有机合成设计范例

一、“有机合成化学”课程教学存在的问题

（一）理论课教学内容落后

目前，北京林业大学院材料科学与技术学院林产化工专业的“有机合成化学”课程是以2004年版王玉炉主编的《有机合成化学》教材为主。它包含了有机合成的重要反应、选择性反应等内容，体现了当前的合成反应内容，但该教材缺少林化产品应用的实例，因此需引入新的教材充实教学内容。

（二）实验课教学内容和实验方法陈旧

林产化学工业是以森林资源为原料进行化学加工利用的工业，是森林工业的重要组成部分，是制取人类生活和生产所需要产品的工业。当前“有机合成化学”实验课程的授课内容为“樟脑氧化合成樟脑醌”的实验，其选题和采取的实验方法都已较为陈旧，不能满足当前林产化工行业科技发展的需要。而且实验设备数量有限、老化等原因使得实验测试分析方法单一、落后，从而导致实验数据误差增大、高质量的设计性实验无法正常开展。

二、“有机合成化学”课程教学改革的措施

（一）理论课教学内容的改革

【摘要】有机合成化学是对有机化学基础知识的提高与升华，是为以后从事有机化学方向学生准备的应化专业模块课程。本文主要针对目前有机合成化学教学课程知识点多而杂，内容相对枯燥，学时较少，导致学生学习兴趣不高、考试通过率低等问题，结合近几年本校应用化学专业的特点和学生水平的实际情况，通过对有机合成化学课程的教学模式和教学方法等方面的探讨，让学生更好地掌握所学有机化学知识并且灵活应用。

【关键词】有机合成化学，教学方法，知识串联

随着社会的发展和科学的进步，现代教育不仅要求教师要传授经验知识，而且要教给学生学习的方法，启发引导学生钻研问题和发现规律，培养学生获得知识、运用知识和创造新知识的能力。有机合成化学的主要任务是培养学生运用已学到的有机化学基础知识进行新型化合物的设计合成，通过掌握的方法及策略，灵活运用各种已有的知识手段，合成出具有不同结构和性质的有机化合物，从而培养出社会需要的应用型人才。由于有机化合物种类繁多有几千万种，涉及反应复杂，很多学生对这门课程有恐惧感，这就要求教师在有机合成的课堂教学中，使用多种教学方法和教学手段，但是传统的有机合成教学方法与一般化学课程的教学方法类似，不能很好的调动学生的积极性，教学效果较差，很难达到本课程的开课目的[1-2]。

1.有机合成现状分析

目前，我校应化专业有机合成化学的教材是黄培强等编写的有机合成，高等教育出版社出版。纵观本教材的各个章节不难发现，在教材的开始和结尾均对合成策略进行了讲解。传统教学方法是分别对每一章的内容进行学习，并结合学生的实际情况对部分应用面不是很广的内容进行删减，最后以例题的形式对有机合成设计的基本思路进行讲解，在学生的脑海里形成有机设计的基本思路。但是，我通过近几年的教学实践发现，在传统教学模式下，现有的有机合成教材不能很好的适应同学们的需要，主要体现在以下几个方面：首先，有机化学知识点多并且很难联系在一起，不利于学习记忆，特别是对于我们基础相对较差的学生；其次，受传统观念的影响，很多同学平时不注意积累，不用心学习，并试图通过考前突击来提高自己的知识水平；再者，我们现行的教学方法也不能很好的适应有机合成化学的教学。通过以上几点分析，我们可以采取以下策略来提高教学效果：在教学过程中，要打消同学们的传统想法——靠考前突击达标，给学生灌输平时学习重要性的思想。另外，尝试采用新的教学方法，既能调动同学们的积极性又能教他们以好的学习方法。下面我将针对以上问题主要从教学方法的改进方面，来实现学习效率的提高。

