個項目的時候，既培養了學生進行項目化學習過程的學習興趣，也使學生更容易歸納、總結出一些合成的基本知識。同時，學生熟悉了項目化的教學的過程后，所掌握的知識會更加牢固和易于應用。
通過一系列項目的訓練，既能有效地利用學生的課余時間以及圖書館資源，又可充分進行知識的歸納總結。到筆者進行最后的綜合項目時，學生已經感覺不到太大的難度，符合學生學習的認知規律。
建立適當的項目化教學過程與考核方案
傳統的教學方法是教師講，學生聽，而傳統的考核方式是用一張試卷決定學生的學習效果。這在某種程度上并不能真實反映學生的學習效果。因為學生的學習過程及對合成基礎知識的動手操作能力是沒有辦法考核的。
采用項目化教學方法與傳統方法有著明顯不同，課堂的主體是學生自己，他們要完成具體的工作任務，一切都圍繞著項目（或任務）來進行。學生在項目完成過程中探討問題、研究問題、思考問題、討論問題、分析問題，學生要闡述自己的觀點，用自己充分的理由說服對方，說服項目委托方代表（項目形成時，模擬現實場景，教師作為項目的委托方代表，由學生競爭、投標，獲得項目），還要運用查閱的資料、實驗的數據、理論的根據等證明自己所做的事情是對的。也就是說，學生是自主學習知識，并且運用知識解決實際工作問題。隨著項目化教學的實施，教師的身份、行為、結果都是不斷變化的。項目布置時，教師的身份是項目委托方的代表；項目進行時，教師的身份可能有如下六種：一是提醒者，二是巡視者，三是咨詢者，四是自由參與者，五是過程控制者，六是問題記錄員。只有點評結果時，才是指導教師。
采用項目化的教學過程，建立針對操作過程的考核方式，用學生平時的動手能力、知識的歸納總結能力等來考核學生的學習情況，可以改善對學生學習效果的評價，通過一系列考核方式的改變，大大提高學生平時學習的積極性。學生在完成整門課程后，也反映這種教學方法和考核方式可使大家的注意力集中到如何通過自己的努力以及團隊的合作完成一個項目，通過對這些項目的總結，對個人理論知識、動手能力的提高都有很大幫助。
在這個項目化教學過程中，筆者實施的項目化教學是首先建立項目化的情境，委托學生進行項目的投標，學生根據項目情況在實施之前做好人員分工，確定好各自的角色，做好相關的資料準備。
其次，為了不使學生僅僅為了完成項目而單純地去做項目，在項目正式實施前，建立項目引導文，讓學生能夠在做項目之前把必需的理論知識先行鞏固，在這個過程中，筆者把有關的電子教案、電子課件都提供給學生，供學生參考使用。
再次，進行項目投標，在這個過程中，由于項目化注重的是平時考核，所以在這里，筆者進行了有關項目投標（匯報）過程中所涉及的有關內容的考核，加強考核的針對性?？己朔桨傅闹攸c放在對資料的檢索以及方案的形成上，通過學生的匯報和學生的互評來完善這一考核方案。在學生就投標的內容進行互評時，筆者發現有些學生不能及時確定實驗方案，而且一些操作與理論會有些許脫節，所以，教師應適時對一些關鍵點進行引導和補充，使學生形成可以實施的方案，以便進入下一個環節。
又次，在學生形成自己的方案后，讓學生進入實驗室，實施自己形成的實驗方案。對實驗過程進行考核，按照實驗室的要求進行，要求學生規范操作實驗、按記錄格式要求記錄實驗過程、及時解決實驗中出現的問題。依據實驗過程及最終產品的質量來對學生進行全面考核。
最后，學生完成了項目的實施階段，將進入的環節是對項目的總結。這時，為了充分發揮學生的能動性，由學生在實驗完成后，對相應單元合成的有關內容進行總結，并將所總結內容進行匯報。筆者在對這部分內容進行考核時，是按照學生所交試驗報告以及學生匯報的內容進行綜合評定，要讓學生真正對自己的實踐成果進行匯總，而不是簡單地查找課本進行知識的羅列。
項目化教學成果總結
對學生進行的教學效果調查顯示，超過90%的學生認為這種學習方法學到了以前課程上學不到的許多知識，并且將理論知識與動手能力結合得很好，并表示希望這種教學方法一直延續。學生從中得到一個啟示：實驗的過程并不是僅僅完成一個實驗，而是一類合成中的一個特例。
