化學反應論文范例

前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小編精選了8篇化學反應論文范例,供您參考,期待您的閱讀。

化學反應論文

國際IB化學實驗課程探析

摘要:基于化學學科核心素養的視角,對國際IB課程中獨具特色的、研究型化學實驗課程設置、實驗教學方式與實驗評價考核體系所呈現出的整體性與一致性進行了評析,以期為一線高中化學教師在實驗課程的實施和教學改革中提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞:國際IB課程;化學學科核心素養;化學實驗

一、課內必做實驗涵蓋多學科的交叉,注重宏觀辨識與微觀探析的關聯

IB課程化學實驗分為標準水平(standardlevel簡稱為SL)和高水平(highlevel簡稱為HL)兩個不同級別,每個級別由三部分實驗內容組成:Practicalactivi⁃ties(實踐活動即課內必做實驗)、Individualinvestiga⁃tion(課外自主探究實驗)和Group4project(課外小組合作實驗)。在IB課程化學實驗標準中對每部分實驗的所需時長作出了明確規定,詳見表1中所示。在“Practicalactivities”(課內必做實驗)中,以教師為主體,一共設置了11個實驗內容,涵蓋了化學的四大分支:無機化學、有機化學、物理化學和分析化學中的經典基礎性實驗,比如:無機化學實驗內容包含測定化學常數,如阿伏伽德羅常數,氣體常數R;焰色反應觀察;用計算機模擬實驗探究元素周期律,探究化學鍵及其結構,如用計算機模擬分子的VESPER模型等。有機化學實驗包含鑒別烷烴和烯烴;肥皂的制作;固體熔點的測定;蒸餾、分流有機混合物;有機化合物(如阿司匹林)的合成;用計算機模擬有機分子的三維模型等等。實驗內容的設置,不僅涉及了物質微觀結構與宏觀性質的關聯,還涉及運用計算機軟件對微觀結構與宏觀性質進行探究,充分體現出學科知識點之間的交叉性與關聯性,其目的是引導學生基于不同層次、多角度地認識物質,從化學學科的高度,甚至從整個科學學科的角度去認識化學的本質。同時,在“課內必做實驗”中雖然明確了以教師為主體,但并沒有規定嚴格的實驗教學順序列表,教學大綱的順序并不一定是教師的實際教學順序,由教師根據實際教學情況及學生的學習情況自行安排實驗順序以達到最好的效果。教師還可根據需要在更高層次的課程中選取內容來開展實驗,這種方式給予了教師相對較大的自主權,在實驗教學中具有更大的開放性。

二、課內必做實驗明確定量實驗的重要性,培養變化觀念與平衡思想

基于對定性、定量實驗具有同等重要性的充分認識,在IB化學實驗中設置了有關物理化學中反應焓的測定;探究催化劑、溫度、壓強、反應物濃度對化學反應的影響以及原電池的制作等內容;基于分析化學的理論知識,在實驗中相應設置了酸堿滴定(包括采用交互式軟件對強酸弱酸,強堿弱堿不同性質的探究);氧化還原滴定法分析過渡金屬離子,用分光分度計測定金屬離子濃度等內容;同時,還專門設置了正確處理數據及其相關誤差分析的章節,以及運用專業軟件處理相關數據并制作圖譜表格、撰寫科研論文報告等內容,比如:分析實驗中用spreadsheet電子制表軟件進行數據分析與處理,繪制標準曲線等。在強調定量實驗重要性的基礎上,充分體現出了實驗數據和純粹數學計算之間的不同,使學生能夠在實驗中認識化學變化所需要的條件及能量的轉化;認識化學變化的限度是可以進行調控的;能從多角度、動態地利用實驗數據探究并分析化學反應,運用化學反應原理解釋相關實際問題,充分體現了化學學科核心素養中關于變化觀念與平衡思想的培養要求。

三、課內課外注重信息技術與實驗的深度融合,促進證據推理與模型的認知

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化學工程教學改革探討

[摘要]在國家“雙一流”高校建設背景下,實施化學工程學科教學改革對于提高教學質量和學科影響力具有重要作用。以化學反應工程課程教學為例,將多層次過程分析與計算機模擬有機結合,開展項目驅動式教學,可以讓學生不斷提高綜合分析能力,增強工程意識,做到從理論知識到實際應用的有序轉變。