2.将所学知识点进行重新整合

我们知道，整个有机化学基础知识可以通过氧化-还原这一条主线串联起来，可以说大于百分之九十的知识点可以穿插在这一条主线上。另外，还可以将上述知识点进一步的编织成网，在我们遇到实际的合成问题时，可以从整个网络骨架上选择合适的可行的实验方法。结合本教材的具体内容，我对教材的章节进行了重新的整合。对具体内容进行整合归纳为如下五个部分：稳定碳负离子的反应；非稳定碳负离子的反应；辅助反应；氧化还原反应；有机合成设计。具体分配方案如下：根据教学内容对整个课程的教学内容进行重新的整合，即总体上将本课程的基本教学内容分为三个部分，其中第一部分稳定碳负离子的反应包括：稳定化碳负离子的烃基化和酰基化和稳定碳负离子的缩合反应；第二部分非稳定碳负离子的反应包括：基于非稳定碳负离子的碳-碳键形成方法和元素有机化学；第三部分辅助反应包括：成环反应、有机合成中的保护基和不对称合成等内容。在组织学习方面以稳定碳负离子的反应；非稳定碳负离子的反应和辅助反应为讲解内容，带领学生在回顾基础有机化学知识的基础上将基本的知识点掌握，并尽可能的熟练，同时以经典的有机人名反应为知识点并进行人名反应的拓展及应用。这一部分即我们所说的“例”；随后，通过第二部分的氧化还原将前面的基础知识组织串联，编织成知识网，把尽量多的知识点进行汇总，使学生形成自己的知识框架，从而使知识点达到牵一发而动全身的功效，本部分内容即为我们所说的“理”，把所有的内容进行编制整理；最后，通过对有机合成的设计题目的练习及探讨，实现对已有知识网的应用，并达到灵活运用的程度。从而提高在实际合成题目中的综合应用能力，即我们所说的“用”。根据氧化还原知识点网络框架，我们计划重点在知识点的组织整合实施过程中采取以下方案：在对大部分有机化学基础知识掌握的基础上，引导学生对已掌握的内容进行整合，如首先以烷烃为出发点依次转化到烯烃、炔烃、醇/酚、醛/酮、羧酸等所需的基本条件，进而对所需反应条件的差别进行基本的区分归类，一般而言，进行单步的转化或以中间产物为目标产物的反应选择活性相对较低的氧化剂或还原剂，特别是以活性较高的醛/酮为目标产物时，更应该注意氧化剂及还原剂的选择，而以活性相对较低的酸及其衍生物等为产物的反应，氧化剂及还原剂的活性则相对较强。另外，在有机合成中，竞争反应是永远存在的，这就不得不面对反应的选择性问题，如果我们需要的反应基团的活性高干扰基团的活性，可以按正常步骤反应，反之，必须考虑官能团的保护。

有机合成是有机化学的核心，是合成化学最主要的内容，也是对有机化学知识的进一步扩展和应用，更是创造新有机分子的主要手段和工具。当今国计民生的各个方面都离不开有机合成产品。因而有机合成是医学院校药学专业必修的重要专业课。通过对有机合成的学习，使医学生在学习有关基础课程后能系统地掌握有机物制备中重要的有机合成反应和合成设计原理，培养学生在实际化合物合成工作中设计、分析问题和解决问题的能力。由于有机合成内容繁多、覆盖面广、各章节的缺少相关联系，而且人名反应繁多，各种类型的反应极易混淆，导致学生的学习兴趣不高，效率低下。因此在教学过程中，探索有效的教学方法尤为重要。通过多年的实际教学经验，笔者总结出了一些教学的心得体会，现与大家交流分享。