項目化教學也存在一個難點，需要指導教師具有豐富的知識儲備，能夠及時解決學生提出的各種預先設想不到的問題。
總之，項目化教學的方法不同于傳統教學方法，在這種教學過程中，教學項目的確立、教學過程的實驗、教學效果的考核評價，都融合于項目的完成過程之中；學生各種能力的訓練、素質的培養、知識的運用也全部體現在項目完成過程之中。項目化教學有利于提高職業院校學生的綜合能力，有利于培養高職應用型人才。
參考文獻:
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化學有機合成應用范文5
關鍵詞：高等師范院校；有機化學；教學團隊；建設
本科教學質量不僅是高等教育的重要內容，也是衡量一所學校辦學水平和能力的重要指標。高校專業教學團隊建設作為開展教學和科研活動的根本和基礎，是提高教學水平和質量的必要保證[1-3]。近年來，河南師范大學有機化學專業充分認識到加強教學團隊建設的重要意義和作用，在提高教學質量、提升教師素質、進行教育教學改革和“產、學、研”等方面進行了有益探索和實踐，團隊結構明顯優化，團隊成員的教學水平和科研能力明顯提高，尤其是在科研成果轉化為生產力、服務于中原經濟區建設方面成果顯著，走出了一條具有師范院校特色的教學團隊建設新路。2010年獲批國家級教學團隊
一、注重教學與科研能力提高，不斷優化團隊結構
我校有機化學教學團隊在近百年的建設中，在不同時期均有自己的特點和特色。特別是20世紀50年代以來，以留蘇博士蔡昆教授、葛洪教授為代表的有機化學團隊，在教學、科研、教材建設等方面取得了較好成績，走在了全國師范院校的前列。
進入新時期，我們在汲取和傳承老一輩教授優良傳統的同時，采取有力措施，不斷推進有機化學專業建設。
一是鞏固和提高現有教師的教學與科研能力。對于在職的已經有博士學位的年輕教師，積極推薦他們到國外知名高?；蜓芯克鶐煆拿易霾┦亢笱芯浚粚τ跊]有博士學位的年輕教師，想辦法給他們騰出時間，讓他們去攻讀博士學位，以完成團隊成員學歷層次的提升。對堅持在教學科研崗位辛勤工作的教師，壓擔子、給項目、加大獎勵和資助力度，鼓勵他們多出成果，最大限度地調動其工作積極性。
二是下大力氣引進高水平優秀創新人才。并充分發揮他們科研水平高的優勢，在科研環境、隊伍配備、項目申報等方面給予大力支持，最大程度為他們營造良好的科研氛圍，讓他們全身心投入科研與教學之中。
三是組建與整合科研團隊，發揮團隊優勢開展科研工作。我們把有機化學教學團隊分成若干個小科研團隊，合理分工，利用各自特長，使得所有成員都能參與科研之中，快速產出高水平科研成果，提高團隊成員的整體水平。
目前本團隊已經形成一個老、中、青相結合的教學梯隊。團隊的學位結構、學緣結構、年齡結構、職稱結構均趨于合理，具備了較高的教學與科研水平。
二、積極參與教學改革，重視教學內容與教材建設
我校有機化學教學團隊面向化學專業本科生所開設的課程有：“基礎有機化學”、“有機化學實驗”、“波譜分析及實驗”、“有機合成化學”、“高等有機化學”等6門經典的專業課程（另外還有面向全院及全校開設的多門公共選修課）。多年來，大家一直致力于這些課程的教學改革，力爭使教學內容更貼近學生實際需要，更能服務于科技前沿新發展[4]。
課程要想建設成為精品課程，關鍵之一在于要有優秀的教材作為保障。近年來我們間隔選用胡宏紋院士主編和邢其毅院士編寫組編寫的《有機化學》，二者各有特色[5-6]。選用過程中我們根據教學計劃的時間安排和學生的需求進行了合理的節選，并在早期就為該教材配套編寫了習題解答。與此同時，我們根據學生需要和團隊教學風格，克服已有教材的編排體系與內容較為單一而又缺少適合學生入門學習的必備知識的缺陷，自主編寫了新教材。
我們每年在給本科生講課時都用這些自編的國家級規劃教材，并在使用過程中及時將國際前沿新發展增加進去，一是提高學生的學習興趣，二是隨時為第三次再版做準備，體現教材建設的連續性。
