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有机化学的反应范文1
多数情况下,反应中间体是中性物种,含量较低而且难于离子化,有时离子化过程会破坏其结构和活性.为解决这一难题,可以采用电荷标记手段.电荷标记可以分为永久标记和在线电荷标记.永久标记是通过化学反应在底物或催化剂的非活性区域上引入电荷标签(如季铵阳离子中心或磺酸阴离子中心);在线标记是利用中间体的特性临时加入选择性离子化试剂,实现中性物种的检测,如碱金属离子化.电荷标签技术不影响反应的正常进行,同时能大大提高微量中性活泼中间体的质谱检测效率.Metzger等[16]用电荷标记的膦配体,首次运用质谱方法从反应溶液中检测到了亚甲基Ru卡宾中间体.随后,Metzger等[17]运用碱金属离子与催化剂形成加合离子来追踪溶液中钌卡宾物种的变化,成功检测到了1,7-辛二烯和1,9-癸二烯的关环复分解(ring-closingmetathesis,RCM)反应中含有末端双键的钌卡宾中间体.该两个中间体在气相中首先脱除膦配体(PCy3)而后再发生气相RCM反应分别丢失环己烯和环辛烯(图2).该研究还表明,气相条件下六元环化RCM反应的活性远远高于八元环化,与液相中RCM反应活性顺序一致.催化反应中典型的活性反应中间体应体现该催化反应的趋势性,即该活性中间体在串联质谱过程中所发生的单分子反应或其在气相离子-分子反应中体现该中间体离子特有的反应活性.质谱学研究活泼中间体可以有三点依据:离子质荷比、离子同位素丰度和中间体离子的特征气相反应活性.近期,本课题组[18,19]运用碱金属离子化策略和微反应器技术研究了氮杂钌卡宾催化剂,以及乙腈促进的Grubbs催化剂的降解反应.同时,本课题组[20]发现,采用硫作为基质,可以用MALDI-TOFMS技术表征Grubbs催化剂.
2准对映体策略
质量标签策略是质谱学研究气相反应途径和机理的传统手段,也是质谱学表征和研究反应中间体的常用手段.手性异构体化合物的分子量相同,因此直接质谱分析难以区分.Pfaltz课题组[21]将传统的质量标签策略发展成准对映体(quasienantiomers,QAS)标记策略,在远离反应位点的地方用同位素标记或差异较小的取代基标记手性异构体.准对映体标记让原本分子量相同的手性异构体有了质量差异,可在质谱分析中直接进行辨别,也可实现手性催化剂的筛选和反应立体选择性的评价[22].此外,该课题组[23]通过ESI-MS方法检测烯丙基酯动力学拆分反应中的活性中间体,而不是前体或产物的新方法来筛选不对称催化剂.这些技术和方法使得质谱学为不对称催化系统的对映选择性研究提供了关键的证据,甚至实现了手性催化剂的筛选.
3质谱分析有机反应中间体的典型案例
Metzger[24]、Eberlin[25]和本课题组[26]均发表过关于质谱学研究反应机理的综述,本文主要对最新研究进展进行小结.
3.1以Pd为代表的过渡金属催化反应
1994年,Canary等[27]首次运用ESI-MS方法研究Pd(0)催化的芳基硼酸与溴代吡啶偶联反应,为机理的研究提供了宝贵的证据,该工作为质谱表征反应活泼中间体以及反应机理的研究奠定了基础.本课题组[28,29]利用电喷雾质谱法研究了三氟甲基取代烯炔醇环异构化反应和炔基磷酰胺的分子内环化反应.轴手性产物的Suzuki偶联反应在不对称催化研究中具有重要的意义和创新性,对这一过程进行质谱学研究也具有很大的挑战性.此外,我们还采用ESI-MS/MS技术对手性双烯氯化钯催化的不对称Suzuki偶联反应进行了机理研究[30],根据Pd的同位素峰簇特征将反应相关的物种和其他物种按质荷比进行质量筛选,成功地捕获到了目标Suzuki反应各阶段的反应中间体.目前,Pd(II)/Pd(IV)的催化循环体系是有机化学中新兴的研究领域,这类高价金属复合物是发生C–H键活化和三氟甲基化的重要活性中间体.本课题组与刘国生课题组[31~33]合作,研究了一系列Pd(IV)催化的有机化学反应,如钯催化的苯乙烯分子内氨基氟化反应[31]、钯催化的烯烃的氧化芳基烷基化反应[32]和钯催化的苯乙烯的氟酯化反应[33].本课题组[34]近期研究表明,Pd(IV)反应中间体在MS/MS条件下,能发生气相还原偶联反应,生成相应的偶联产物和Pd(II)物种(图3),这与Pd(IV)复合物的液相反应活性一致.同时,许毓课题组[35]也报道了Pd(IV)复合物的相关质谱学研究结果.由于ESI-MS技术能捕获催化循环中的关键反应中间体,被Chen[36]和Irth[37]证实是高通量筛选催化剂的一种极具价值的研究工具.
3.2自由基中间体
中性自由基反应中间体不易被ESI-MS检测,Metzger等[38]曾利用微反应器-电喷雾质谱联用技术捕获到了单电子转移引发的反式茴香脑二聚反应中的自由基阳离子中间体.在一些自由基反应中,一般需Lewis酸进行催化,同时金属Lewis酸可与底物或自由基中间体形成复合物,被质谱检测[39].本课题组[40,41]运用ESI-MS研究了Selectfluor参与的亲电氟化反应和醛的α-氟化反应,成功捕捉到了亲电氟化反应过程中的自由基阳离子中间体.通过向反应体系中加入自由基捕获剂(如Tempo和Dempo等)[42],用质谱捕捉到了自由基捕获剂与反应中的自由基阳离子中间体形成的复合物,证明了在所选底物的亲电氟化反应过程中确实存在单电子转移过程.