[關鍵詞]化學工程;多層次;計算機模擬

近年來,隨著化工企業數量不斷增加,技術含量不斷上升,企業對高?;ゎ惍厴I生的數量需求不斷增加,質量要求不斷提高[1]。但一項針對高?;ゎ惍厴I生的調查顯示,46%的畢業生在校時希望轉到其他專業進行學習,只有半數畢業生將興趣作為當初報考化學化工類專業的首要因素,另有很多畢業生認為化學化工企業危險、有害,工作環境差?;ゎ惍厴I生對于擇業就業的憂慮,體現出高等教育專業人才培養的不合理性?;瘜W工程是一門系統、復雜的交叉學科,包含化學分子動力學、流體力學、反應器設計與選擇、傳熱傳質等基本理論,涉及內容多、范圍廣,對于學生各方面能力均有較高的要求[2]。傳統的“老師講課,學生考試”的單一教學模式難以激發學生的學習興趣,更難以培養社會需要的化工綜合人才,已不再適應課程教學的需要。針對不少學生對該學科望而生畏,“不會學、不會用”的現象,如何通過優化教學模式提高學生的學習興趣,使他們能將相關理論知識應用到實際工作中,對于綜合性化工人才培養及化工企業的發展至關重要。

一、教學改革內容

(一)建立多層次教學模式

化學反應工程作為化工學科中集合微觀、介觀和宏觀變化的一門綜合性課程,涉及分子層面、反應器層面和化工流程層面[3]。目前該課程主要采用老師講課、期末考試的授課和考核方式,教學效果不佳[4-5]。此外,大多數高校的化學反應工程教學仍停留在傳授書本理論階段,沒有設置實踐應用環節,學生難以將所學理論知識熟練地運用到工程實踐中去,這門課的教學意義自然也大打折扣?,F有的教學模式難以使學生真正理解和消化相關專業知識,改革迫在眉睫?;瘜W反應工程教學應該有層次地遞進,針對具體的工程應用案例,進行多層次的過程分解,并分析不同層次間的關聯,最終達到提高學生分析和綜合應用能力的目的。因此,教學中可將化工過程分為分子化學反應、反應器及流程系統等多個層次,從微觀到介觀再到宏觀分別進行分析,以充分激發學生的學習興趣,提高學生的學習效率和分析、解決實際問題的能力,實現理論最終服務于實踐的目標。

(二)基于模擬軟件強化學科各課程間的關聯

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工程教育下聚合物反應原理課程改革

[摘要]在工程教育認證的背景下,東北林業大學高分子材料科學與工程專業以“以學生為中心,以產出為導向,質量持續改進”的教育理念為指導,對《聚合物反應原理》課程進行了相關教學改革和探索,主要包括確定課程目標,構建課程知識體系,設計教學方法,建立課程評價體系及持續改進等內容。

[關鍵詞]聚合物反應原理;課程知識體系;教學方法;教學改革

工程教育國際通行的工程教育質量保障制度,是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎[1],也是評價工科類專業教育質量的一種有效方式[2]。工程教育認證的核心理念是“以產出為導向,以學生為中心,以質量持續改進為目的”。東北林業大學高分子材料與工程專業依據工程教育認證的核心理念,逐漸完善專業人才培養模式,建立持續改進措施,推進專業發展。專業課程是實現人才培養的直接渠道,因此,課程的改革與探索是工程教育認證的根本內容?!毒酆衔锓磻怼肥菛|北林業大學高分子材料與工程專業于2014年新建立的一門核心課程,是基于高分子化學、高分子物理、化工原理及有機化學等課程的一門綜合性課程。課程整體設計緊緊圍繞著工程教育認證的三大理念-以成果為導向、以學生為中性,質量持續改進展開,著重培養學生高分子材料制備與改性相關的工程意識,有效促使學生在畢業時達到專業的畢業要求,使學生的能力符合內外需求,并通過持續改進,不斷優化課程目標、課程內容、教學方法、課程評價、教學設計等內容,促使學生能力不斷提升,達到東北林業大學高分子材料與工程專業的學生畢業要求。