三、以基礎研究與應用研究并舉的特色科研促進教學，提高學生培養質量
教學與科研是相互促進的，一個高校教師如果不進行科學研究，他將很難把本學科的知識講深講透[7]。因此，我們特別注重教學與科研的緊密結合，要求教師要將自己的科研成果與全世界本領域的科研動態迅速引入本科生與研究生教學中，使教學內容盡早盡快地體現學科的前沿性與時代性，以科研促進教學，提高團隊成員的整體水平。
我校有機化學教學團隊的科研特色是基礎研究與應用研究并舉，教學特色是科研成果及時向教學內容轉化。
在基礎研究方面，有機化學教學團隊主要在各類藥物及其藥物中間體的合成、天然產物的分離提取與全合成以及化學合成方法學研究等方面下工夫。近5年來，我們團隊成員在國際SCI源期刊與國家核心期刊發表學術論文300多篇，其中在國際本學科領域影響因子4以上的學術期刊上發表50余篇，完成國家發明專利8項。2011－2012年我們連續2年每年拿到5項國家自然科學基金。2011年我們承擔的科研項目，包括“973計劃”前期專項、教育部創新團隊項目、教育部新世紀優秀人才支持計劃項目、國家自然科學基金項目以及河南省的杰出人才基金、杰出青年基金等縱向項目基金共計830萬元，再加上380萬元的橫向研究經費，可以達到團隊成員人均60萬元，這在全國師范院校的有機學科中名列前茅。通過這些科研項目所取得的科研成果又反饋到本科生與研究生的教學課堂，極大地豐富了教學內容，使學生受益匪淺。
在應用研究方面，我們主要進行創新藥的研制與開發、仿制藥物的研發、藥物中間體的生產新工藝研究等。前期我們已經獲得2個三類新藥的新藥證書，并均進行產業化應用于臨床。目前我們正在進行“治療腸炎與結腸炎的二類新藥——5-氨基水楊酸鋅”的研究，即將完成二期臨床，有望近期獲得國家新藥證書，另外還有一批仿制新藥的工藝正在研究中。這些藥物研究成果已經成為新鄉市三生藥業有限公司的主要技術支撐。另外我們團隊成員與新鄉拓新生化科技有限公司進行“產、學、研”聯合進行核苷類化合物生產新工藝研究，已經有15項生產核苷類化合物的新工藝被同行專家鑒定為國際領先水平或國際先進水平，為中原經濟區建設、地方經濟力量的提升作出了貢獻。與此同時，這些應用研究成果也保證了本科生的實習實踐。很多本科生由于基礎扎實、動手能力強，在實習期間就與企業簽訂了就業協議，免去了試用期；有的學生還提前利用高校文獻資料、儀器設備的優勢參與了企業的研發與技術改革項目，極大提升了我院學生的就業競爭力。
教學帶動科研、科研促進教學是高校教育模式的重心[8]。我們團隊以科研促教學的實際例子很多：
1．利用有機化學教學團隊成員擁有應用研究方面的系列成果，我們在大三下學期開設“有機合成品的產業化”選修課。主要講授多種有機合成品的用途、合成原理、國內外的合成方法對比分析、創新工藝的形成思路與實施過程、產業化的條件等。由于我們積累了大量的有機合成品實際產業化的例子，又有很多從事產業化的本學院校友的成功經驗，所以該課程講起來生動、有趣，選修率連年提高，學生就業觀念不斷轉變。
2．將科研成果轉化為本科生的綜合實驗。團隊成員在做國家新藥基金課題“裂葉苣荬菜的研究”時發現裂葉苣荬菜中含有大量的黃酮（槲皮素、鼠李素、蘆丁等），其中蘆丁的水溶性較好，又加上其具有抗炎、抗過敏、利尿、鎮咳、降血脂、抗癌、降低毛細管通透性與脆性等多種藥理活性，既可以作為藥物又可以作為保健品[9]；并且多種植物中均含有蘆丁，槐米中蘆丁含量相當高，并且每年的7月份很多城市的黑槐樹上掛滿了槐米，資源豐富。所以我研究了從裂葉苣荬菜或從槐米中提取蘆丁的綠色工藝，并把它轉化為本科生的綜合實驗。實驗中用超聲波進行細胞破壁，用石灰水做提取溶劑，用水做重結晶溶劑，用高效液相色譜做含量分析，用紫外光譜、紅外光譜及核磁共振譜做結構分析[10]。整個實驗綜合了有機化學、分析化學、波譜學等多種知識，并且該實驗無毒、無害，完成實驗后滿屋清香，產品有益于人類且易于回收，實驗貼近生活，很受學生歡迎。