3.3高价碘复合物参与和催化的反应
本课题组[43]于2012年对PhI催化芳基酮α-乙酰氧基化反应进行了研究,捕获了反应中目前未能分离或用其他手段未能直接分析的重要中间体:α-λ3-碘烷基酮复合物.进一步研究质子化的该复合物在串联质谱中的气相裂解行为表明,最后一步产物的生成经历了分子内五元环过渡态的还原消除过程比分子间SN2反应过程更合理.此外,我们[44]还运用质谱法研究了三氟甲基苯基碘鎓阳离子(CF3I+Ph),发现PhI+CF3能发生气相分子内三氟甲基迁移反应并脱除碘原子生成PhCF3+,而PhCF3+可进一步丢失CF2生成PhF+(图4),该反应能很好地体现高价碘氟化试剂的本质反应活性.随后,本课题组[45]又研究了多氟取代碘苯自由基阳离子,发现其在气相殊的CF2丢失反应,这体现了多氟取代引发的新型芳环裂解反应.
3.4气相与液相人名反应相关性的研究
着名质谱学家Beynon曾将现代化的有机质谱仪形容为一个“化学实验室”[46].质谱中离子所发生的重排/碎裂方式与化合物的离子形态在液相中相应条件下的反应有一定相似性[47,48],甚至可以“预测”研究对象在溶液中的化学反应途径.目前,气相中的人名反应除麦式重排和逆Diels-Alder反应外,一直鲜有报道.本课题组[49~55]系统地研究了嘧啶氧基-N-芳基苄胺类除草剂丰富的气相化学反应,如嘧啶氮引发的苄基迁移反应[49]、质子酸促进的气相Smiles重排反应[50]、Lewis酸促进的气相Smiles重排反应[51,52]、对氨基磺酰基阳离子的重排反应[53,54]和芳环的逆-Michael反应[55].在此基础上,本课题组[56]研究发现了类似的溶液相反应,对研究该类除草剂的代谢及降解途径和环境行为有重要的意义.2010年,本课题组[57]利用Favorskii重排反应顺利实现对该类具有高度环张力的活泼芳香性小环类化合物的气相合成,还发现了N-苯基甲基丙烯酰胺质子化后独特的气相N-Claisen重排反应[58].潘远江课题组在本领域也做出了很多出色的工作,如新型的气相Smiles重排反应[59,60]、逆-Michael反应[61]、质子迁移诱导解离[62]和银离子催化的气相Diels-Alder反应[63]等.
有机化学的反应范文2
关键词：高职 医学类专业 有机化学教学
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—183—02
有机化学是医学类专业的一门重要的必修课和基础课。对于医学类专业的学生而言，学好有机化学这门课程非常重要，它是学好后续医学课程（如药理学等课程）必要的基础。有机化学在化学学科中属于较难学的一门课程，它涉及了大量的有机物质的性质、结构以及反应方程式、有机反应机理等等。在学习有机化学物质性质及结构时，许多有机物质结构和性质相近，许多学生易混淆；而在学习有机化学有机反应机理时，许多学生往往感觉非常吃力，这是有机化学教学中存在的普遍现象。高职院校生源复杂，有来自技校、中专和职校的学生，也有来自高中的学生。不同的生源对有机化学的掌握程度相差极大，他们的有机化学基础参差不齐，这给教学带来严峻的挑战。因此，本文对如何在高职医学专业有效开展有机化学教学展开讨论。
1 了解学生化学基础，因材施教
如前所述，高职院校生源复杂，其中来自技校、中专以及职校的学生，其掌握的化学知识停留在初中的水平，对有机化学的认识非常有限；而来自高中的理科学生，其有机化学基础相对扎实。由于高职医学专业学生的有机化学基础参差不齐，因此许多教师在有机化学教学过程中往往是厚此薄彼，不能面面俱到。课堂教学传授的知识太难，基础较差的学生往往会因为跟不上教师的节奏而对有机化学学习反感，产生排斥心理；而当课堂教学传授的知识太简单时，基础较好的学生则会对有机化学掉以轻心，同样学不好有机化学。因此，在高职医学专业中开展有机化学，要兼顾这两部分学生。笔者认为，在有机化学教学正式开始前，可通过各种形式（如交谈、问卷等形式）了解学生的化学基础。通过对学生情况的了解，设计针对性的教学方案，做的有的放矢，因材施教。如在讲授有机化学时，对于跳跃性比较大的知识点，教师要向学生简单地介绍高中化学中相关的知识点。又比如在每次课堂结束前，向学生介绍下堂课中涉及到的高中化学的知识点，让学生在课前自学相关知识点。
2 保持高职医学专业学生学习有机化学的兴趣
相对于其它化学学科，有机化学相对较难，存在知识点多、易混淆、反应机理复杂难懂等特点。对于化学基础较差尤其是来自技术、中专和职校等没有高中化学基础的学生而言，学习有机化学是一件非常头痛的事情。在学习有机化学的过程中，他们容易因为强烈的失败感而失去学习有机化学的兴趣和信心。俗话说，兴趣是最好的老师。一旦学生对有机化学产生浓厚的兴趣，他们就会克服各种阻力，争取学好、学精这门课。激发学生学习有机化学的方法有很多。（1）有机化学是一门与我们的生活息息相关、实用性非常强的学科，因此可以在课堂教学中通过结合学生生活中的有机化学，吸引学生的注意力，很容易激发他们的兴趣。如向学生讲述他们生活中常用到的洗涤剂，就是一种有机物，那么洗涤剂拥有什么独特的结构让它有洗涤作用，它起洗涤作用的原理又是什么呢？通过这种结合生活实例的设问式教学，吸引学生的注意力，势必激起他们学习有机化学的兴趣。（2）强化学生作为一名医学专业学生的神圣感和责任感，强调有机化学是学好后续课程的关键。通过大量的实例让学生明白，学好有机化学的重要性。目前市场上95%的药物是通过有机合成的有机物。如常用的感冒药的主要成份为对乙酰氨基酚，具有解热镇痛作用，可用于感冒发烧、关节痛、神经痛、偏头痛及手术后止痛。对这种常用的感冒药的主要成份就是通过硝基酚钠还原成对氨基酚，然后再酰化制得的。