1課程目標的制定與課程內容的編排

根據工程教育認證標準,結合東北林業大學的人才培養定位以及東北林業大學高分子材料與工程專業的課程體系,在工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習十二點畢業要求中,《聚合物反應原理》課程著重承擔學生在工程知識、問題分析及設計/開發解決方案方面能力的培養。因此,結合著高分子專業學生的培養需求,并圍繞著課程所支撐的畢業要求,制定了課程的課程目標如下:基于不同類型的聚合機理、聚合工藝原理、聚合實施方法及工藝流程,能夠分析關鍵工藝技術問題及各種工藝參數的影響因素,并能夠利用分子反應模型正確表達聚合物生產過程及聚合物的化學反應歷程,為畢業后從事高分子合成、改性、應用等相關工作奠定基礎。通過本課程的學習,具備下列能力:課程目標1:能夠基于聚合機理、聚合工藝原理、聚合實施方法及工藝流程,分析聚合物生產過程的制備方案及工藝條件。課程目標2:通過實際生產流程案例,能夠運用高分子科學中的聚合機理、聚合工藝原理及分子反應模型正確的表達聚合物生產過程中的聚合反應歷程及聚合物化學反應的過程。課程目標3:通過具體的實際生產案例,及不同種類聚合物生產的全流程全周期過程,從而認知聚合物的設計目標及技術方案的影響因素。表1描繪了課程目標與畢業要求指標點的對應關系。課程內容的編排也緊密圍繞著課程目標進行的。在課程的編排中,《聚合物反應原理》不僅僅將聚合物合成原理與工藝作為核心內容,并將聚合物的化學反應從高分子化學課程中轉移到此門課程之中(如表1所示),而且,課程內容的編排僅僅圍繞著學生已經建立起的高分子化學知識體系框架而構建,依托聚合反應的機理(如自由基機理、離子聚合機理、配位聚合機理、縮合聚合機理及逐步加成聚合機理等)搭建合成工藝原理,結合工業生產實施例,為學生在知識體系的搭建和工程意識的建立提供了更堅實的基礎,從而提升學生對于聚合物生產及聚合物的相關化學反應相關工程問題的認知、設計和解決等能力。

2教學方法探索與改革

工程教育認證及人才培養需求均強調以學生為中心,注重學生能力培養,著重培養學生的工程意識和解決復雜工程問題的能力。課堂教學是學生學習知識,提升綜合能力的核心環節,因此,教師在課程教學實施中如何充分發揮學生的主動性,激發學生的自主學習意識,是“學生為中心”提升能力的重點問題[3]。在傳統的教學方法中,教師是主體,學生在課堂中主要作為接收客體,較少主動參與課程的主體內容中,而根據學習金字塔可知,被動地聽講,是學習效果最差的;而通過試聽、演示、討論、實踐、甚至授以于人則可以大大提升學生的學習效果,而這些高效地攝取知識養分的環節,大多以學生主動參與為基礎。因此,改進課堂教學的方法,從教師為主體轉換到學生為主體是迫在眉睫的。但是,學生在接觸新知識時,并不能完全將內容理解透徹,因此,并不是說學生主體原則就是教師可以不進行講授,而是教師需要輔以講授,并結合板書、控制課程進程速度,給予學生思考和理解的時間,從而為學生解決復雜工程問題能力的提升奠定堅實的基礎?!毒酆衔锓磻怼氛n程中,著重學習生活中的高分子材料如何經歷工業過程制備而成,學生在未接觸到工業過程時,自然對于過程的理解無法深入,因此,在工業實例部分,教師可以利用多媒體、視頻等手段為學生呈現動態過程,結合學生已具備的高分子化學理論基礎引導學生分析和討論,使學生利用所熟知的數學、化學及高分子化學等科學理論解決實際生產高分子材料過程中復雜工程問題,進而建立高分子材料合成工業的思維模式。新穎的教學方法是賦予課堂活力的重要源泉,也是激發學生學習興趣的良方。因此,課程建立了多元化的教學方法:(1)互動式教學:即翻轉課程教學,學生以小組為單位,根據特定的知識點,進行文獻調研,并形成生動的演示文稿,并走上講臺進行講述;講解后,學生進行提問、教師進行評價等環節,鼓勵學生分析問題、提升學生課堂參與度與興趣。(2)線上/線下混合式教學:教師通過在線課程網站及學習通APP推送知識點演示文稿、視頻等材料,學生通過自主學習、課前預習、課后測驗、課后復習鞏固等環節完成自學,教師根據學生學習與討論反饋情況,精準掌握學生反饋要點,進而精心備課;此外,教師可借助在線課程平臺及學習通APP上傳課程相關資料以及拓展資源,為學生提供用于拓展視野的材料,并結合課程知識點,能夠提升學生對于不同問題的分析能力;總之,在課程進行過程中,教師可以將一切有關課程內容的材料與資源展示給同學,體現出了線上/線下混合式教學的獨特優勢,使方法多樣性,知識共享更加高效。(3)案例式教學:課程中以大量的案例為主,且結合互動式教學,在多數案例中啟用學生資料調研及講解模式,有利于學生對于知識點的理解,能夠有效調動學生的主動性;促進了學生對于工業生產全周期、全流程的認識,提升學生綜合分析能力及解決復雜工程問題的能力;教師在過程中主要承擔輔助引導作用,有利于提升教學能力。