3．本科生進入教師的科研課題做畢業論文。經多次教學計劃的修訂之后，本科生在大二時就可以進入教師的科研課題進行實際動手操作。他們在業余時間進入實驗室，結合大學生創新實驗項目，很多本科生在畢業前就發表了學術論文，完成了高水平的畢業論文。此舉極大地提高了本科生的培養質量。
四、關注青年教師與師范生教學技能的培養，提高學生就業競爭力
加強對本科生教學技能的培養是師范院校的特色教育，而要想提高學生的教學技能首先要提高教師的教學技能。
對于新入校的青年教師，我們進行教學崗培訓，并指定老教師進行傳、幫、帶，快速提高青年教師的教學質量和科研水平。我們首先組織團隊成員集體聽三次課：第一次聽課教他如何備課、如何做PPT課件、如何板書設計；第二次聽課主要教他如何講好一節課，怎樣把學生教會；第三次聽課教他怎樣提高教學質量，怎樣調動學生的學習積極性和學習興趣，如何打造一節優質課。進入實際課堂教學后，指派一名老教師跟蹤聽課指導，直到該青年教師有能力參加全校、全省的青年教師教學技能大賽，并拿到優異的成績。目前我們有機化學教學團隊的成員中已經有11位先后獲得過校級與省級的教學技能競賽獎。
學生教學技能的提高依賴于高水平的教師指導與教育實習環節。我校對師范生8周的教育實習由原來的8周全到中學去實習改為“2、5、1”實習模式，即前2周在本校，中間5周到中學，最后1周回到本校的三階段模式。該模式已經在全校推廣并應用至今。實習過程中前2周在本校分成小組，由教師具體指導，學生從備課的方法、教案的寫法、板書要求、課件制作、知識點分析等著手，每1個學生選1節課，完成備課教案后，面對本小組的同學與指導教師講課，教師與同學評課，2周時間可以使同學們初步學會備課與講課。中間5周到中學后，在中學教師的指導下，真正面對中學生講課，使他們講課水平提高很快。最后1周回到本?？偨Y與講課比賽，同時選出參加全校和全省講課比賽的學生。我們團隊所指導的本科生曾多次獲得校級與省級教學技能大賽獎，其中曾連續3年獲得河南省師范生教學技能大賽一等獎。2011年我們指導的本科生又在“第四屆‘東芝杯’中國師范高校理科師范生教學技能創新大賽”中獲得全國第二名的好成績。
在學校外部政策引導和教學團隊自我激勵下，河南師范大學有機化學教學團隊著重在優化團隊結構、加強課程建設、提高學生培養質量、提升教師教學與學生就業競爭力等方面進行了有益的探索和實踐，在“產、學、研”方面取得較為顯著成果。在未來專業教學團隊建設和發展中，我們將繼續堅持統籌規劃、科學管理、團結協作、共同推進，發揮國家級教學團隊的示范作用，真正實現提高教育教學質量的目標。
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化學有機合成應用范文6
關鍵詞：組合化學；農藥合成；應用
Abstract: the science and technology is the first productive forces, this is the everlasting truth, this point in chemical production can also be reflected, it is precisely because the modern chemical development, especially the combinatorial chemistry of all-round development in the chemical and makes the fields are the benefits. This paper mainly discusses the development of combinatorial chemistry, and its application on pesticide synthesis and with all kinds of benefits.