3 多媒体技术在有机化学教学中的应用
多媒体教学相对于传统板书式教学具有许多优点：（1）多媒体教学具有无可比拟的直观性、趣味性。多媒体技术可以非常直观地向学生展示复杂难懂的有机物结构等。在讲到有机化合物的结构时，可以通过多媒体向学生演示模型。比如讲到化合物成键时，可以向学生展示碳、氧、氢和氮等元素是如何互相连结形成有机化合物的。用红色带有四个孔的小球代表碳原子，用绿色带有三个孔的小球代表氮原子，用蓝色带有两个孔的小球代表氧原子，用白色带有一个孔的小球代表氢原子，再用一个圆柱小棍代表键。同时，向学生解释碳原子、氮原子、氧原子和氢原子分别可以连接四个、三个、两个和一个键，通过棍与球之间的连接，可以非常直观地向学生展示有机物的成键过程，这就是典型的球棍模型。如讲到甲烷的结构时，教师可以事先做好多媒体动画，先出现一个红色的小球表示碳原子，然后四根圆棍接在碳原子上表示四个键，然后再将四个白色的小球连接在圆棍上，表示形成四个碳—氢键，最后就形成甲烷分子。同时，对于复杂的有机反应过程，可以通过动画分割成多个可见的步骤，让学生直观明了地“观察”反应过程。（2）多媒体教学可通过结合视频、图像、声音和文字等充分调动学生学习兴趣，从而提高学生自主学习的积极性。（3）对于传统的有机化学教学，教师需要书写大量的板书，而学生需要在有限的时间内记录老师书写的笔记用于课后复习。在传统课堂经常存在学生来不及记笔记现象，这严重打击了学生学习有机化学的热情，甚至有学生因此而对学习有机化学产生抵触心理。同时，由于学生在课堂上忙于记笔记，自主思考的时间非常有限。通过多媒体教学，学生只需要适当地记笔记，大部分的时间可以跟着教师的思路并做积极的思考。课后学生可以复制教师上课使用的课件，在课后即可以对相关知识点进行再学习。
4 适当地开展探究性学习
在传统的有机化学课堂教学中，往往都是教师在讲，学生在听，这种教学方式不利于培养学生自主思考的能力，不利于培养创新性人才。也正因如此，教育部对我国的教育提出了探究性学习这一要求，而探究性学习对于化学学习来说尤为重要。探究性学习是在教师的引导下，通过对学科中的某一个问题产生怀疑、设计解决的方案并实施验证并最后通过交流讨论等一系列探究学习的过程。探究性学习彻底改变了传统教学的模式，让学生在探究性学习的过程中积极主动思考，发挥学生的自主性。笔者认为，虽然探究性学习与传统教学相比具有许多优点，但是在高职医学类专业的所有的有机化学课堂均开展探究性学习很不现实。探究性学习的主体不是教师而是学生，因此需要在课堂上预留大量的时间供学生进行思考和讨论，这严重影响了课程的进度，对课堂教学进度提出了巨大的挑战。同时，高职医学专业学生的有机化学基础总体而言还是相对薄弱，还是要以打基础为主要目的。因此，笔者认为，在高职医学类专业的有机化学教学可适当地开展探究性学习，但是还是应以传统教学为主，为学习后续医学课堂打下牢固的基础。探究性学习适合在有机化学教学初始阶段，用来激发学生学习有机化学的兴趣。同时，探究性学习也适合在难点和疑点较多的章节开展，因为探究性学习能够引导学习积极主动思考，有利于学生掌握并吃透这些难点。
5 培养学生学习有机化学的正确思维
对于来自技校、中专以及职校的学生而言，其化学知识水平几乎是停留在初中化学。有机化学在初中化学中鲜有涉及，其学习的思维模式也不尽相同。初中化学主要是注重学习化学物质的性质，而忽略其结构，即化学教学工作者常说的“初中化学重性质轻结构”。因此，初中化学可以通过记忆大量的物质的性质而取得较好的成绩。但是，对于有机化学，虽然它也涉及到许多有机物的性质，但是它更多地关心有机物质的结构以及有机物质之间的反应及反应前后物质的变化。因此，有机化学学习要“重结构轻性质”。可见，有机化学学习与初中化学学习的思维方式是截然不同的。但是，许多来自技校、中专以及职校的学生很容易就会照搬初中化学的学习思维，从而表现为学习有机化学时非常吃力。因此，高职院校医学类教师在开展有机化学教学前，要先培养学生学习有机化学的正确思维，从而让学生做到事半而功倍。同样地，教师在教学有机化学时，也要更多地从有机物质的结构入手，才能达到更好的教学效果。
6 培养学生归纳有机化学知识点的策略
有机化学存在知识点多、易混淆以及反应机理复杂等特点。因此，学生很难仅仅通过课堂教学就可以很好地掌握所学的相关知识点。即使教师在课堂上对有机化学知识进行详细讲解，且学生已完全明白这些知识点，但是，如果学生课后不及时对这些知识点进行归纳总结，很容易又遗忘或产生混淆。笔者认为，学好有机化学，更多的需要靠学生在课后进行总结。因此，教师在传授知识点的同时，要将归纳知识点的方法也传授给学生。对于有机化学，其归纳方法还是要从有机化学这门学科的本质出发。也就是说，要让学生明白，要通过有机物的结构（一般是官能团）对比，对相近有机物质的性质及反应特性进行归纳总结。比如，从乙烷出发，可以衍生出很多的知识点，如卤代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛及乙酸乙酯等。通过比较，可以非常轻松地记住这些有机物涉及的知识点。