1教学中渗透化学史，保持学习兴趣

爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师”。上好一门课程的关键问题是如何激发和保持医学生的学习兴趣。作者在教学中发现，学生对有机合成的化学史很感兴趣，就有意识地尝试课程内容与化学史结合，并且贯穿在整个教学过程中，这样能不断增强学生对有机合成的兴趣。例如讲绪论时介绍1828年人类第一个有机物的人工合成，化学家维勒用氰酸银与氯化铵反应得到了有机物尿素，这是人类正式进入到有机合成年代；我国1965年制成了世界上第一个具有生物活性的人工合成结晶蛋白质—牛胰岛素，标志着我国有机合成的水平已达到国际先进水平。针对一些特殊的试剂如格氏试剂，首先讲述格氏试剂的发明者维克多•格林尼亚年轻时爱情经历挫折所激发起的奋发学习劲头，成为著名化学家的轶事，接下来再讲述格氏试剂的制备、反应，就会使学生感兴趣。在讲有机反应时，介绍了国际上唯一以我国化学家名字命名的有机反应——黄鸣龙反应。黄鸣龙先生对反应过程一次忘塞瓶塞，产物收率提高的偶然事件认真探究，发现了新的羰基还原反应。我国科学家的这些成就唤起了学生的强烈民族自豪感，并养成了认真做好实验的习惯。美国有机化学家科里1967年提出的有机合成路线的常用逆合成分析法，使合成路线设计成为严格思维逻辑的科学，并编制了第一个计算机辅助设计程序，开计算机辅助有机合成先河。他由于这方面的重大贡献获得1990年诺贝尔化学奖。2001年诺贝尔化学奖获得者美国科学家威廉•诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里•夏普雷斯在不对称合成方面所取得的成就使化学家们能够有效地操纵化学反应。在课程中贯穿有机合成发展的历史，让学生多了解科学家们的探索经历和伟大成就，激发自己的斗志，始终保持学习兴趣。

2对照比较，建立概念的规律性联系

有机化学的知识点多，使内容显得繁杂，在学习时医学生常常感到混淆不清，理解不深入，导致死记硬背。为了解决这个问题，作者在教学过程中采取对照比较的方法，进行相似知识点的异同辨别，突出知识点的内涵和本质，使学生从根本把握。例如有机化学中的一种常见现象，是在有机反应中，在不同的反应条件下，相同的反应物其反应产物也不同，在讲课时注意对比这些反应，引导学生注意到它们之间的区别。再如，具有不同官能团的化合物对应于不同类型的有机化学反应，上课时可就这方面进行对照比较。学生普遍认为在有机化学的学习中，最困难的是要记忆大量的反应式。有机化学反应看似千变万化，实际是极具规律性的，从反应机理来看，基本是亲电、亲核、取代、加成等，而有机合成基本是这些反应的组合。如果学生熟悉了有机反应，就能有规律地学习合成的技巧。在学生具备有机化学基础后，教师把亲电、亲核、取代、加成等基本概念，以及相关的规律性概念和思维方法给学生归纳出来。学生在理解有机化学反应机理和掌握基本方法后，就能化解反应式记忆的困难，只需适当的记忆就能掌握大量的反应式。

3引入学术前沿动态，培养学生的创新意识

教师应在教学中让学生认识到有机合成是一个新反应和新试剂不断涌现的快速发展的领域，而新反应和新试剂的应用使有机分子的合成路线更趋向简单、快速、高效、绿色。给他们介绍生物化学合成、仿生合成、超分子合成、模板合成及绿色有机合成等新领域，使学生了解有机合成化学的学科进展，体会到新知识对人类的影响。在这个过程中，教师应该关注两个方面。一个方面是要向医学生介绍学术前沿的新动向、新知识，让学生尽快的接触学科前沿，体会到有机合成的魅力，保证教学内容的科学性和先进性。另一个方面是要引导学生关注科学研究，形成创新意识。教师上课时可结合教学内容给学生介绍自己学术研究方面的进展情况，以及自己做科研时遇到的问题、困难和解决思路与方法等，以自己的切身经验和体会带领学生跨入研究和创新的门槛，引导他们适应新的社会要求，跟上时代的步伐。

摘要：

长期以来，经济学以抽象和晦涩难懂著称，经济学专业课教学效果一直是经济学教研工作不断改进的地方。如何使经济学课堂成为集趣味性与知识性为一体的艺术课堂，成为广大经济学师生共同的追求。互联网时代的到来，为经济学专业课教学效果的提升提供了有利条件。文章将传统教学与互联网相结合，提出互联网背景下的经济学专业课团队有机合成教学模式，系统分析了该教学模式的特点、优势、实现方式及课堂效果。