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變革大學化學教學辦法

作者:李創舉 胡思維 單位:華中科技大學文華學院

從電化學的角度出發,介紹了陽極氧化和電解拋光原理以及電解液的選用,分析和討論這兩種工藝的應用及其優缺點,讓學生理解化學知識與專業實際息息相關,與工程技術緊密聯系,并能學以致用。

改革教學方法,貫徹啟發式學習理念

培養學生創新思維是教育的關鍵,而創新源于興趣、起于自主、發于嘗試。傳統“教師中心論”的教學模式,教師處于完全的主導地位,在課堂上只向學生灌輸知識,而不注意把握學生的心理,這與創新格格不入。因此要改革教學方法,貫徹啟發式學習理念,充分調動學生學習的積極性。

(一)理論講授要精心設計,遵循學生認知思路,突出以學生為中心的教學模式教學活動是學生在教師的指導下進行的有目的、有計劃的學習活動?;瘜W基本原理中大量公式的教學,應當是在教師引導下訓練學生有意識地進行抽象邏輯思維活動。教師要設計一系列問題,并留出學生積極思考的時間,通過師生間的討論和交流,使學生主動得出結論。如在講授化學熱力學中化學反應方向的判斷時,教師可以設計下列的教學程序。首先,在壓力為標準態和溫度為298.15K時,判斷標準是ΔrGθm(298.15K),它可以由參與反應的各個物質的ΔfGθm(298.15K)而計算出來,這一點學生都清楚。其次,教師引導學生思考“若壓力仍是標準態,但溫度不是298.15K,該怎么辦?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)與溫度無關,提醒學生可以用吉—亥公式求解。然后,進一步發問:“若壓力不是標準態,溫度也不是298.15K,該怎么辦?”此時提示學生利用熱力學等溫方程式中的ΔrGm與ΔrGθm的關系,將非標準狀態化為標準狀態,從而求解。通過學生和教師間的這種互動、提問、設疑、解答,學生在自覺、主動、多層次的參與過程中不但學會了復雜的化學反應原理,而且也掌握了分析問題、解決問題的科學方法。

(二)應用部分要勇于放手,讓學生走向講臺教育的關鍵是使學生具備將所學知識應用于實際的能力?;瘜W應用部分的目的正是培養學生利用所學的化學原理分析、解決工程實際問題的能力。在學生課后自學和相互討論的基礎上,學生和教師換位,由學生講解該部分內容,對專業中遇到的實際問題,如金屬腐蝕的防護與利用上升到化學原理加以分析,論述自己的觀點。學生為了講解清楚課堂內容必須認真預習,做好充分的準備。因此,他們在主動獲取知識的同時,無形中提高了對這門課程的學習積極性。