总而言之，在高职医学类专业开展有机化学教学确实存在许多挑战。因此，这就要求高职院校有机化学课堂教师做到耐心、细心。教学前要准确掌握学生的化学基础，制定合理的教学计划，因材施教。通过积极地调动学生学习有机化学的兴趣、适当地应用多媒体教学、开展探究性学习、培养学生正确的有机化学学习思维以及归纳有机化学知识点的策略，相信可以有效地在高职医学类专业中开展有机化学教学。
参考文献：
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有机化学的反应范文3
有机化学课程是工科院校一些专业的基础课，学习此门课程很重要。但随着教学调整，学时数在减少，针对少学时有机化学课程，我们在课程内容整合、教学手段多样化、实验内容选择等方面进行改革初探，使学生拥有会学习有机化学、学好有机化学的能力，也可以提高少学时有机化学的教学质量。
关键词
少学时；有机化学；教学改革
有机化学课程是化学类相关专业非常重要的一门基础课程。有机化学课程主要研究有机化合物来源、组成、结构、制法、性质、用途及其相关理论等问题，是许多有关学科的理论基础或技术基础。因此，学好有机化学对学习有关专业知识非常重要。
一、课程内容的革新
1．注意与高中所学相衔接
有机化学是螺旋式上升的课程，在新的课程标准中高中有机化学主要是让学习者初步掌握有机化学的基本知识，了解有机化学研究的基本方法，认识有机化学知识在日常生活和社会发展中的重要作用和意义。然而，本科有机化学则是在高中有机化学的基础之上进行一定的升华，学生得到一个完整的认识过程，使知识系统化。理论部分是在中学的基础上加以提高，在理论教学过程中，充分引用生活中常见的与有机化学相关的现象与实例，扩展和改变学生的思维，将理论与实践联系起来并应用于实践。
2．注意课程内容的取舍
有机化学发展到今天，其内容面广点深，绝不是短时间内可以掌握的和了解的，更不可能在如此少的学时内完成这一任务，这也要求我们在教学内容上采取少而精的原则，突出重点、难点，对于简单而必须了解和掌握的学生必须学会自学。从内容上分为基本理论和知识、主干内容(饱和烃、不饱和烃、卤代烃、醇酚醚、醛酮，羧酸等)。基本理论包括绪论里的内容(共价键的知识、杂化理论)，还有命名，异构现象，电子效应、结构和表征，基本性质等。主干内容包括各类有机化合物的化学性质。每一类化合物中必有一个特征反应，或是亲电取代、或是亲电加成，或是亲核取代，或是亲核加成，这个和官能团的结构有着密切的关系，也是这一类化合物首先要掌握的反应。其次有的一类化合物还有氧化还原反应、α－H的反应，氧化、还原等等也是必须要学会的反应。还有的一类化合物独有的反应必须要着重讲明，如卤代烃和金属镁的反应。有的还要结合所讲专业的特点将某个章节重点突出讲解，以达到学习有机化学的目的。有些知识可以略讲或留给学生自学，如物理性质、聚合反应，等等。
3．注重教材选择
教材是学生学习的重要资源，课堂学习的参照，教材的重要性不言而喻。目前，工科类有机化学教材很多，我们选用的是天津大学高鸿宾主编的《有机化学简明教程》第二版，这本书增加了一些与有机化学相关的在生产和生活方面有实用价值的内容，与专业相关性连接紧密。我们学院还自己编写了习题集《有机化学导学》，这些习题结合上课内容，对学生针对性的联系很有帮助，实际效果良好。
二、实验教学的改进
工科的有机化学实验课时也较少，所以所做实验一定要突出有机实验基本操作、有机化合物合成的基本步骤、提纯的方法，为了更好的达到实验效果，就需要在有机化学实验教学中渗透创新性能力的培养。我们将实验教材中提到的知识点逐一加以分析，选择能够包含这些知识点的连续合成实验代替原有化合物的性质操作练习，以合成产物作为下一步合成的原料，此实验方案解决了长期以来学生对有机化学实验兴趣不高的现实，学生每步的实验过程都是最终产品的一个重要组成部分，强化了有机实验过程的逻辑性，使学生主动了解实验过程，分析实验成败与得失，在过程中不仅学习了实验基本操作，更以系统的观点掌握有机化学实验的要点。任课教师要不断提高自身的教学能力，加强实验教学的研究，提高实验教学质量。理论课老师兼带实验的模式可以跟好地将理论与实践相结合，在理论课上讲授基本原理，在实验过程中教师可以引导学生自行设计更优的实验方法，使学生的创新性思维得以发展。
三、授课方法的改革
苏霍姆林斯基说过:“不能使学生参与是教师的最大过失。”这就是说，只有教学过程中多与学生互动，才能引起学生对教学内容的高度关注，才能有兴趣去关心现实问题。在课堂教学中，可以适时向学生提问，或提出问题与学生共同讨论，用启发性的语言诱导学生的思维活动，使学生根据教师讲授的线索进行独立思考，开展积极思维活动，真正成为主体。启发式教学是以充分调动学生的主观能动性为教学指导思想的教学活动，启发式教学方法是现代大学教学方法的主要特征。启发式教学强调教师在教学中最大限度地调动学生的思维和学习的自觉性，引导学生融会贯通地掌握知识、培养发现问题、分析问题、解决问题的能力。
第一，在每章开始前把该章的教学目的、重点、难点明确告诉学生。在讲授时，对重难点讲深讲透，根据有机化学的特点辩证施教。学习有机化学需要抓住以下几点并联系起来看问题。一是结构决定性质，性质反应结构。所以知道化合物的结构至关重要，也要深入并用自己的语言来理解价键理论、杂化轨道理论等重要理论。二是官能团的定义。官能团是活泼的容易发生反应的原子或基团。有机化学课本都是根据官能团分类的结果来分配成相关章节讲解的，所以每一章中官能团首当其冲会发生反应。三是有机化学反应就是旧键的断裂和新键的生成。一定要看反应的部位和有机化合物中主要的碳原子的去向。四是电子效应(诱导效应、共轭效应和场效应)、立体效应。这两个效应是以影响有机化合物的结构和有机化学反应的重要因素，考虑问题时需要时刻考虑的。五是有机化学稳定性原理，从反应物到中间体再到生成物，越稳定越容易反应。