关键词：

互联网+；经济学专业课；团队有机合成；教学模式

引言

经济学专业课程教学可能是人文社科领域最难教好的课程类别。长期以来，经济学以抽象和艰难晦涩著称，经济学专业课教学效果一直是经济学人不断努力的地方。如何使经济学课堂成为集趣味性与知识性为一体的艺术课堂，成为广大经济学师生共同的追求。随着互联网的发展，信息技术逐渐走进大学课堂，为经济学专业课教学成为名副其实的趣味课堂提供了可能。互联网不仅成为社会生活中的重要工具，而更应该成为人们生活和工作的理念。互联网背景下，越来越新颖的新媒体不断涌现，如博客、论坛、微信自媒体等，传统教学模式正在面临挑战。慕课、微课、翻转课堂等视频内容更极大的丰富了教学手段，学生们获得知识的途径和方式日益灵活化。可见，经济学专业课教学改革正迎来了新的机遇，应积极利用互联网科技探索构建新型教学模式，扭转传统教学模式的困境，提高经济学课堂的教学效果。目前，国内外西方经济学教学改革成功经验基本体现在以学生为中心的启发式教学，以实践为中心的开放式教学，以提高课堂效率为中心的创造性教学当中。经济学课逻辑性和系统性比较强，致使经济学的教学工作存在着学生难懂、教师难讲的“两难”困境，这是对经济学教学中的一个共识[1]。张庆（2016）认为经济学教学内容繁多、课程学时安排有限、一些专业概念和专业术语过于抽象和难于理解，使得实际课堂教学效果并不理想，提出运用案例教学、启发式教学、讨论式教学和慕课教学等多种教学方法[2]。朱建安等（2012）提出以课程群建设为抓手开展教学改革，即通过综合的、一体化和系统的培养方式，实现经济学课程知识的调整和体系的贯通[3]，建立适合本校学生特点的微观经济学网站，使学生能够在课外及时复习和补充经济学知识[4]。教师要充分借助互联网络平台，通过移动智能终端和电子邮件、QQ群、博客、微博等互联网络平台加强与学生的交流和探讨[5]。通过专业互补的团队合成教学模式，教师将大量精力集中在关注经济学前言动态，把握经济热点问题，不断更新教学内容上，而不是重复理论教条。另外，依托互联网平台和虚拟空间，解答学生疑问，指导学生研究，提高学习效果。还可利用讲座等形式传播经济学最新研究成果，帮助学生开拓视野，培养学生经济学思维能力，通过“智慧教育”手段构建“智慧课堂”。

一、经济学专业课教学的现实困境

1传统教育模式下“精细合成”教学的不足

1.1课程内容枯燥，无法激发学生的学习兴趣

精细合成课程的内容包括精细合成的基本理论及工艺学基础，精细有机合成单元反应的分类、主要反应机理，各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法，其中有大量的反应机理、合成方法的内容已经在有机化学课程中讲授过，在本课程中重新讲解无法激发学生的学习兴趣，容易引起学生的抵触情绪。

1.2传统的教学方法以教师传授知识为主，忽略了学生的主动性

在精细合成课程传统的教学过程中，以灌输式教学方法为主，教师传授知识，学生被动接受，不能够很好地发挥学生主动学习的积极性,同时对学生在解决实际问题能力的培养方面也有诸多不足。

1.3课程考核方式单一，不利于评价学生的综合素质

精细合成课程的考核还是采用一份试卷定成绩的传统模式，缺乏准确性和全面性。学生对于课程中讲授的有机合成反应机理和单元反应，虽然能在考试过程中给出正确答案，但是这并不意味着学生可以解决任何一个精细合成事例从研发到生产过程中出现的问题，因此采用一份试卷来评价学生对本课程的掌握程度是不合适的。

摘要:有机化学实验是高校应用化学专业的一门重要的专业基础课。通过优质的有机化学实验教学能提高学生实践动手能力、观察能力、逻辑思维能力。为适应地方高校培养应用技术型人才的办学理念，本文以喀什大学应用化学专业为例，分析和总结了目前有机化学实验教学中存在的问题，探析了问题产生的原因，并提出能提高有机化学实验教学质量、培养学生创新意识和实践能力的切实可行的整改措施。