(三)改革考試方法,以課程論文、實驗設計代替閉卷考試學生學學化學的基本原理和方法的目的不是為了成為化學家,而是具備基本的化學素養的化學思維,能以化學的眼光、角度、世界觀分析和解決工程實際中遇到的化學問題。若通過做習題來檢測學生的學習效果,不管是開卷或閉卷的考核形式都沒有意義。相反,布置課程論文,讓學生在查閱資料的基礎上,對一些典型案例抽象化,建立理論模型,再用課堂上所用的原理進行分析,提出自己的見解;或者要求學生運用化學基本原理,結合專業特點,對自己感興趣的內容自行構思、自擬方案,完成一個綜合實驗設計,并通過實驗驗證。這兩種方式表面上不直接考察學生理論知識,實際上考察他們運用理論知識解決實際問題的能力是更深層次的要求[4]。實踐證明,布置論文或綜合實驗設計的考核方式行之有效,很多學生寫出了較高質量的論文,大學化學實驗設計也深受學生歡迎,真正達到了培養學生創新能力的目的。

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新課程改革下初中化學樂學策略

摘要:在新課程改革背景下,在初中化學教學中,教師要從學生的實際水平出發,選擇合理的教學內容,積極創新教學策略,優化課堂教學方式,讓學生積極主動地掌握化學知識和技能;營造輕松的學習情境和氛圍,激發學生的學習興趣和思維;不斷創新優化教學方法,調動學生的積極主動性;合理有效地運用現代信息技術,實現化學知識的多元化,強化教學效果;培養學生的化學素養和終身學習的好習慣,提高學生學習能力和效率。

關鍵詞:新課程改革;初中化學;樂學教學

引言

初中階段,化學是一門非常重要的學科,同時也是學生難以掌握的學科,化學中有很多比較抽象的概念和實驗,學生理解起來有一定的困難,因此,在新課程改革背景下,教師要積極創新教學策略,讓學生好學、樂學,進而不斷提升學習化學的能力?;诖?,本文主要闡述了新課程改革下有效優化、創新提高初中化學課堂教學的策略,旨在讓學生樂學、會學、愛學,激發學生的學習興趣,在掌握知識和技能的同時,提高學習效率。

一、營造愉悅生動的學習情境和氛圍,激發學習興趣

在初中化學教學中,教師應根據學生的實際水平和本地實際情況,結合學生的性格特點、興趣愛好等因素,利用一些常見的自然現象,營造輕松愉悅的學習情境和氛圍,激發學生的學習興趣和思維,調動其求知欲和探索欲,讓學生積極主動地探究學習,并在掌握知識的同時,收獲快樂,從而真正實現素質教育。例如,在教學《氧氣》一課時,為了讓學生更好地了解和掌握化學反應的基本概念和原理、化學反應中的能量變化、化學反應現象及化學反應的基本特征,教師就要從以下幾方面進行:(1)學習氧氣的物理性質;(2)讓學生觀察氧、木、硫、鋁等現象,利用多媒體課件演示氧的化學性質;(3)進行小組合作探究學習,畫出氧的物理變化與化學變化,并區別兩種變化,總結相關知識點;(4)詳細解釋化合反應和氧化反應;(5)啟發和引導學生對比分析信息,了解化學變化及其基本特征。這樣,學生就會積極主動地投入學習中,從而有效提升化學課堂學習效率。

二、不斷創新優化教學方法,調動學生的積極主動性

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有機化學在線課堂教學實踐分析

摘要:2020年春季學期受到肺炎疫情的影響,全國各地高校的教學工作無法正常開展。我校積極響應教育部提出的“停課不停教、停課不停學”要求,利用“雨課堂”和“騰訊會議”等教學軟件對學生進行在線課堂教學。本文以有機化學教學為例,介紹了在線課堂教學的實施過程和教學效果。針對在線課堂教學的特殊性,改變教學模式,確保教學工作正常有序進行。

關鍵詞:肺炎疫情;有機化學;在線課堂教學;雨課堂;騰訊會議

2020年春季學期,為了既能夠抗擊肺炎疫情又能夠減小疫情對學校正常教學的影響,教育部提出“停課不停教、停課不停學”的要求[1],南開大學積極響應,利用寒假時間迅速組織任課教師開展雨課堂、翻轉課堂教學模式等教學培訓工作,鼓勵教師通過在線課堂教學方式授課。本文以本科生有機化學課程為例,介紹南開大學化學學院結合自身專業特點,利用“雨課堂”和“騰訊會議”等教學軟件,開展本科生“在線課堂教學”實踐,保證疫情期間教學活動正常有序進行。