第二，短学时的课程注重知识间的衔接、对比和总结。烷烃、烯烃和炔烃是铺垫章节，重点让学生掌握sp、sp2、sp3杂化:有机化合物中主要的原子是碳原子，它都是杂化了以后去形成化合物的。不饱和烃、芳烃和卤代烃要深深理解官能团的特征反应(亲电取代、亲核取代、亲电加成和亲核加成)的意思。芳烃由于共轭效应形成了芳香大π键，所以虽有双键不容易加成而是取代的特殊一章，此章总结性讲解，五个化反应，一取代到二取代，二取代到三取代。卤代烃和醇，醇和酚，酚和芳烃，醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化学性质，可以对比着讲解。
第三，课堂中渗透学习有机化学反应的方法，学习起来就会变得容易很多。抓住官能团及其附近是容易发生反应的部位，再看旧键新键的变化、碳原子的去向以及一些规则就可以很好的记住化学反应方程式。第四，遇到上节课有重要的化学性质或理论时，都会回忆上节课所学习的内容，形式可以多样化，比如让学生回答上节课所学内容或者针对上节课的重点做几道相关的习题，并给学生进行打分制，记录到平时成绩里，这样可以使得学生关注每节课所讲的知识，使学生的知识由感性上升到理性，由分散到系统化、完整化，完成教学上的又一次升华。
总之，通过几年的有机化学教学，我们逐步探索出了一套少学时有机化学课程的教学规律和方法，优化了教学内容，改善了课堂教学效果，提高了有机化学的教学质量，取得了较好的效果。当然，有机化学的教学建设与改革仍在不断地向前发展，需要我们不断地提高教学水平，研究和分析少学时课程教学规律仍将是我们提高教学质量的一项重要工作。
作者：杨卉 李松波 郝燕 王延铭 单位：内蒙古科技大学化学与化工学院
参考文献:
［1］李龙，乌云．谈现阶段高中有机化学与本科有机化学的教学衔接［J］．科教文汇，2013，(09)．
有机化学的反应范文4
关键词：环境工程；有机；化学；应用
引言
当前，有机化学已经成为环境工程方面的重要技术，可在提升资源利用效率的基础上，对生态环境展开综合防护与治理。文章结合自身对有机化学的了解，对有机化学在环境工程中的有利应用与有害应用进行探讨，并提出在环境工程中正确合理应用有机化学的策略。
1有机化学的介绍
有机化学是一种碳化合物的化学，研究的内容主要是有机化合物的结构、组成、制备、应用以及性质等的科学。有机化学涉及的内容可划分为两个方面，一是有机合成方面，可以借助见到的元素或化合物，通过一系列化合反应合成特定的有机化合物的过程；二是天然有机化学，也就是天然有机化合物的性能、组成、结构、合成等内容。截至今日，世界上大概有2000多万的化合物，而有机化合物占绝大部分。有机化学可以为相关联的学科如环境工程、材料科学等专业学科带来技术、材料以及理论等支撑，是一系列相关工程的应用基础，尤其是环境工程。在环境工程方面，有机污染物在环境中的泛滥、超微量与微量有机污染物的检测等都是有机化学在环境工程中的研究与应用方向。有机化学有利于保证环境的可持续发展，在改善生态环境、提升居民生活质量等方面均具有巨大作用。
2有机化学在环境工程中的应用分析
有机化学属于创新型的应用学科，有效推动了现代科技与农业生产的发展与进步。一方面，通过有机化学研究出了许多新型的食品添加剂、农药、药物等，改善了衣食住行各个方面。同时，在环境工程方面，有机化学研制出了许多新型的材料，包括许多具有电磁、声、电、光等多种性能结合的化合物等，有助于保护与治理环境。现实生活中，大多数有机化合材料相比普通材料更具有优势，因其环保、低耗、干净等优势受到大家的喜爱。例如氟塑料，它不仅具有良好的绝缘性、导热性、机械性等性能，还具有高抗污能力，是屋顶建筑的绿色、环保、理想型材料。与此同时，有机化学在环境监测、污染防治等方面的作用也越发明显。我们可以借助有机化学知识对环境进行精准地监测，例如监测水污染，需要借助有机化学知识对水中的重金属、有害物质等含量进行监测，并借助有机化学知识展开分析。另外，有机化学的应用伴随着机遇的还有极大的挑战，未来我们应积极创新，挖掘更多先进的有机化学合成方法，研制出越来越多先进的事物来帮助我们改善人类生态环境，达到经济与生态的可持续发展。例如科学家们可设想将广泛应用的煤借助有机化合反应转化为清洁燃料，将煤中的元素转化为有益的有机产物，从而进一步减少燃料燃烧产生的废气，甚至可以实现零污染。但它的应用也在一定程度上加剧了环境污染问题。例如通过有机化学研制出的新型食品添加剂、农药等，虽然改善了我们的生活，可是这些农药等有机化合物的滥用也直接导致了严重的环境污染问题。例如在农业生产中，传统的肥料已经不能满足我们日益增长的农作物生长需求，农业生产效率与产量比较低。随着有机化学的出现与发展，化肥出现了，它极大地增加了农作物的产量与收成，大幅度改善了农民的生活水平。但是，以此同时，长期的使用化肥会在一定程度上造成农田板结，也会对土壤环境造成污染。还有就是农药，农药的产生虽然降低了农作物的杂草与虫害等不利影响，可是对居民的饮食安全却造成不良影响。抛开农业生产方面不谈，有机化学还为建筑装修与家具家电等带来许多便利，为房屋装修添上许多炫丽的新色彩。可是这也带来了许多健康隐患，例如甲醛、油漆等有机化合物材料，在居民的家电与家具上会残留很久，对空气造成污染，同时对我们的身体造成非常不利的影响，包括癌变、白血病等。此外，在居民出行方面，汽车的广泛普及，便利了我们的交通出行，可是其汽车尾气的排放会直接导致地球大气层的臭氧分解，对我们的环境造成极大地破坏。综合上述分析可知，有机化学在环境工程方面的应用既有利也有弊，它为我们创造了丰富多彩的组织生活，提升了我们的生活质量，改善了环境污染问题。可是如何去更好地规避有机化学带来的环境污染，更好地利用有机化学来实现地球环境的保护与防治，这需要引起我们的深思。