Keywords: combinatorial chemistry; Synthetic pesticide; application
中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A 文章編號：
隨著科學技術的發展，尤其是現代化的化學工業的發展，我們的生活也隨之發生了天翻地覆的變化，幾乎在我們生活中的各個方面都得到了有力的體現，可見化學發展的積極作用之大。而由于化學這一工業所獨有的學科性質，使得其在生活領域的作用尤為巨大，因為我們的生活的各個方面不可避免的都會與化學產生這樣那樣的關系，其作用不言自明。而作為化學發展中的佼佼者，組合化學的發展更是給我們的生活帶來了極大的好處。
1組合化學
1.1組合化學簡介
組合化學是化學這一學科中最新興起的一門工藝技術和研究方向，它一經研究發現就凸顯出了它的巨大利益和研究可利用性。并且由于它和我們的生活息息相關，其成果可以應用到我們生活的各個方面，這一點更加大了人們對他的研究。組合化學是一門新興技術，它興起于上世紀八十年代，在近20年的發展中，它已引起生物學、醫學和化學等領域有關研究人員的廣泛重視，并已在醫藥研究中取得了成功經驗。早期人們利用組合化學合成多肽庫，從中篩選出了許多有活性的化合物，包括抗原決定簇、抗生素、酶抑制劑、受體的配體等。組合化學的產生被認為是合成領域的一次重大突破。它在研究觀念上打破了傳統的逐一合成、逐一純化、逐一篩選的模式。能多、快、高、省地合成大量結構各異的分子庫。并進行快速篩選，以尋找和優化先導化合物。因此，組合化學已成為目前化學界最活躍的研究領域之一。除應用于醫藥研究催化劑篩選無機功能材料等外，在農藥合成應用方面也有長足發展。這一點正是我們下文將要重點介紹的。組合化學的發展主要受益于固相有機合成的進步，其初期主要集中在肽和低聚核苷酸的合成上。早在1963年，Merrifield利用固相技術合成了多肽，為組合化學的發展奠定了基礎。八十年代中期，Geysen建立的多中心合成法，Houghton建立的茶葉袋法中首次引入了肽庫的概念。1991年Furka的混合-切分法的提出標志著組合化學的研究進入了一個嶄新的發展階段。近幾年來，伴隨著電腦的普及和自動化水平的提高，組合化學的發展速度更為迅速，現已推廣到小分子非肽化合物庫的合成，許多結構復雜的化合物庫已經被合成出來，大大加速了新材料的發現速度。
1.2組合化學的原理
我們接下來再來看下組合化學的合成原理是怎樣的，這樣既能讓我們對于組合化學有一個進一步的了解，并且還能夠使我們了解組合化學在農藥合成中具體是如何操作的。組合化學打破了傳統合成化學的觀念，不再以單個化合物為目標逐個地進行合成，而是選擇一系列結構、反應性能接近的構建模塊A1-An 與另一構建模塊B1-Bn 進行反應得到所有組合的混合物，這樣就可以一次性同步合成幾個幾十個甚至上萬個化合物形成了化合物庫(Compoundlibrary)。組合合成的特點就是用少數幾步反應可以得到數以萬計的化合物分子，它將化學合成、組合原理和計算機輔助設計有機結合起來，在短時間內，產生大批的分子多樣性群體，形成化合物庫，然后采用有效的手段對庫成分進行生物活性篩選，從而得到目標產物。
2組合化學在農藥合成中的應用