1選擇授課平臺做好課前準備

線下課堂的授課方式是面對面的形式,容易掌握學生的課堂表現情況,在線課堂教學很難把控學生的上課狀態。因此,為了吸引學生的注意力,提高上課效率,就需要任課教師課前精心備課。疫情爆發以來,全國各地高校紛紛開展在線課堂教學,《大學化學》也報道了不同高校開展在線課堂教學中的典型做法[2,3]。為保證教學質量,我們在“在線課堂教學”過程中采用主講教師與學生助教合作教學模式,由教學經驗豐富的有機化學全職教授擔任課程主講教師,同時聘用1–2名有機化學專業在讀博士或碩士研究生擔任課程助教組成教學團隊,并分別建立教師教學微信群和學生課程微信群用于教學備課、分享預習資料以及布置課后作業。在線課堂教學區別于普通的課堂教學,對電子網絡教學設備要求較高,每次上課前提前試課非常關鍵。在教師做好授課前各項準備工作的同時,也必須督促學生做好必要的課前預習工作。每次上課前主講教師會提前將教學課件發送到課程微信群中,布置本次課程的主要教學內容。學生助教根據教學重點和難點,撰寫預習提綱,幫助學生提前做好課程預習。學生通過學習預習提綱中的引導問題,明確學習重點,同時對不理解的部分做好標記,方便在聽課過程中著重學習不懂的內容。

2結合疫情熱點充實教學內容

由于有機化學已經滲透到國民經濟的方方面面,在教學過程中適當增加教學內容,重點介紹有機化學與相關學科的交叉研究成果,對開闊學生視野,培養專業興趣,掌握本學科發展的最新研究成果具有積極意義。2020年病毒(COVID-19)感染的肺炎疫情在全球爆發,在教學過程中我們首先引導學生針對當前疫情給人類造成的巨大危害,認識研發抗病毒藥物對保護人類健康的重要性,培養學生的社會責任感,進而介紹抗病毒藥物研發基本方法和有機化學在抗病毒藥物研發過程中發揮的重要作用,引起學生的學習興趣。2020年2月1日,美國報道其首例病毒感染者康復,美國吉利德科學公司(GileadSciences)研發的廣譜抗病毒藥物瑞德西韋(Remdesivir)發揮關鍵作用[4]。瑞德西韋是一種含磷手性核苷-磷酰氨基酸酯化合物,該藥物的合成中涉及親核加成反應、縮合反應、親核取代反應、消除反應等反應類型,反應中還涉及官能團保護和脫保護合成策略,同時包含通過動力學拆分手段,利用手性誘導試劑不對稱合成磷手性化合物的合成方法。這些基礎知識已經在課堂上學習過。我們結合疫情熱點,通過介紹瑞德西韋的合成,使學生了解有機化學在藥物合成中的應用,促進理論與實踐相結合。瑞德西韋的合成采用匯聚合成方法(圖1),反應首先以二氫呋喃-2-酮衍生物1和7-碘-吡咯并[1,2-f][1,2,4]-三嗪-4-胺2為原料在堿性條件下發生親核加成反應得到中間體3,然后通過官能團轉化將中間體3中的羥基轉化為氰基,同時脫除羥基保護基得到關鍵中間體C-核苷5。進一步以五氟苯氧基磷酰二氯7為原料,與苯酚和丙氨酸酯鹽酸鹽8在堿性條件下發生親核取代反應生成另一個關鍵中間體磷酰胺酯9和9’。這時反應得到的磷酰胺酯是一對非對映異構體,可以通過柱層析方法分離得到手性磷(Sp)酰胺酯9和手性磷(Rp)酰胺酯9’。反應最后利用2’,3’-羥基丙叉保護的C-核苷6與手性磷(Sp)酰胺酯9在堿性條件下發生親核取代反應得到瑞德西韋前體化合物10,然后在酸性條件下脫除2’,3’-羥基保護基即得到瑞德西韋[5]。瑞德西韋的合成步驟多,官能團轉化復雜,涵蓋的有機化學基本概念豐富,設計合成路線的集成化程度高,是有機合成教學非常典型的應用實例。我們在教學過程中一方面通過回顧合成瑞德西韋所涉及的基本化學反應類型,幫助學生鞏固所學知識;另一方面鼓勵學生積極發言,闡明每步反應的反應機理,熟悉和掌握多步有機合成的藥物合成中的應用。課后教學效果反饋顯示聽課學生普遍認為非常“解渴”,教學內容貼近實際,緊扣當前疫情熱點,將枯燥的書本知識與藥物研發實際結合起來,使學生充分認識到正在學習的是非常“有用的化學”知識,大大激發了學生的學習熱情。