3有机化学在环境工程中的应用策略探析
在环境工程中有效、正确地应用有机化学，需要协调好各个方面的内容，包括有机化学的应用种类、有机化学的应用时效、大力发展绿色有机化学等，尽可能规避有机化学在环境工程应用中的环境污染问题，实现有机化学的应用价值。
3.1科学选择有机化学的应用种类
自改革开放以来，国内将经济发展放在了重点，但是却忽视了环境保护的重要性，这使得许多经济的发展是以环境牺牲为代价的，从而导致酸雨、雾霾等问题频发。为有效解决这一问题，相关人员在拟定环境工程的各项保护与防治措施时，需要对所应用的有机化学物展开深入、科学地分析，尽可能发挥出有机化学的应用价值。另外，环境工程人员还需要对污染源展开动态分析与观察，对环境污染的相关数据展开深入调查，科学选取有机化学物，进而针对性地解决有机化学滥用导致的环境污染问题。环境工程技术人员还需要对实验机制展开创新，并且深化对有机化学的研究与了解，进而更好地促进有机化学在环境工程中的有效应用。这样才能有效控制有机化学滥用导致的环境污染等各类危害，从源头解决有机化学在环境工程中不合理应用引发的各种问题。
3.2精准掌握有机化学的应用时效
为改善有机化学导致的环境污染问题，我们应精准掌握有机化学的应用时效，对有机化学产生的各种污染物、废水等进行处理，从而有效控制有机化学产生的环境污染问题。相关的技术人员需要对各个地区实际污染情况展开调研，并且比对污染问题的恶化情况，从而掌握环境污染情况，方便后续针对性地处理。在确保污染处理成效可以满足相应标准要求的基础上，相关技术人员需要针对生态环境污染问题拟定科学规范化的应用措施，从而对有机化学在环境工程中的应用时效展开控制。环境科学部门要借助实验方式展开科学的实验组合，通过实验得出有效的结论，进而准确掌握有机化学在各地的应用时效，更好地应用有机化学。
3.3大力发展绿色有机化学
基于环境工程的长远可持续发展，绿色有机化学是有机化学应用的有效突破，可最大限度地提升环境质量。绿色有机化学可以有效利用与处理社会生产中产生的各种污染物，找出更多可以重复回收利用的资源，从而有效控制有机化学应用导致的废弃物数量，改善污染物毒害问题。从专业与技术角度来看，绿色有机化学的合理应用可以有效控制环境污染问题，优化环境质量，从而推动社会长远发展。近些年我国绿色有机化学的发展比较快，许多研究人员应当从绿色化学技术的实际应用出发，将重点放在实用性较高的绿色有机化学的推广与应用中，借助大面积地推广应用，实现良好的环境保护与防治效应。
有机化学的反应范文5
教材的整体水平高于目前所用的生物类和医学类基础有机化学，但低于化学专业的基础有机化学。该书在编写的指导思想、编排体系和教学内容上都有较大的改革和突破，具有以下5个方面的特色［2］。编写教材的目的在满足学生有机化学知识需求的同时，提高学生的自学能力，把培养学生分析问题和解决问题的能力作为首要目的。不仅要求学生要知道有机化学的主要内容和知识点是什么，更重要的是让学生明白这些理论与知识为什么是这样。为此，教材将“有机化合物的构性相关规则”应用并贯穿于所有章节［3－4］，以培养学生逐渐掌握以结构为中心来分析问题和解决问题的习惯和能力，避免学生养成过分依赖死记硬背的不良习惯。教学内容和编排体系不刻意追求内容与体系的完整性，而是以有利于教师教学和学生自学为主要原则。例如，在介绍完各类单官能团化合物和一些重要合成反应(如周环反应)之后，在第十六章引入以单官能团转换为主的“有机化合物制备”。这种编排不同于现有其他教材的各章单独介绍的做法，避免了有些合成反应(如武兹反应)的过早出现，既达到对前面各章内容的复习和总结的效果，又有助于学生了解各种官能团之间的相互联系以及系统掌握一些常见的重要有机合成反应。编写教材的指导思想以共价键理论和电子效应理论为基础，以构性相关规则为指导和基本程序，以反应机理为重点。介绍反应机理时，不重要或不是很清楚的反应机理一般不做介绍，对重要的已经明确的具有普遍性的反应机理则一定要讲清讲透。例如，本书用较大的篇幅对亲核取代反应机理做了详细介绍，而不饱和烃的常规催化氢化反应、醇/酚类的氧化反应等机理则不做介绍或一带而过。英文专业词汇的补充为了便于双语教学，给出了一些常见且重要的化学名词的英文名称。新发展学科与技术的介绍为了提高学生学习有机化学的兴趣，扩宽学生的知识面，每章的最后都附加了一些仅供学生自学的内容。主要包括3个方面:与有机化学密切相关的分支学科的介绍，如绿色化学、组合化学、超分子化学、抗体酶学、有机合成化学、不对称合成技术等;有机化合物的分离技术，如色谱技术;与相关章节密切相关的重要化合物的介绍，如生物碱、黄酮、β—内酰胺类抗生素、维生素C、维生素D等。该教材难易适中，各章节内容安排合理，内容丰富而广泛，有较大的专业覆盖面，可适用于各类应用化学专业以及对有机化学知识需要较多的生物类、医学类、制药类等专业的教学。自出版以来，一直被中国农业大学、西北农林科技大学、石河子大学、青海大学、青海师范大学、延安大学、塔里木大学、渭南师范学院、洛阳师范学院等10所高校使用，受到师生的一致好评。