关键词:有机化学实验;实验内容;授课模式;考核机制

喀什大学应用化学专业是化学与环境科学学院开设的以化学为基础的应用工科类专业，其人才培养目标是培养具备扎实化学基础理论、基本知识和实验技能、方法及其化学应用的相关理论知识和基本实验技能，具有应用化学方面实际工作和研究工作初步能力和创新创业能力的专门人才和应用型人才。有机化学实验课程是应用化学专业基础必修课程之一，在基础化学实践教学中占有十分重要的地位。有机化学实验课程的教学目的和任务是使学生系统地掌握有机化学实验基本操作技能、掌握重要有机化合物的制备、分离、提纯和鉴定方法，培养学生能以小量规模正确地进行制备实验和性质实验、有机化合物的分离和鉴定能力、熟练使用相关仪器，加深学生对有机化学理论知识的理解，培养书写简单研究报告及初步查阅文献的能力［1］。通过有机化学实验课程的开设将后续课程奠定基础，除此之外，通过有机化学实践性操作，促使应用化学专业学生直观地理解理论知识、验证科学理论、掌握实验操作技能，同时在培养学生的实践动手能力、观察能力、逻辑思维能力、理论联系实际的工作之风，为应用技术型人才的培养打下良好的基础［2］。因此，优质的有机化学实验课程的建设及学习显得尤为重要。然而，目前我校有机化学实验教学中存在:基础性实验比例高，合成实验单独设课，综合性试验研究性较弱;教学模式落后，在整个实验过程中，学生过分依赖教材和讲解，边看教材边做实验，遇到问题也全由教师解答，学生仅仅是被动参与;实验课考核方式单一，起不到激励及促进作用等问题。上述问题均降低了学生对实验的观察和思考能力，此种模式下难以培养应用化学专业学生的实践动手能力和创新能力。因此，结合喀什大学办学特色和应用化学专业人才培养要求，深入探析应用化学专业学生有机化学实验课程教学中存在的问题，提出相应的对策是提高教学质量的需要。本文以喀什大学应用化学专业为例，结合作者自身有机化学实验教学经验和体会，对目前有机化学实验教学中存在的问题进行总结和分析，提出提高有机化学实验教学质量的改革建议［3］，力求规范学生有机化学实验操作能力，提升实验技能，通过有机化学实验课程提高及培养学生创新能力和科研素养。

1目前有机化学实验教学中存在的问题

1.1实验内容相对简单，缺乏研究性

我院有机化学实验课程教学计划上课时量分配为2个学时，实验室规模小，大部分班级分两组授课。然而有机化学实验课试验时间较长，因此，在学时有限的情况下，按照教学大纲要求，结合各专业特征，合理选择实验内容有一定的难度。其次，目前化学药品管理及安全问题非常重要，而且喀什大学位于新疆喀什市，是祖国最西部的一所偏远地方高校，药品及实验器材的运输也是影响实验内容选择的一个重要因素。考虑以上因素，在我院有机化学实验课实验内容主要是基础性实验为主，综合性实验比例不高，缺乏研究性。有机化学实验内容总体上分两种类型，即基础性实验，综合性设计性实验。基础性实验包括基本操作实验和化合物物理常数的测定实验。通过基础性实验，培养学生熟练掌握有机化学实验基本操作、基本技能和基本方法的能力，为下一步开展综合性实验打基础［4］。综合性设计性实验是基于有机化学反应特点，遵照由浅入深的原则，依次开设的实验，其特点是让学生了解并掌握有机合成的一般方法，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力及实事求是、严谨求真的科学态度［4－5］。从教学目的及应用化学专业特点来看，综合性设计性实验对培养学生创新性思维能力有极大的帮助，并能激发学生的兴趣;然而，我院针对应用化学专业开设的实验内容上存在基础性实验比例高并缺乏设计性、研究性，均不利于学生在有机化学实验过程中的创新思维的培育。

1.2授课模式陈旧、授课方法单一

摘要：2020年春季学期受到肺炎疫情的影响，全国各地高校的教学工作无法正常开展。我校积极响应教育部提出的“停课不停教、停课不停学”要求，利用“雨课堂”和“腾讯会议”等教学软件对学生进行在线课堂教学。本文以有机化学教学为例，介绍了在线课堂教学的实施过程和教学效果。针对在线课堂教学的特殊性，改变教学模式，确保教学工作正常有序进行。