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藥物化學論文投稿問題思考

一、資料與方法

選取ChineseChemicalLetters期刊2015—2017年藥物化學專業稿件中退稿(或大修)稿件328篇。根據審稿專家意見、副主編意見和編輯專業知識,按照退稿原因進行分類和分析,歸納總結并提出具體建議和措施。

二、問題與分析

(一)摘要(Abstract)的信息量不全

摘要的內容是全文的核心內容,在文獻檢索中起著十分重要的作用。摘要應該具有獨立性和自明性,并且具有與論文同等量的主要信息,即不閱讀全文,就能獲得必要的信息[2,3]。但是有些論文的摘要不能體現全文的主要內容,信息量偏少,要素不全,論述方法或結果太籠統。一般情況下,摘要由目的(Objective)、方法(Methods)、結果(Results)與結論(Conclusions)四部分組成,各部分應該具體明確,并且應該給出主要的實驗結果和結論。

(二)引言(Introduction)部分的設計思路不明確、重點不突出

引言部分要求重點突出,避免空泛,通過研究相關文獻后直接引出需要解決的問題[3]。如何指出當前研究的不足并有目的地引導出自己研究的重要性是引言寫作的一個難點和重點。引言的撰寫要有一定的邏輯性,并且不能出現較多語法錯誤。引言一般應該與結論相呼應,在引言中提出的問題,在結論中應有解答或討論說明。如果作者未能在論文的引言部分就其分子設計思想提出有說服力的依據(例如藥效團的拼合并非隨意組合等),并且對母體藥物的結構活性關系(SAR)沒有給出必要的說明,給讀者的印象是拼合片段的選擇存在隨意性,這樣就會降低審稿專家對論文創新性的評價。其次,在生物活性篩選中雖然發現了一些與陽性對照藥物作用強度相近的新化合物,但是作者對這些新化合物的優勢或潛在優勢沒有提出有說服力的觀點。文章的結論僅限于對實驗結果的一般性概括,不能體現論文實驗結果的重要性;另外,如果論文的英文寫作語法錯誤還較多,這樣的稿件一定會被退稿。例如有一篇抗菌藥物合成的論文,審稿人提出:(1)在設計思路上,作者采用片段拼合方法設計新化合物,依據不充分。建議作者在分析具有明確抗菌活性化合物藥效團基礎上,采用結構多樣的片段與藥效團接合,獲得新化合物。(2)英文撰寫需要修改,過多重復,并且存在很多語法錯誤。再例如對于4-苯氨基喹唑啉類激酶抑制劑的報道已經很多,如果還是利用該骨架進行衍生合成新化合物,關鍵是要能做出自己的特色。如果對于化合物的設計思想并沒有給出充分的理由,對于取代基的性質和種類也沒有進行詳細的研究,這樣的論文會讓審稿專家和讀者感覺化合物設計比較盲目,沒有創新的設計思路。如果根據母藥或已有藥物(leadcompound)設計新化合物,設計思想要有事實依據,指出候選藥物的不足要有文獻或數據支持,不能猜想,不然審稿人就會認為設計思想的基礎不可靠。如果發現化合物體外(體內)活性與化合物結構不符一定要分析具體原因,否則審稿人也會提出疑問。最終設計的化合物要向著活性更好的化合物結構靠近。

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化學合成制藥工業廢水處理難點及對策

摘要:化學合成制藥廢水處理難度大,根據各車間生產工藝、原料和產品的不同,其產生的廢水特點亦不同。本文以實際化學合成制藥廠廢水為研究對象,以含氰廢水、含抗生素廢水、高氨氮廢水三種典型的廢水預處理為目的,分別提出有針對性的預處理方法和對策,以期為其他類似生產企業的廢水治理提供參考。