量身定制适合应用化学专业的教学大纲
对不同专业的学生，有机化学教学大纲的要求自然不同，课时的多少也不一样，专业侧重点也应当有所区别。我们收集了全国18所高校应用化学专业有机化学课程的教学大纲，其课时分配（表略）。调查中发现，包括我校在内的很多高校应用化学专业的有机化学课程的教学大纲是在理科化学专业的教学大纲基础上稍作调整而制定的，这无法达到应用化学专业有机化学课程的教学目标。此外，由表1可以看出，以上18所高校应用化学专业有机化学教学大纲中，无论是总学时还是各章节的课时分配差异都很大，这不能满足新的课程建设的要求。因此，为了使学生在有限的教学课时内掌握有机化学的基本知识和理论，结合近10年的教学实践，我们为应用化学专业的学生制定了新的教学大纲，其教学内容及课时分配(表略)。
不断革新教学内容
调查中发现，各所高校应用化学专业有机化学的教学内容陈旧落后，没有专业特色，自然不能满足学生的需求。为此，我们在教材中安排了21章内容，划分为七大学习模块。第一模块为有机化学的基础理论，简要介绍从高中化学、大学化学原理、无机化学到大学有机化学的过渡性和共性的基础理论以及学习有机化学所必备的一些基础理论知识。第二模块由第六章和第七章组成，分别介绍有机化合物中的立体化学和如何利用现代波谱技术确定有机化合物的结构。第三模块由第二到第五章、第八到第十四章组成，主要按照官能团分类介绍各类有机化合物，这是教学的重点。第四模块为第十五章，根据反应类型重点介绍周环反应。第五模块为第六章，该章是在学完各类有机化合物之后，集中介绍它们的制备方法，主要是不同单官能团之间的相互转化，是对前面各章中一些具有重要合成价值的化学反应的复习、总结和归纳。第六模块为生物大分子，由第十七到第二十章组成，主要介绍与生物有机体相关的有机化学知识。第七模块为第二十一章，是人工合成高分子化学简介。各模块之间既相互联系，又相互独立。第四到第七模块可根据不同专业的需要而选择讲授。以该教材为教学指南，结合我们多年的教学经验，教学过程中还应注意以下5点。(一)教学目标明确教学目标是教学活动预期的教学效果。目标明确是教学成功的前提，它直接影响教学效率。不能单强调教师教的目标，更要让学生清楚学的目标。只有教与学的目标明确一致，教学才能成为双方自觉的追求，形成教学合力［5］。我们从加强学生知识、培养学生素质和能力的角度出发，制定了有机化学教学的总体目标;对于每一章节，还制定了相应的具体教学目标，指出重点、难点，设计不同的教学方法，安排不同的教学形式来突破难点，突出重点;使每一章节乃至每一堂课的教学方法都有针对性，有效利用有限的课堂时间来完成预定的教学任务。(二)教学内容要主次分明，重点突出例如，讲解命名时，重点讲述系统命名法，但也要提及习惯命名法和俗名法。讲解各类有机化合物时重点为化合物的化学性质与制备等，化合物的分类和物理性质则应略讲或让学生自学。学生自学能力也是大学生培养的一个重要方面，可以安排一些自学知识，提前布置好任务，让学生有目的地去学习，这样既节约了上课时间，又锻炼了学生的自觉学习能力。(三)及时更新教学内容安排教学内容时，应当略去部分过时和繁琐的内容，及时补充当代有机化学最新的科研发现和应用成果，特别是生物、材料、环境、能源、纺织等领域的交叉发展及应用，还应适当介绍诺贝尔化学奖获得者的标志性工作，力争把最新信息及时传达给学生，以激发学生创新的动力和学习的劲头［6］。此外，在强化基础知识的同时，及时引入与有机化学关系密切的学科，如生命科学、材料科学、食品科学、农药化学等的新成果、新技术、新方法，将经典有机化学理论与学科前沿发展相结合，既保证了教学内容的科学性和先进性，又使学生充分体会到自己所学知识的可用性［7］。例如，自由基是生命过程、大气污染等有关问题中常用的一个术语;等离子体被称为物质的第四态，已成为一种在加工工艺和材料科学中使用的新技术;纳米材料与纳米合成技术等均可加入到教学内容中，当然它们所占时间很短，也许只有几分钟时间，而且不必每节课都涉及;但这些前沿问题一定要有，它们可以吸引学生，激发其好奇心与求知欲。(四)导入式教育，激发学生的学习兴趣有机化学是一门基础学科，经过了长时间的发展积累成型，大多是最基本的知识，讲解较为枯燥。而兴趣是最好的老师，是学生主动学习的原动力，只要学生对所学课程产生浓厚兴趣，他们就会主动地去学习［8］。教师平时应注意多收集和有机化学相关的生活小常识，将科普知识和生活常识引入教学，使课堂学习有趣生动，以提高学生的学习兴趣。例如，在绪论中介绍有机化学在应用化学专业中的地位和作用，使学生了解有机化学的重要性。又如讲烯烃这一章内容时，介绍乙烯对水果的催熟作用，提醒学生在以后的章节里还会遇到其他类型的植物催熟剂，要求他们注意总结;讲解醇和酚时，结合过度饮酒对人体的危害，介绍红酒、白酒、医用酒精及工业酒精的区别、作用及危害，使学生在增长知识的同时，也接受了安全教育。另外，要介绍有机化学的学习目的和学习方法，以加深学生对这门课程的了解，帮助他们更好地学习。(五)将绿色化学渗透到教学中，增强学生环保意识绿色化学不仅是当前的热门话题，而且代表了化学的发展方向。课堂教学中把绿色化学与有机化学恰当地连接起来，在给学生讲解有机化学知识的同时培养他们的环保意识，提高学生的整体素质，自觉将绿色化学应用到生活和工作中去。教师要在教学中结合实际，对教学内容中涉及的绿色化学知识进行强化，使学生自觉地树立起绿色化学意识。