通過上面的介紹我們也知道了組合化學一個最大的特點就是可以產生新的材料和新的物質來供我們使用，這些新材料新物質一般對我們的生活具有重大意義。多年來，在農藥合成領域一直沿用傳統的合成方法，以單個化合物為目標，一步一步合成，最終獲得產物。這種方法耗時、費力，獲得新產品周期長，近年來，隨著組合化學的發展，人們把它引入到農藥合成領域，并取得了突破性進展，大大縮短了新農藥的開發周期，降低了成本。應用組合化學方法進行新農藥合成研究，首先要進行化合物庫的合成，之后要對庫成分進行生物活性篩選，找到具有生物活性的物質，并確定其結構。化合物庫的設計、合成往往是比較重要的一步。
一般說來，組合化學在農藥合成中的應用主要體現在三個方面，也就是說通過三種方式來進行，即固相合成法、液相合成法、帶載體的液相合成法。下面我們就來詳細看下這些方法的具體應用。
1）固相合成法是將反應物連接到不溶性的固相載體（solid-support）上的一種合成方法。這種方法是從Merrifield利用樹脂作為載體合成多肽的基礎上發展起來的。首先將一種反應物連接到帶有鏈接體的樹脂球載體上，然后再與另一反應物反應，生成連接在載體上的產物，最后經過濾、洗滌，使反應物與反應液分離，再經斷裂反應，得到所需化合物，這種方法不需要復雜的操作和提純步驟，所以固相合成能實現反應的自動化。目前常用的載體有合成樹脂、硅膠、玻璃和纖維素等，其中以樹脂使用較多。喻愛明等人用固相合成法合成了具有除草活性物質的先導化合物--氫化脲嘧啶，他們選擇Wang 樹脂作為載體，進行固相組合，合成構建氫化脲嘧啶化合物庫，丙烯酸酰氯與Wang樹脂作用，得到固載的丙烯酸酯，與伯胺經Micheal加成反應生成仲胺，隨后與異氰酸酯加成得到脲，在酸催化下從樹脂上解離的同時關環，從而得到氫化脲嘧啶，在此基礎上通過變化取代基組合合成了含9種氫化脲嘧啶的小化合物庫它們的結構經GC-MS 所證實。固相有機合成法是構建化合物庫的主要方法，但這種方法也有其局限性，如需要選擇合適的載體和連接基，有額外的連接載體和從載體上解離的反應步驟，需要有合適的檢測方法和分析方法等。
2）液相組合合成，顧名思義反應都在液相中進行，不需要額外的連接載體，與固相組合合成相比具有易于實現，減少了與載體連接和解離步驟等優點，但是產物純化困難，由于一般的小分子有機物的合成易于在液相中進行，故其應用范圍比較廣泛。李斌等人報道了在液相條件下，采用組合化學中的索引方法，用苯異氰酸酯與胺反應，設計并合成了一個含除草劑敵草隆和滅草隆的25個脲類化合物庫，用含異氰酸酯基團或胺基團的樹脂對產物進行了提純，并用HNMR 和LC-MS對各子庫進行了初步分析。此化合物庫分為10個子庫，用常規除草活性篩選方法對10個子庫進行除草活性篩選，依據子庫除草活性的順序重新發現了除草劑敵草隆和滅草隆，節省2.5倍的合成工作和篩選工作。組合化學方法也可用于研究物質的合成工藝，優化合成路線。對甲苯磺酸乳酸乙酯是合成芳氧苯氧丙酸類除草劑如喹禾靈、惡唑禾草靈等的重要中間體。李斌等人在液相條件下用組合化學方法研究了對甲苯磺酸乳酸乙酯的合成工藝。他們用平行組合合成方法一次進行15個反應，用氣相色譜對反應進行跟蹤分析，以考察溶劑、堿、反應時間對對甲苯磺酸乳酸乙酯合成收率的影響，發現極性溶劑對反應有利。內乙酰脲（hydantion）有抗驚厥、抗心率不齊和抗糖尿病的生物活性，其除草和殺菌活性也受到人們的注意。Hanessian等人報道了用液相和固相兩種方法進行內乙酰脲庫的合成，取得了滿意的結果。
3）帶載體的液相組合合成法，這種方法是在液相反應中引入載體，目的是為了提高純化效率。固相反應的突出優點是采用簡單的過濾手段就可能達到比較理想的純化效果，液相合成中產物雖不易純化，但有些反應更適合在液相中進行，尤其是一些小分子雜環化合物的合成。
參考文獻