關鍵詞:化學合成制藥;廢水治理;預處理

1含氰廢水

含氰廢水主要來源于選礦、有色金屬冶煉、煉焦、化工、制革等工業生產,氰化物是劇毒物質,從環境工程和生物安全角度考慮應非常重視含氰廢水除毒處理問題。傳統的含氰廢水處理技術包括酸回收、膜分離法、萃取法、氣提法、化學絡合法、化學氧化法等[2,3]?;瘜W氧化法操作簡單、易于實現工業化而被大規模的應用?;瘜W氧化法是利用了氰化物在堿性條件下易于被氧化的特點[4]。常用的氧化劑有含氯氧化劑、過氧化氫、臭氧等,含氯氧化劑的缺點在于反應過程中可能產生毒性較高的氯代有機副產物,臭氧氧化由于其投資和運行成本較高,尚未廣泛用于處理含氰廢水。因此,通常采用過氧化氫氧化比較合適。氰化物在堿性條件下被過氧化氫氧化為氰酸鹽CNO-,然后氰酸鹽繼續水解成碳酸銨或碳酸氫銨?;瘜W反應方程式如下:由于過氧化氫與氰化物反應速率較慢,因此會添加金屬離子催化劑,如常見的銅離子加快化學反應速率。同時,對于pH的控制問題,在酸性條件下,CN-會以HCN的形式揮發,對操作人員安全構成威脅。綜合考慮氧化速率和金屬離子催化劑的沉淀問題,經過反復多次的實驗,選擇在pH=9的條件下進行反應。在本研究的化學合成制藥案例中,含氰廢水主要來自于(S)-2-氨基丁酰胺鹽酸鹽生產的過濾洗滌段和含氰廢氣的水吸收過程。廢水的CN-濃度分別為922mg/L和508mg/L,廢水產生量分別是1.2m3/d和3m3/d,計算混合后CN-濃度為626mg/L。預處理方法是在車間內設置5m3的反應釜,采用雙氧水在pH=9的條件下,在破氰釜內升溫至80℃進行破氰處理,Cu2+投加濃度控制40mg/L,反應時間60min。盡管按照化學反應方程式(1),理論CN-與H2O2反應的摩爾比為1:1,但在實際操作過程中,考慮到廢水中除了CN-外,還有其他COD消耗雙氧水,同時在堿性和高溫條件下,雙氧水自身存在分解,因此,研究案例雙氧水的投加量按摩爾比3:1進行過量投加,實際處理破氰完畢后的廢水中氰化物的含量小于1mg/L。含氰廢水經過處理后,冷卻降溫,排放至綜合廢水調節池再進行生化處理。

2含抗生素廢水

抗生素廢水的成分十分復雜,含有多種難降解的有機物和無機物,處理起來十分困難[5]??股赝ǔJ菤⒕镔|,對微生物有較強的破壞作用,廢水中的抗生素需破壞后方可進入生化系統。通常處理采用高級氧化對抗生素的分子結構進行破壞。筆者結合原料與生產工藝研究發現,本企業產生的抗生素主要為β-內酰胺類抗生素。該類抗生素是一類殺菌性抗生素,不僅可以治療人類疾病,在農業上還可以預防牲畜感染,在日常生活中應用十分廣泛。對其如何進行處理,提出采用水解破壞分子結構的方法。水解反應發生在物質與水之間,是很重要的化學反應,許多抗生素容易發生水解。水解反應在酸性條件下、中性條件下及堿性條件下均可能發生,不過水解速率有所區別,水解反應可產生一個或多個產物,由母體化合物結構決定??股氐乃獾闹饕h境因子是pH和溫度。因此,根據實際產生水量5m3/d,新建30m3地下水池,采用封閉結構,便于保溫,同時新增1000L液堿計量罐,用于存放補加液堿使用。通過試運行,發現在pH=9,水解溫度35℃,水解時間120小時的條件下,β-內酰胺類抗生素的水解率達到82%,可極大降低對微生物的抑制和毒性作用。

3高濃度氨氮廢水預處理

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