关键词：肺炎疫情；有机化学；在线课堂教学；雨课堂；腾讯会议

2020年春季学期，为了既能够抗击肺炎疫情又能够减小疫情对学校正常教学的影响，教育部提出“停课不停教、停课不停学”的要求[1]，南开大学积极响应，利用寒假时间迅速组织任课教师开展雨课堂、翻转课堂教学模式等教学培训工作，鼓励教师通过在线课堂教学方式授课。本文以本科生有机化学课程为例，介绍南开大学化学学院结合自身专业特点，利用“雨课堂”和“腾讯会议”等教学软件，开展本科生“在线课堂教学”实践，保证疫情期间教学活动正常有序进行。

1选择授课平台做好课前准备

线下课堂的授课方式是面对面的形式，容易掌握学生的课堂表现情况，在线课堂教学很难把控学生的上课状态。因此，为了吸引学生的注意力，提高上课效率，就需要任课教师课前精心备课。疫情爆发以来，全国各地高校纷纷开展在线课堂教学，《大学化学》也报道了不同高校开展在线课堂教学中的典型做法[2,3]。为保证教学质量，我们在“在线课堂教学”过程中采用主讲教师与学生助教合作教学模式，由教学经验丰富的有机化学全职教授担任课程主讲教师，同时聘用1–2名有机化学专业在读博士或硕士研究生担任课程助教组成教学团队，并分别建立教师教学微信群和学生课程微信群用于教学备课、分享预习资料以及布置课后作业。在线课堂教学区别于普通的课堂教学，对电子网络教学设备要求较高，每次上课前提前试课非常关键。在教师做好授课前各项准备工作的同时，也必须督促学生做好必要的课前预习工作。每次上课前主讲教师会提前将教学课件发送到课程微信群中，布置本次课程的主要教学内容。学生助教根据教学重点和难点，撰写预习提纲，帮助学生提前做好课程预习。学生通过学习预习提纲中的引导问题，明确学习重点，同时对不理解的部分做好标记，方便在听课过程中着重学习不懂的内容。

2结合疫情热点充实教学内容

由于有机化学已经渗透到国民经济的方方面面，在教学过程中适当增加教学内容，重点介绍有机化学与相关学科的交叉研究成果，对开阔学生视野，培养专业兴趣，掌握本学科发展的最新研究成果具有积极意义。2020年病毒(COVID-19)感染的肺炎疫情在全球爆发，在教学过程中我们首先引导学生针对当前疫情给人类造成的巨大危害，认识研发抗病毒药物对保护人类健康的重要性，培养学生的社会责任感，进而介绍抗病毒药物研发基本方法和有机化学在抗病毒药物研发过程中发挥的重要作用，引起学生的学习兴趣。2020年2月1日，美国报道其首例病毒感染者康复，美国吉利德科学公司(GileadSciences)研发的广谱抗病毒药物瑞德西韦(Remdesivir)发挥关键作用[4]。瑞德西韦是一种含磷手性核苷-磷酰氨基酸酯化合物，该药物的合成中涉及亲核加成反应、缩合反应、亲核取代反应、消除反应等反应类型，反应中还涉及官能团保护和脱保护合成策略，同时包含通过动力学拆分手段，利用手性诱导试剂不对称合成磷手性化合物的合成方法。这些基础知识已经在课堂上学习过。我们结合疫情热点，通过介绍瑞德西韦的合成，使学生了解有机化学在药物合成中的应用，促进理论与实践相结合。瑞德西韦的合成采用汇聚合成方法(图1)，反应首先以二氢呋喃-2-酮衍生物1和7-碘-吡咯并[1,2-f][1,2,4]-三嗪-4-胺2为原料在碱性条件下发生亲核加成反应得到中间体3，然后通过官能团转化将中间体3中的羟基转化为氰基，同时脱除羟基保护基得到关键中间体C-核苷5。进一步以五氟苯氧基磷酰二氯7为原料，与苯酚和丙氨酸酯盐酸盐8在碱性条件下发生亲核取代反应生成另一个关键中间体磷酰胺酯9和9’。这时反应得到的磷酰胺酯是一对非对映异构体，可以通过柱层析方法分离得到手性磷(Sp)酰胺酯9和手性磷(Rp)酰胺酯9’。反应最后利用2’,3’-羟基丙叉保护的C-核苷6与手性磷(Sp)酰胺酯9在碱性条件下发生亲核取代反应得到瑞德西韦前体化合物10，然后在酸性条件下脱除2’,3’-羟基保护基即得到瑞德西韦[5]。瑞德西韦的合成步骤多，官能团转化复杂，涵盖的有机化学基本概念丰富，设计合成路线的集成化程度高，是有机合成教学非常典型的应用实例。我们在教学过程中一方面通过回顾合成瑞德西韦所涉及的基本化学反应类型，帮助学生巩固所学知识；另一方面鼓励学生积极发言，阐明每步反应的反应机理，熟悉和掌握多步有机合成的药物合成中的应用。课后教学效果反馈显示听课学生普遍认为非常“解渴”，教学内容贴近实际，紧扣当前疫情热点，将枯燥的书本知识与药物研发实际结合起来，使学生充分认识到正在学习的是非常“有用的化学”知识，大大激发了学生的学习热情。