有机化学的反应范文6
有机化合物是指含碳的化合物，有机化学又称为含碳化合物的化学，是研究有机化合物的结构、性质和制备的学科，是化学的一个重要分支。有机化学学科涉及到多方面的知识内容，例如：人口和健康问题、材料应用、能源、信息技术等，作为一种新型高科技术为社会的发展和科技的创新提供了动力，利用有机化学方法可以有效的解决国际性核心问题。
2有机化学与环境的关系
2.1有机化合物对环境的污染
有机化合物与人类生活的衣食住行息息相关，也是环境污染的罪魁祸首。随着合成技术的成熟发展，有机化合物的种类越来越多，他们每天以惊人的速度排放在人们生活的环境当中。目前环境中主要的有机污染物有金属有机污染物，；烃污染物；含氮、磷有机污染物；含氧、硫有机污染物；含卤素有机污染物、天然产物污染物。
2.2有机化学的应用是治理环境污染的重要手段
有机化学在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着主要的作用，而且随着日益突出的环境问题，在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。虽然目前环境问题与化工行业有关，但是有机化学的合理应用对环境的保护作用也是显而易见的。例如将煤中的元素原子100%转化成对人类有益的有机产物，减少了煤燃烧过程中产生的废气，也在环保的基础上提高了利用率；有机化学研究出残留时间段、药效更专一的农药可以减轻对土地的污染等等。自20世纪90年代初，科学家们就提出了“绿色有机化学”的概念，旨在建设绿色的合成工艺环境，在增强经济建设的同时有效的保护了环境。
3在有机化学教学中提高学生的环保意识
在有机化学教学中提高学生环保意识的措施具体包括以下几个方面：
3.1在有机化学理论教学中提升学生的环保意识
我们可以利用多媒体技术具有图、文、声并茂的特点，直观、生动、活泼的表达教学内容，激发学生的学习兴趣[2]，提高思想意识。例如在学习烃类化合物时，融入石油炼制有关能源危机的知识，介绍汽车尾气是城市污染的主要污染源；讲解烯烃时，介绍由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染；卤代烃学习中，介绍臭氧层破坏的主要原因是冰箱和空调的使用的大量制冷剂氟利昂；教学芳香烃类时介绍目前多环芳烃类的苯并芘是一种强致癌物；酮类化合物的教学中，介绍室内空气污染的主要污染物甲醛等。这样的讲解有利于学生加强对环境污染的认识并且可以增强环保的意识以及对化合物结构的掌握。
3.2在有机化合物实验教学中培养环保意识和方法
实验教学是化学教学中必不可少的一部分。在实验教学中更要重视学生的环保意识的培养，规范化学实验的方法，减少化学品的用量，有效处理实验结束后产生的废弃物，以达到尽量避免污染环境的目的[3]。教师应在实验教学中规范学生的实验行为，这样才能达到环保教育的目的。在化学实验中，教师必须教授正确的实验方法，指导减少实验中有机化学品的用量。要尽量遵循少利用资源，少产生废物的原则，尽量利用新方法和新技术，来预防和减少化学的污染。
3.2.1设计绿色化实验
所谓绿色化实验，就是指在实验内容、实验方法、实验试剂的选用上进行最优选。可以选择毒性小、污染低、现象明显的项目，对于部分必须要进行的实验进行试验路线的改革，采用污染小的原料进行[4]。开展有机化学教学的教师应不断学习有关环境保护的多方面化学知识，掌握新的化学工艺和当前社会发展的动态，将这些新鲜的化学环保知识与课程结合起来，设置一些创新性的绿色实验，提高学生学习兴趣同时，增强学生的环保意识。如甲醇羰基合成法是制备醋酸的最佳合成路线，具有反应的高选择性和对环境的友好性，现已代替了传统的乙烯氧化合成法路线。
3.2.2有机化学实验的微型化
有机化学实验的微型化是绿色化学的一个重要方面，微型化实验具有反应时间段、现象明显、节省实验用品和对环境污染小的特点。在实验的过程中，使用微型仪器，既减少了药品量也缩短了时间更减少了三废的排放。一氧化碳催化偶联合成草酸是一氧化碳在催化剂的作用下与亚硝酸酯偶联反应生成草酸二酯和氧化氮，草酸二酯水解得草酸和醇。反应生成的氯化氮部分氧化为二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮，三氧化二氨与醇酯化反应生成亚硝酸酯，亚硝酸酯能够循环使用，这种微型化的实验具有极好的环保效果。
3.2.3设置连续化的实验内容
可以设计有关联的综合性的实验项目，将部分实验的产物或者废弃物应用到另一个实验当中，减少实验室废弃物的排放量[5]。这样既能避免各个实验孤立起来，也可以增强实验过程的连续性和综合性，使学生在掌握实验过程的同时增强了环保的意识，减少了环境的污染。苯胺的生产以前主要采用铁粉还原硝基苯的工艺路线，这种路线的主要缺点是设备腐蚀严重、操作维护费用高、生产过程产生大量铁泥、废渣和废水，其中含有对人体危害极大的硝基苯和苯胺，现在主要采用硝基苯经活性铜催化氢化制备，可进行连续生产污染小，弥补了传统实验的不足，避免了实验资源的浪费，两种合成方法介绍如图所示。
4结语