摘要：结合科研成果及实验教学经验，对有机化学实验中传统的甲基化反应实验进行改进。教材中涉及的传统甲基化试剂具有毒性大等缺点，不利于实验教学的实施。因此，提出使用三氟乙酸甲酯取代传统甲基化试剂，应用于本科有机化学实验教学中，加强学生对甲基化反应理论知识的理解。本实验结合新颖的科研内容，引入科研实验的设计思路，不仅有利于学生更好地掌握理论知识，而且有利于激发学生对科学研究的兴趣，提高学生的综合素养。

关键词：甲基化；有机化学；创新设计性实验；三氟乙酸甲酯

有机化学是一门实践性很强的课程，有机化学实验起到辅助有机化学理论教学的作用，有机化学实验的实践操作不仅可以培养学生的观察力、动手能力、分析与解决问题的能力，还可以帮助学生加深对理论知识的理解和掌握［1－2］。此外，在有机化学实验教学中引入科研思路［3－4］，能够系统性、全面性、集成性地对学生的创新意识和创新思维进行有效培养，体现了对于学生科学素养的培养。甲基化反应是有机合成中最基本的反应之一［5－6］，在有机化学理论中是一个必须掌握的知识点。教材中通常以硫酸二甲酯或碘甲烷作为甲基化试剂讲解甲基化反应，因为它们具有普适性和高效性，但又由于硫酸二甲酯和碘甲烷毒性大［7－8］，使其不利于通过实验教学来巩固理论知识。相似的亲电性甲基化试剂还有碳酸二甲酯，碳酸二甲酯虽是绿色环保型试剂，但反应活性低，往往需要高温、高压、特殊的设备或昂贵的金属催化剂［9］。基于应用创新型人才的培养，应该让学生明白选择合适的甲基化试剂时要从试剂毒性及反应活性等角度来分析。从理论中来，到实践中去，以实际可行的实验结果来指导有机化学理论知识。团队最近的科研成果［10］显示三氟乙酸甲酯作为一种新型的甲基化试剂，具有价格低廉、低毒、易于获得、可以对具有N—H、O—H、S—H官能团的化合物进行有效的甲基化反应等特点。本实验设计结合最新的科研成果，将三氟乙酸甲酯作为甲基化试剂应用于有机化学创新性实验中，培养学生的创新能力，激发学生科学研究的兴趣，通过实践真正掌握课本上的理论知识。

1实验目的

掌握甲基化反应的原理和三氟乙酸甲酯的特点；掌握萃取、柱层析等实验操作方法；掌握旋转蒸发仪和核磁共振仪等仪器的基本操作；熟悉有机化合物的结构表征方法和谱图的分析；学习科学研究的思路与方法。

2实验原理

以4－硝基吲哚与三氟乙酸甲酯的甲基化反应为例，反应机理如图1所示：首先4－硝基吲哚在碱的作用下形成负离子中间体，进而作为亲核试剂进攻三氟乙酸甲酯的甲基发生SN2型BAl2（bimolec－ular，basecatalyzed，alkylcleavage，nucleophilicsubstitution）机理的甲基化反应。